一种防砂型的水力锚的制作方法

本实用新型涉及一种防砂型的水力锚，属油气井井下作业工具领域。

背景技术：

水力锚能够承受较高压力，满足较深井作业的锚定装置，它主要作用是保障井下作业工具的稳定性；在水力锚作业时，锚爪在液体压力的作用下径向向外伸出，卡紧套管内壁，从而实现对井下作业工具的锚定动作；能有效防止施工时因温度、压力、载荷扭矩变化而导致管柱移动。

目前市面上的水力锚在井下酸化、加砂压裂作业时，无法防止液体中的砂粒对球齿座冲蚀，导致球齿与球齿座之间的密封失效，油套连通，管柱内外压力平衡致使球齿回缩，管柱发生位移、封隔器失封，最后作业失败；同时由于锚定机构结构的原因，当内外压差过大时，压板受力过大，导致压板变形和螺钉破损、断裂，在进行作业和管柱回收时会存在安全隐患。因此有必要对其进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、组装方便，能有效防止砂粒对球齿座的冲蚀，保证水力锚稳定性，同时解决了因水力锚自身结构原因容易出现压板变形和螺钉破损、断裂问题的防砂型的水力锚。

本实用新型的技术方案是：

一种防砂型的水力锚，它由上接头、壳体、衬套和密封锚定机构构成，其特征在于：壳体的一端端头上螺纹安装有上接头，上接头一侧的壳体内部设置有衬套，衬套与上接头接触连接，壳体的圆周上设置有凸台，凸台上间隔设置有安装孔，安装孔与壳体的中心孔连通，安装孔内通过压板安装有密封锚定机构。

所述的壳体与上接头之间通过固紧螺钉固定连接。

所述的壳体为筒状，壳体的中心孔为变径台阶孔。

所述的凸台呈轴向120°均布，凸台之间的壳体外圆上轴向设置有过流槽。

所述的安装孔为变径孔，安装孔的底端呈收缩状。

所述的衬套呈圆筒状，衬套的圆周上径向均布设置有防砂槽。

所述的防砂槽呈长条贯穿状。

所述的密封锚定机构由球齿和复位弹簧构成，球齿的中心部位设置有装配凹孔，装配凹孔内设置有复位弹簧，复位弹簧的顶端与压板抵触连接，球齿装在安装孔中。

所述的装配凹孔两侧的球齿上设置有铣齿。

所述的壳体外圆上与安装孔对应的凸台上轴向设置有燕尾槽。

所述的压板为长条状，压板的截面呈梯形。

本实用新型的有益效果：

该防砂型的水力锚结构简单、组装方便，通过上接头与壳体的中心孔配合，能对衬套形成限位，从而防止衬套在壳体内出现移动后影响该水力锚正常工作；通过衬套上的防砂槽能有效防止液体中的沙粒对壳体的冲蚀，同时又不影响液体的正常通过，有效的将液体压力传递到球齿上，使得该水力锚的锚定功能更加稳定可靠；该水力锚的压板采用的限位方式为壳体上的燕尾槽以及固紧螺钉的双重限位方式，这样的结构能增加压板的受力面积，减少单位面积上的的作用力，消除了因压板变形和螺钉破损、断裂带来的安全隐患；该水力锚圆周面上设计有过流槽，可以减少因大排量注入或循环时对壳体的冲蚀。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中a-a向的剖面结构示意图；

图3为图1中b-b向的剖面结构示意图；

图4为图1中壳体的结构示意图；

图5为本实用新型的工作状态结构示意图。

图中：1、上接头，2、壳体，3、衬套，4、防砂槽，5、安装孔，6、球齿，7、复位弹簧，8、压板，9、燕尾槽，10、过流槽，11、套管，12、凸台，13、铣齿，14、固紧螺钉。

具体实施方式

该防砂型的水力锚由上接头1、壳体2、衬套3和密封锚定机构构成，壳体2为筒状，壳体2的中心孔为变径台阶孔，壳体2的一端端头上螺纹安装有上接头1，壳体2与上接头1之间通过固紧螺钉14固定连接，壳体2与上接头1之间设置有o形密封圈，有效保证壳体2与上接头1之间的密封性。

上接头1一侧的壳体2内部设置有衬套3，衬套3呈圆筒状，衬套3的圆周上径向均布设置有多个防砂槽4，防砂槽4呈长条贯穿状，工作时，防砂槽4可允许液体通过，同时可以阻隔砂粒，防止砂粒冲蚀壳体2的密封面。

