CN114198040A - 可回收式套管内锚定机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可回收式套管内锚定机构，包括本体组件及安装在本体组件上的卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构；所述卡瓦组件位于本体组件的侧面，所述卡瓦组件在驱动执行机构驱动下能够做偏离本体组件轴线方向移动至凸出本体组件的侧面；所述锁定机构能够阻止卡瓦组件做朝向本体组件的轴线方向的移动。本发明在使用时，穿入套管内，通过在本体组件上设置卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构，采用驱动执行机构对卡瓦组件的动作，让卡瓦组件形成对套管内壁的压力，以锁定机构固定卡瓦组件的位置，卡瓦组件对套管内壁两者之间产生较大的静摩擦从而实现锚定。当需要解除锚定时，松开卡瓦组件不对套管内壁存在侧向压力，解除锚定；本产品可重复使用。

Description

可回收式套管内锚定机构

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井设备技术领域，特别涉及一种具有防止意外转动或者轴向移动特点的可回收式套管内锚定机构。

背景技术

在石油或天然气钻进完井的过程中，如图1所示，将井下工具包括套管内锚定机构可靠地固定在套管内，并且在必要时能进行解除锚定，对完成相关的井下作业至关重要，比如套管开窗侧钻作业，将斜向器非常可靠地固定到套管内同时在必要时能可靠的解除锚定对于顺利地完成套管开窗作业十分重要。

现有的锚定工具，常常会发生锚定不可靠造成斜向器的转动或者移动造成开窗失败。座挂不可靠的因素主要包括几点，一是卡瓦牙的结构不合理，有的工具为了满足具有可解除锚定的特点，只具有轴向单向卡瓦，因此只能向下移动。当受到向上的力时，容易造成意外解除锚定，工具上移，造成锚定失败。卡瓦不具有防转功能会造成锚定机构的转动，造成与之相连的工具转动，造成相关作业失败。二是缺少自锁机构或者自锁机构不可靠；由此造成锚定机构的转动或者移动。三是卡瓦咬合面设计不合理。锚定机构和与之相连接的工具，比如斜向器相连接，在锚定状态时，由于功能需要，锚定机构与套管轴线不同轴。市场上现有的工具在卡瓦的设计过程中没有考虑不同心而造成卡瓦局部咬合，因而产生锚定不可靠。

另外，现有的锚定工具往往只能使用一次即报废，不能重复使用，资源浪费极大，不节能也不环保。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可回收式套管内锚定机构，包括本体组件及安装在本体组件上的卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构；

