一种用于油气井加砂裂压作业的水力锚的制作方法

本发明涉及油井施工设备领域，具体为一种用于油气井加砂裂压作业的水力锚。

背景技术：

水力锚是用于油气井加砂裂压作业的一种重要工具，起到固定管柱的作用，避免井下工具产生轴向位移，其通过注水在内部进行憋压，利用内外压差产生的液压力作用下锚瓦向外伸出，使得锚瓦嵌入套管壁，限制工具上下窜动，从而实现管柱的锚定，而在消除工具内外压差后，撤销水的压力，锚瓦在挡板与锚瓦之间的内弹簧的弹力作用下复位，解除锚定。

然而，现有的水力锚在使用时，由于利用弹簧的弹力使得锚瓦复位来解除锚定，容易因弹簧有限的弹力不足以解卡，影响加砂裂压作业效率的问题，且现有的水力锚因需要足够水压保持憋压使得锚瓦保持锚定的状态，在该阶段对管道内进行施工作业时，容易影响锚定的压力，使得锚定的稳定性较差，导致锚定效果不佳，影响后续施工的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于油气井加砂裂压作业的水力锚，具备解锚稳定以及保持锚定的稳定性高的优点，解决了背景技术中提到的技术问题。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：一种用于油气井加砂裂压作业的水力锚，包括水力锚主体管、锚瓦，所述水力锚主体管上开设有卡瓦槽，且水力锚主体管上固定套连接有位于卡瓦槽外侧的限定板条，所述卡瓦槽内活动套装有滑动板，所述锚瓦固定连接在滑动板外侧的两端，所述限定板条与滑动板之间设有位于两个锚瓦之间的橡胶封隔套，所述水力锚主体管上固定套装有位于卡瓦槽内壁处的定位通管，且定位通管与滑动板活动套接，所述定位通管的内腔与橡胶封隔套的内腔相接通，所述水力锚主体管的中部内腔设有可纵向移动的中间套管，且中间套管仅在高速注水时进行下移，所述中间套管上开设有接通定位通管的导流孔。

可选的，所述水力锚主体管内腔的顶部固定套装有位于中间套管上方的定位环，所述中间套管的顶端固定套装有联动块，且联动块的中部开设有节流槽，所述节流槽的内径由上至下均匀减小，定位环的内径值大于节流槽的最大外径值，且定位环的底部与所述联动块的顶部之间设有拉簧。

可选的，所述水力锚主体管上开设有位于卡瓦槽上下两侧的滑槽，且两个滑槽的内腔与卡瓦槽的内腔均相通，所述滑槽内设有卡位机构，所述卡位机构对延伸出卡瓦槽的锚瓦进行卡位。

可选的，所述卡位机构包括套装在滑槽内部的活塞板，所述活塞板的底部固定连接有卡轴，且卡轴的底端为斜面设计，所述活塞板的顶部与滑槽的顶部内壁之间设有弹簧，所述滑槽的底部密封套装有密封块，所述卡轴的顶部直径大于其底部直径，且卡轴的底部与密封块活动套接，所述水力锚主体管上还开设有位于活塞板处的排水槽，水力锚主体管上还开设有位于活塞板下方的撤锚入水孔，且撤锚入水孔在常态下与导流孔保持相通的状态。

可选的，所述中间套管的外侧与水力锚主体管的内壁贴合，且中间套管上还开设有接通撤锚入水孔的导流孔。

本发明提供了一种用于油气井加砂裂压作业的水力锚，具备以下有益效果：

1、该用于油气井加砂裂压作业的水力锚，通过卡瓦槽内与锚瓦联动的滑动板、橡胶封隔套、定位通管，配合联动块和中间套管的结构设计，在进行锚定时，通过高速注水使得联动块带动中间套管下移，利用水压进行锚定，而在取消锚定时，通过缓慢注水，利用水压进行取消锚定，相较于现有的水力锚来说，锚定与取消均利用水压进行，使得动力足够，避免了利用弹簧弹力来进行解除锚定时，容易因弹簧有限的弹力不足以解卡，影响加砂裂压作业效率的问题。