衬套3与上接头1接触连接，工作中，通过上接头1端面与壳体2的中心孔的台肩配合，能对衬套3形成轴向限位，防止衬套3在壳体2内出现轴向移动。

壳体2的外圆周上呈120°均布有3个轴向设置的凸台12，凸台12之间轴向设置有过流槽10；过流槽10的作用是：当油管内注入大排量液体流量或进行液体循环作业时，能有效的减少液体流量对壳体2的冲蚀，各凸台12上间隔设置有2个安装孔5，安装孔5与壳体2的中心孔连通，安装孔5为变径孔，安装孔5的底端呈收缩状。

安装孔5内通过压板8安装有密封锚定机构，密封锚定机构由球齿6和复位弹簧7构成，球齿6装在安装孔5中，球齿6与安装孔5内壁之间滑动设置有o形密封圈，能有效保证球齿6与安装孔5之间的密封性，由于安装孔5为变径孔，安装孔5对球齿6形成径向限位，以防止球齿6通过安装孔5进入至壳体2的中心孔。球齿6的中心部位设置有装配凹孔，装配凹孔内设置有复位弹簧7，复位弹簧7的顶端与压板8抵触连接；复位弹簧7的作用是：当作业完成后，油管内的液压力泄去后，复位弹簧7通过自身弹力推动球齿6复位；装配凹孔两侧的球齿6上设置有铣齿13。

该水力锚的压板8为长条状，压板8的截面呈梯形，安装孔5对应的凸台12上轴向设置有燕尾槽9，压板8通过燕尾槽9插装在凸台12上，压板8的一端通过固紧螺钉14与凸台12固定连接。压板8与壳体2上的燕尾槽9配合，能够增大压板8的受力面积，减少单位面积上的作用力，以防止压板8受力不均匀出现变形和螺钉易破损、断裂带来的安全隐患。

该防砂型的水力锚工作时，首先将该水力锚的下端连接上球座，然后将该水力锚与其他相应的工具进行连接，随着油管一起下入到井下指定位置后，向油管内投入合适的球，当球入球座后，对油管内部形成封堵，从而使得油管内的液体压力将该水力锚的球齿6向外伸出，卡紧套管11内壁，由此实现对井下作业工具的锚定动作。

具体为：当球入球座后，向油管内打压，使油管内部的液体压力增大，从而使该水力锚壳体2内部的液体压力增大，壳体2内的液体通过衬套3上的防砂槽4进入至安装孔5内，防砂槽4对壳体2内的液体起到过滤作用，有效避免液体中的沙砾对球齿6与安装孔5之间密封面的冲蚀，以避免冲蚀导致的泄压。

当壳体2内的液体进入至安装孔5后，在液体压力的作用下，推动球齿6及铣齿13在压板8的两侧径向向外延伸，与此同时，球齿6在向外延伸的过程中，球齿6通过与压板8的配合对复位弹簧7造成挤压，使其蓄能，当壳体2内外压差达到一定值时，球齿6上的铣齿13咬住套管11内壁，由此通过铣齿13轴向上的载荷，从而实现该水力锚对套管11的锚定，防止管柱出现轴向移动。

当增产作业完成后，泄去油管内的液压力，复位弹簧7解除压缩状态，复位弹簧7在自身的弹力作用下推动球齿6进行径向复位，当壳体2内外压差减小到一定值时，球齿6完全回缩，从而实现该水力锚对套管11锚定的解除，此时将管柱进行回收。

该防砂型的水力锚通过上接头1与壳体2的中心孔配合，能对衬套3形成轴向限位，从而防止衬套3在壳体2内出现移动后影响该水力锚正常工作；通过衬套3上的防砂槽4能有效防止液体中的沙砾对球齿6座密封面的冲蚀，同时又不影响液体的正常通过，有效的将液体压力传递到球齿6上，使得该水力锚的锚定功能更加稳定可靠；该水力锚的压板8采用的限位方式为壳体2上的燕尾槽9以及固紧螺钉14的双重限位方式，能增加压板8的受力面积，减少单位面积上的的作用力，消除了因压板8变形和螺钉破损、断裂带来的安全隐患；该水力锚圆周面上设计有过流槽10，可以减少因钻井液大排量注入或循环时对壳体2的冲蚀，该防砂型的水力锚结构简单、组装方便，对提高生产效率具有积极的意义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。