所述卡瓦组件位于本体组件的侧面，所述卡瓦组件在驱动执行机构驱动下能够做偏离本体组件轴线方向移动至凸出本体组件的侧面；

所述锁定机构能够阻止卡瓦组件做朝向本体组件的轴线方向的移动。

可选的，所述本体组件包括本体、外筒和底部端盖；所述外筒的顶部套接在本体的底端，所述外筒的底部通过定位销钉与底部端盖连接；

所述驱动执行机构和锁定机构都安装在本体组件的外筒的内侧。

可选的，所述本体的侧面设有切削面，所述切削面与本体的轴线距离由上至下逐渐减小形成倾斜状，所述切削面的底端与本体的底端距离预设高度，所述切削面由上至下设有轨道；

所述卡瓦组件与轨道配合安装且能够沿轨道移动。

可选的，所述驱动执行机构包括液压组件、推杆、压杆和推力弹簧；所述液压组件与压杆连接；

所述本体设有从本体的底端到切削面的导孔，所述推杆穿过导孔且推杆的顶端与卡瓦组件接触；

使用前，所述压杆通过剪切销钉与底部端盖固定连接，推力弹簧的底部与底部端盖接触，所述压杆从推力弹簧的顶部向下压缩推力弹簧，所述压杆顶着推杆的底端；

使用时，所述液压组件通过增加给压杆施加拉力使得剪切销钉被剪切断开压杆与底部端盖之间的固定，使得压杆在推力弹簧作用下推动推杆向上移动。

可选的，所述锁定机构包括锁环、锁环挡板和限位销钉；

所述推杆的外周设置防止推杆向下移动的第一倾斜牙齿；

所述锁环的内壁设置与第一倾斜牙齿配合的第二倾斜牙齿；

所述导孔的底部设置容纳部，所述锁环环套着推杆安装在容纳部；

所述锁环挡板通过限位销钉与本体固定连接，且所述锁环挡板防止锁环脱出容纳部。

可选的，所述液压组件包括第一活塞密封环、第二活塞密封环和连接杆；

所述本体的底部中心有活塞腔，所述第一活塞密封环和第二活塞密封环由下到上依次间隔设置在活塞腔内，所述活塞腔的侧壁设有传压孔，所述传压孔位于第一活塞密封环的上端，且传压孔与第一活塞密封环的距离小于第一活塞密封环和第二活塞密封环的最小间隙；

所述第一活塞密封环与活塞腔的底端固定连接；

所述连接杆穿过第一活塞密封环且连接杆的上端与第二活塞密封环连接，所述第二活塞密封环能够在活塞腔内上下移动；

所述连接杆的下端与压杆固定连接。

可选的，所述卡瓦组件背离本体组件的外侧面设有凹凸形状，所述凹凸形状包括多面锥形凸起、纵向齿条和横向齿条中的一种或者多种。

可选的，所述卡瓦组件包括下卡瓦和中卡瓦，所述下卡瓦和中卡瓦背离本体组件的外侧面设有凹凸形状。

可选的，所述下卡瓦背离本体组件的外侧面的凹凸形状包括阵列式布置的多面锥形凸起；

所述中卡瓦背离本体组件的外侧面的凹凸形状包括纵向齿条和横向齿条。

可选的，所述本体的侧面沿周向间隔设置多个卡瓦组件，每个卡瓦组件都配置有推杆，且各推杆的底端与同一压杆接触。

本发明的可回收式套管内锚定机构是穿入套管内使用的，使用时，通过在本体组件上设置卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构，采用驱动执行机构对卡瓦组件的动作，让卡瓦组件做偏离本体组件轴线方向移动至凸出本体组件的侧面，卡瓦组件与套管内壁接触并形成对套管内壁的压力，并且以锁定机构阻止卡瓦组件做朝向本体组件的轴线方向的移动(即防止卡瓦组件不与套管内壁接触)，由卡瓦组件对套管内壁的压力使得两者之间产生较大的静摩擦，从而实现固定，防止转动和/或轴向移动。当需要解除锚定时，驱动执行机构松开对卡瓦组件的动作，使得卡瓦组件不对套管内壁存在侧向压力，没有相互的静摩擦，即解除了锚定，恢复可以转动和/或轴向移动的状态；本发明的产品不会使用一次即报废，可以回收重复利用，节省资源与成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的套管内锚定机构示意图；

图2为本发明实施例中一种可回收式套管内锚定机构立面剖视图；

图3为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例的外立面图；

图4为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例使用的卡瓦组件与套管内壁形成的倾角立面示意图；

图5为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例的立体示意图；

图6为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例中本体组件采用本体的平面示意图；

图7为本发明的图6实施例中本体的A-A剖面示意图；

图8为本发明的图6实施例中本体的C-C剖面示意图；

图9为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例采用的中卡瓦立体示意图；

图10为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例采用的下卡瓦立体示意图；

图11为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例采用的锁环立体示意图；

图12为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例采用的锁环挡板立体示意图；

图13为本发明的可回收式套管内锚定机构实施例用于套管中时的本体组件内部结构立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2-13所示，本发明实施例提供了一种可回收式套管内锚定机构，包括本体组件及安装在本体组件上的卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构29；

所述卡瓦组件位于本体组件的侧面，所述卡瓦组件在驱动执行机构驱动下能够做偏离本体组件轴线方向移动至凸出本体组件的侧面；

所述锁定机构29能够阻止卡瓦组件做朝向本体组件的轴线方向的移动。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的套管内锚定机构是穿入套管内使用的，使用时，通过在本体组件上设置卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构，采用驱动执行机构对卡瓦组件的动作，让卡瓦组件做偏离本体组件轴线方向移动至凸出本体组件的侧面，卡瓦组件与套管内壁接触并形成对套管内壁的压力，并且以锁定机构阻止卡瓦组件做朝向本体组件的轴线方向的移动(即防止卡瓦组件不与套管内壁接触)，由卡瓦组件对套管内壁的压力使得两者之间产生较大的静摩擦，从而实现固定，防止转动和/或轴向移动。当需要解除锚定时，驱动执行机构松开对卡瓦组件的动作，使得卡瓦组件不对套管内壁存在侧向压力，没有相互的静摩擦，即解除了锚定，恢复可以转动和/或轴向移动的状态；本发明的产品不会使用一次即报废，可以回收重复利用，节省资源与成本。