2、该用于油气井加砂裂压作业的水力锚，通过卡瓦槽内相同的密封块及其内部的卡位机构结构设计，在进行锚定时，利用弹簧对滑动板限位进行稳固锚定状态，相较于现有的水力锚来说，有效的避免了因需要足够水压保持憋压使得锚瓦保持锚定的状态，在该阶段对管道内进行施工作业时，容易影响锚定的压力，使得锚定的稳定性较差，导致锚定效果不佳，影响后续施工的问题。

附图说明

图1为本发明水力锚的剖切结构示意图；

图2为本发明图1结构水力锚主体管的局部示意图；

图3为本发明图2的a处局部放大示意图；

图4为本发明水力锚结构示意图。

图中：1、水力锚主体管；101、卡瓦槽；102、锚定入水孔；103、滑槽；104、撤锚入水孔；105、密封块；106、定位环；2、中间套管；201、导流孔；3、锚瓦；4、限定板条；5、滑动板；6、橡胶封隔套；7、定位通管；8、卡位机构；801、活塞板；802、卡轴；803、弹簧；9、联动块；901、节流槽；10、拉簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种用于油气井加砂裂压作业的水力锚，包括水力锚主体管1，水力锚主体管1外侧的顶部和底部均开设有四个卡瓦槽101，且水力锚主体管1上两处的四个卡瓦槽101均以水力锚主体管1的轴心对称，水力锚主体管1上固定连接有位于卡瓦槽101外侧的限定板条4，且限定板条4位于卡瓦槽101的中部，卡瓦槽101的内部活动套装有滑动板5，且滑动板5的外侧与卡瓦槽101的内壁完全贴合，卡瓦槽101的侧面固定连接有位于限定板条4两侧的锚瓦3，且锚瓦3的外侧与卡瓦槽101的内壁活动连接，限定板条4与滑动板5之间设有位于两个锚瓦3之间的橡胶封隔套6，水力锚主体管1上固定套装有位于卡瓦槽101内侧壁处的定位通管7，定位通管7与滑动板5活动套接，且定位通管7接通橡胶封隔套6的内腔和水力锚主体管1的中部内腔，水力锚主体管1上还开设有位于定位通管7上下两侧的两个锚定入水孔102，且锚定入水孔102接通卡瓦槽101的内腔和水力锚主体管1的中部内腔，水力锚主体管1的中部内腔活动套装有中间套管2，中间套管2在水力锚主体管1内仅可纵向移动，且中间套管2的外侧与水力锚主体管1的内壁贴合，中间套管2上开设有八组导流孔201，每组导流孔201均对应一个卡瓦槽101，每组导流孔201的数量为三个，且每组的三个导流孔201均纵向等距排列在中间套管2上，水力锚主体管1内腔的顶部固定套装有位于中间套管2上方的定位环106，中间套管2的顶端固定套装有联动块9，联动块9的中部开设有节流槽901，且节流槽901的内径由上至下均匀减小，定位环106的内径值大于节流槽901的最大外径值，联动块9的顶部与定位环106的底部之间设有拉簧10，通过拉簧10的拉力作用，在常态下，每组导流孔201中的中间一个导流孔201位于定位通管7处，接通中间套管2的内腔和橡胶封隔套6的内腔。

在进行加砂压裂作业，当需要对管柱进行锚定，投球落入到水力锚主体管1下方管套进行封隔后，持续注入水，注入的水流流经节流槽901，带动联动块9、中间套管2整体下移，使得导流孔201移动至锚定入水孔102处，至水力锚主体管1内的水没过导流孔201后，进入水经导流孔201流至卡瓦槽101内，从而将滑动板5、锚瓦3整体左移，进而使得锚瓦3的一侧移出水力锚主体管1的外部并卡到套管的内壁上，从而实现锚定，而在所有的锚瓦3都进行锚定后，注水的水流消失，在拉簧的拉力作用下，使得联动块9、中间套管2整体复位上移，此时，导流孔201移动至定位通管7处，锚定入水孔102处于被中间套管2封堵的状态，在卡瓦槽101内水压作用的保持下，使得锚瓦3稳定的保持在锚定状态，无需保持水力锚主体管1内憋压的状态，从而有效降低了能耗，在压裂作业结束后，通过继续缓慢注水，使得水流经过节流槽901时，不足以带动联动块9、中间套管2整体下移，水力锚主体管1内的水流经导流孔201、定位通管7进入到橡胶封隔套6内，并随着水流的持续注入，使得滑动板5向右移动，从而使得锚瓦3随滑动板5移动至卡瓦槽101内，解除锚定，整个过程中，均利用注水的水压进行锚定和接触锚定，相较于现有的水力锚利用弹簧的弹力解除锚定的方式来说，解除锚定的动力足够，有效的避免了锚瓦3容易卡死，弹簧有限的弹力不足以解卡，从而造成卡钻事故的问题。