在一个实施例中，如图2、3和5所示，所述本体组件包括本体1、外筒14和底部端盖15；所述外筒14的顶部套接在本体1的底端，所述外筒14的底部通过定位销钉21与底部端盖15连接；

所述驱动执行机构和锁定机构29都安装在本体组件的外筒14的内侧。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的本体、外筒和底部端盖的横截面外形可以是圆形，也可以是多边形或者正多边形；通过将外筒的顶部套接在本体的底端，外筒的底部设置底部端盖，在外筒内部形成一个空腔，将驱动执行机构和锁定机构都安装在本体组件外筒的内侧这个空腔中，可以对驱动执行机构和锁定机构形成保护，延长驱动执行机构和锁定机构的使用寿命；让锚定机构在非锚定状态时不会影响转动和/或轴向移动，在需要锚定时又可以实现锚定。

在一个实施例中，如图2、3、5和7所示，所述本体1的侧面设有切削面，所述切削面与本体1的轴线距离由上至下逐渐减小形成倾斜状，所述切削面的底端与本体1的底端距离预设高度，所述切削面由上至下设有轨道；

所述卡瓦组件与轨道配合安装且能够沿轨道移动。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过在本体的侧面设置倾斜的切削面，切削面设置轨道，轨道可以是凸起式也可以是凹槽式，轨道的截面可以是梯形或者T形等，卡瓦组件设置有与轨道的配合部；如图9和10所示卡瓦组件与轨道的配合部截面为梯形凸起，相应地轨道的截面则是梯形凹槽，梯形凸起与梯形凹槽配合，梯形凸起可以在梯形凹槽内移动；将卡瓦组件安装在轨道上，锚定时在驱动执行机构的推动作用下，卡瓦组件沿轨道移动，锚定时的移动方向是沿倾斜切削面远离轴线至凸出本体的侧面与套管内壁接触形成挤压；解除锚定时的移动方向相反，是不断沿倾斜切削面缩小与轴线的距离，至不凸出本体的侧面，与套管内壁不形成挤压；结构简单易于实现和操作，可以量产降低成本。

在一个实施例中，如图2所示，所述驱动执行机构包括液压组件、推杆6、压杆和推力弹簧13；所述液压组件与压杆连接；

所述本体1设有本体1的底端到切削面的导孔28，所述推杆6穿过导孔28且推杆6的顶端与卡瓦组件接触；

使用前，所述压杆通过剪切销钉20与底部端盖15固定连接，推力弹簧13的底部与底部端盖15接触，所述压杆从推力弹簧13的顶部向下压缩推力弹簧13，所述压杆顶着推杆6的底端；

使用时，所述液压组件通过增加给压杆施加拉力使得剪切销钉20被剪切断开压杆与底部端盖15之间的固定，使得压杆在推力弹簧13作用下推动推杆6向上移动。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的剪切销钉可以是侧向将压杆与底部端盖固定连接，当压杆受到来自液压组件的向上拉力时，压杆与底部端盖对剪切销钉形成剪切力，向上拉力大于剪切销钉能够承受的极限剪切力时会将剪切销钉剪断；若剪切销钉不是侧向设置而是纵向设置，那么需要超剪切销钉能够承受的极限拉力将其拉断；本方案采用推力弹簧和液压组件通过推杆对卡瓦组件形成推力，实现锚定；结构简单，部件容易得到且易于标准，可以量产降低成本。

在一个实施例中，如图2和11-12所示，所述锁定机构29包括锁环4、锁环挡板5和限位销钉22；

所述推杆6的外周设置防止推杆6向下移动的第一倾斜牙齿；

所述锁环4的内壁设置与第一倾斜牙齿配合的第二倾斜牙齿42；

所述导孔的底部设置容纳部，所述锁环4环套着推杆6安装在容纳部；

所述锁环挡板5通过限位销钉22与本体1固定连接，且所述锁环挡板5防止锁环4脱出容纳部。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案中的锁环的截面为环形且设有缺口41，在锁环受到径向力的作用时缺口41的宽度会发生变化，使得锁环类似于卡簧具有一定的径向弹性；第一倾斜牙齿和第二倾斜牙齿的截面形状可以是直角三角形，两者的直角三角形截面直角边对应的环形面相互配合且在受到轴向力时阻止两者相对移动形成单向锁定，两者的直角三角形截面斜边对应的环形面相互配合且在受到轴向力时锁环被径向撑开使得两者发生相对移动；容纳部留有锁环被径向撑的弹性空间，容纳部的高度尺寸与锁环一致以在锁环挡板的作用下阻止锁环发生轴向移动，当锁环挡板的限位销钉超过受力极限断裂后，锁环受到推杆传递的来自卡瓦组件的轴向力而随推杆向脱出容纳部方向移动，从而解除锚定。

在一个实施例中，如图2和6-8所示，所述液压组件包括第一活塞密封环8、第二活塞密封环7和连接杆9；

所述本体1的底部中心有活塞腔26，所述第一活塞密封环8和第二活塞密封环7由下到上依次间隔设置在活塞腔26内，所述活塞腔26的侧壁设有传压孔27，所述传压孔27位于第一活塞密封环8的上端，且传压孔27与第一活塞密封环8的距离小于第一活塞密封环8和第二活塞密封环7的最小间隙；

所述第一活塞密封环8与活塞腔26的底端固定连接；

所述连接杆9穿过第一活塞密封环8且连接杆9的上端与第二活塞密封环7连接，所述第二活塞密封环7能够在活塞腔26内上下移动；

所述连接杆9的下端与压杆固定连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案中的第一活塞密封环包括第一活塞及套在第一活塞上的活塞密封环，第二活塞密封环包括第二活塞及套在第二活塞上的活塞密封环；第一活塞密封环与连接杆之间活塞以及第二活塞密封环与连接杆之间都采用活塞内密封圈17进行密封，第一活塞密封环与活塞腔的内壁采用第一活塞外密封圈19进行密封，第二活塞密封环与活塞腔的内壁采用第二活塞外密封圈18进行密封，第一活塞密封环和第二活塞密封环之间可以设置滑动活塞10，滑动活塞10套在连接杆上，滑动活塞10的高度不超过第一活塞密封环和第二活塞密封环的最小间隙；传压孔使用时通过液压管与液压设备连接，向第一活塞密封环和第二活塞密封环之间间隙处的活塞腔内施加液压，连接杆可以采用销钉、合叶式或者焊接式与第二活塞密封环的下端面连接，也可以如图2所示采用在第二活塞密封环中心设置通孔且连接杆穿过该通孔并在第二活塞密封环上端设置防脱出的轴肩(即连接杆位于第二活塞密封环上端部位的直径比连接杆下部直径大)，使得第二活塞密封环在活塞腔内向上移动，第二活塞密封环带动连接杆向上移动，连接杆带动压杆向上移动，使得剪切销钉被剪断；压杆在推力弹簧作用下推动推杆向上移动，推杆推动卡瓦组件沿切削面的轨道向上移动，使得卡瓦组件凸出本体的外周面与套管接触，对套管的内壁形成侧向压力，产生摩擦力，从而阻止本体动作实现锚定；然后还可以通过钻杆等作业管柱向锚定机构施加一定的压力，将锚定机构在初始锚定的基础上进一步锚定，增加锚定机构应对扭矩和轴向力的能力；在锚定状态时，本体轴线可以相对于套管的轴线有一定的倾角，卡瓦组件的外周面会同样与套管内壁30形成倾角，如图4所示为0.5度的倾角；为了形成可靠的锚定作用，可以将卡瓦的外圆柱面设置成与套管的内圆柱面在锚定状态时同心，从而形成全部面咬合，形成可靠锚定。