水力锚主体管1上开设有位于卡瓦槽101上下两侧的滑槽103，且两个滑槽103的内腔与卡瓦槽101的内腔相接通，滑槽103内设有卡位机构8，卡位机构8包括活动套装在滑槽103内部的活塞板801，活塞板801的底部固定连接有卡轴802，且卡轴802的底端为斜面设计，活塞板801的顶部与滑槽103的顶部内壁之间设有弹簧803，滑槽103的底部密封套装有密封块105，卡轴802的顶部直径大于其底部直径，且卡轴802的底部与密封块105活动套接，水力锚主体管1上开设有位于活塞板801处的排水槽，且排水槽连通水力锚主体管1的外部，水力锚主体管1上还开设有位于活塞板801下方的撤锚入水孔104，且撤锚入水孔104在常态下与导流孔201保持相通的状态，接通中间套管2的内侧与卡瓦槽101，在进行锚定工程中，在注水压力作用下，使得滑动板5带动锚瓦3移动至卡瓦槽101的外部，滑动板5移动时作用于卡轴802的斜面，使得卡轴802上移，至滑动板5移动至卡轴802的一侧，卡轴802在弹簧803的弹力作用下对滑动板5进行卡位，使得滑动板5保持稳定的状态，进而使得锚定的锚瓦3保持稳定的状态，相较于现有的水力锚来说，有效的避免了因需要足够水压保持憋压使得锚瓦3保持锚定的状态，在该阶段对管道内进行施工作业时，容易影响锚定的压力，使得锚定的稳定性较差，导致锚定效果不佳，影响后续施工的问题，在取消锚定时，通过缓慢注水，使得水流经过节流槽901时，不足以带动联动块9、中间套管2整体下移，水经导流孔201流入密封块105、定位通管7内，随着水压的增大，使得密封块105内活塞板801带动卡轴802上移与滑动板5分离，同时，水经定位通管7流入橡胶封隔套6内，使得橡胶封隔套6膨胀，带动滑动板5、锚瓦3整体朝卡瓦槽101的内侧移动，使得锚瓦3移动至卡瓦槽101内，从而取消锚定，而卡瓦槽101内的水经卡轴802与密封块105之间的间隙、排水槽流出，通过缓慢的注水，利用注水压力来使得锚瓦3移动至卡瓦槽101内，相较于现有的水力锚利用弹簧弹力来进行解除锚定时，容易因弹簧有限的弹力不足以解卡，影响加砂裂压作业效率的问题。

使用时，先将水力锚主体管1放置到需要裂压层作业处，然后投球落入到水力锚主体管1下方管套进行封隔后，持续高速注水，注入的水流流经节流槽901，带动联动块9、中间套管2整体下移，使得导流孔201移动至锚定入水孔102处，至水力锚主体管1内的水没过导流孔201后，进入水经导流孔201流至卡瓦槽101内，从而将滑动板5、锚瓦3整体左移，进而使得锚瓦3的一侧移出水力锚主体管1的外部并卡到套管的内壁上，从而进行锚定，同时注水压力消失后，在拉簧10的拉力作用下，联动块9、中间套管2整体复位上移，使得每组的三个导流孔201分别与定位通管7、密封块105的内腔相接通，待作业结束后取消锚定时，向水力锚主体管1内进行缓慢注水，水经导流孔201流入密封块105、定位通管7内，随着水压的增大，使得密封块105内活塞板801带动卡轴802上移与滑动板5分离，同时，水经定位通管7流入橡胶封隔套6内，使得橡胶封隔套6膨胀，带动滑动板5、锚瓦3整体朝卡瓦槽101的内侧移动，使得锚瓦3移动至卡瓦槽101内，从而取消锚定，而卡瓦槽101内的水经卡轴802与密封块105之间的间隙、排水槽流出即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。