在一个实施例中，如图2和13所示，所述压杆包括连接盘11和底部接头12，所述连接盘11中心设有螺纹孔，所述底部接头12的上端设有与螺纹孔配合连接的外螺纹；

所述连接盘11压在推力弹簧13的顶部，所述底部接头12从推力弹簧13的环内穿过，且底部接头12的下端通过剪切销钉20与底部端盖15固定连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案中的底部接头的截面尺寸小于推力弹簧的环内直径，连接盘的尺寸大于推力弹簧的环外直径；底部端盖的下面设置通孔，底部接头的底端可以设置带内螺纹的装拉孔，在组装时，可以采用带外螺纹的工具从下面穿过底部端盖的通孔与装拉孔连接，以便通过工具给底部接头一个初始拉力，将推力弹簧压缩，方便用剪切销钉固定底部接头和底部端盖。

在一个实施例中，如图2-5和9-10所示，所述卡瓦组件包括下卡瓦3和中卡瓦2，所述下卡瓦3和中卡瓦2背离本体组件的外侧面设有凹凸形状；

所述下卡瓦3背离本体组件的外侧面的凹凸形状包括阵列式布置的多面锥形凸起；

所述中卡瓦2背离本体组件的外侧面的凹凸形状包括纵向齿条和横向齿条；

所述中卡瓦2设有第二限位销钉23，所述第二限位销钉23固定在本体1的切削面上，用于使用前限制中卡瓦2的上端面位置，当中卡瓦2被推动向上移动时，第二限位销钉23会受剪切力被切断；

所述切削面设置第三限位销钉24，第三限位销钉24用于运输时固定下卡瓦3和中卡瓦2的位置，运输至使用目的地后去除；

所述卡瓦组件还包括上卡瓦16和固定销钉25，所述本体1的侧面设有凹槽，所述上卡瓦16通过固定销钉25固定在本体1侧面的凹槽内，所述上卡瓦16凸出本体1的侧面；凹槽与切削面分别位于本体的侧面的相背方向。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案中的卡瓦组件包括上卡瓦、下卡瓦和中卡瓦，上卡瓦通过固定销钉固定在本体侧面的凹槽内，凹槽与切削面分别位于本体的侧面的相背方向，且凹槽与切削面可以分别处于本体轴向的不同高度位置，上卡瓦起扶正的作用；下卡瓦和中卡2背离本体组件的外侧面设置凹凸形状，可以增强锚定时与套管内壁接触的摩擦力，使得锚定更稳固；中卡瓦外侧面的凹凸形状采用纵向齿条增强防止转动的摩擦力，而采用横向齿条增强防止轴向移动的摩擦力；下卡瓦的凹凸形状采用阵列式布置的多面锥形凸起，例如可以采用四面锥形凸起，四个三角形面有一个共同相接的锥头朝向下卡瓦的径向外侧，其中两个三角形面朝向与顺着轴向，另两个三角形面朝向顺着径向，从而可以同时增强防止轴向移动和转动的摩擦力。

在一个实施例中，所述本体1的侧面沿周向间隔设置多个卡瓦组件，每个卡瓦组件都配置有推杆6，且各推杆6的底端与同一压杆接触。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案中多个卡瓦组件沿本体1周向均匀设置，若设置两个卡瓦组件则两者中心与轴心在同一直线位置(即周向180度)，若设置三个卡瓦组件则三者中心与轴心连线的圆心角为120度，采用本方案压杆的连接盘受力分布更为均衡，动作时更平稳，连接盘不会发生倾斜或者与外筒的内壁形成卡死影响连接盘移动的情况；另外多个卡瓦组件的设置可以增强锚定效果。

在一个实施例中，所述推杆的截面为圆形或者多边形，结合在卡瓦组件外侧面设置凹凸形状的情况，所述推杆的截面的最小尺寸满足以下公式：

上式中，D_min表示推杆的截面的最小尺寸，若截面为圆形则最小尺寸为直径，若截面为方形则最小尺寸为方形宽度与厚度两者中的较小值；L表示推杆的长度；w表示卡瓦组件外侧面凹凸形状中凸起的中间截面最小尺寸，凸起的中间截面指凸起顶部与凸起底部垂直高度的中间位置的截面；μ表示卡瓦组件与套管内壁的摩擦系数；k表示卡瓦组件外侧面凹凸形状中凸起的布置密度系数，即卡瓦组件外侧面单位面积上布置凸起的数量；τ表示发生转动的轴流诱导因数；P表示推杆中心位置相对于本体轴线周向的切向力矩，切向力矩由推杆中心和本体轴线位置确定，设计时预先设定。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用上式确定推杆的截面尺寸和长度关系，推杆的设计需要结合产品设计与使用要求，反映在公式中与套管内壁、卡瓦组件及其外侧面凹凸形状、锚定需要阻止的转动等因素有关，上述公式计算时视为无量纲，仅考查其数值关系；采用本方案可以在设计时对推杆尺寸进行精确合理的选择，防止尺寸设计不当导致推杆易损或者锚定失效，保障产品的稳定性和可靠性。

为促进石油天然气井顺利完成套管开窗或者其它作业，避免工具在下入井内过程中提前锚定，避免在锚定后发生意外的轴向移动或者转动，同时具有可解除锚定的性能，本发明专利设计了一种靠液压力锚定的机构，它具有防止意外移动或者转动的特点，同时具有可以进行解除锚定的特点。

本发明将卡瓦组件分设上卡瓦、中卡瓦和下卡瓦时，其中上卡瓦起支撑扶正作用，本体靠向套管内壁；中卡瓦具有防止转动卡瓦牙和防止轴向移动卡瓦牙；下卡瓦为主卡瓦，卡瓦牙主要防止工具向下轴向移动。

入井状态时，卡瓦由限位螺钉限制在初始状态，卡瓦处的有效直径小于卡瓦处的本体直径，防止在下钻入井过程中提前锚定。

入井到预定位置，需要启动锚定时，由于地面提供的液压或者循环液体通过井下工具节流产生的压力，通过本体上的传压孔传递到活塞腔，推动第二活塞密封环移动，第二活塞密封环带动连接杆上部接头移动，液体压力达到一定值时，剪切断剪切销钉。入井时推力弹簧处于压缩状态，剪切销钉被剪切后，弹簧释放，推动连接盘，连接盘推动下卡瓦推杆，进而推动中卡瓦和下卡瓦移动，剪切中卡瓦限位销钉，进一步移动，中下卡瓦与套管壁咬合，完成初步锚定。然后通过钻杆等作业管柱向锚定机构施加一定的压力，将锚定机构在初始锚定的基础上进一步锚定，增加锚定机构应对扭矩和轴向力的能力。连接杆上具有向一方倾斜的牙，与锁环上的牙向配合，从而保证连接杆只能向推动卡瓦锚定的方向移动，因此在锚定完成后卡瓦就被锁定在固定的位置。

锚定状态时，本体轴线相对于套管内园柱轴线有一定的倾角。为了形成可靠的锚定作用，卡瓦的外圆柱面与套管的内圆柱面在锚定状态要同心，从而形成全部面咬合，形成可靠锚定。

装配时，首先固定本体1，将上卡瓦16放置到本体上相应的凹槽内，拧上上卡瓦固定螺钉25；安装下卡瓦3到本体上；安装中卡瓦2到本体上；安装第二限位销钉23；安装第三限位销钉24；安装推杆6到本体对应导孔；安装锁环4；安装锁环挡板5并上紧定位销钉22；装上第二活塞密封环和密封圈17、18；将第二活塞及第二活塞密封环装到连接杆9上；将连接杆和第二活塞装到本体活塞孔中；安装滑动活塞到本体活塞孔中；安装第一活塞密封环和密封圈17、19，安装第二活塞；将连接盘11螺纹与连接杆螺纹连接；安装动力弹簧13；连接下部接头12和连接盘11螺纹；连接外筒14螺纹和本体螺纹；将底部端盖与外筒螺纹连接；安装定位销钉21并拧紧；安装剪切销钉20。

使用时，将锚定机构与上部其它工具通过螺纹或者销钉连接，入井前卸下第三限位销钉24；将传压管线(液压管)连接到本体传压孔；传压管线上端与上部工具连接；入井到预定位置，开泵产生压力，剪切剪切销钉20，释放动力弹簧，推动推杆，推杆推动下卡瓦、中卡瓦接触套管内壁，并且锚定在套管内；锚定后，由卡瓦的结构设计，保证卡瓦与套管内壁全接触；如果有必要，可以从上部从井口施加一定重量，增加挤压和锚定力；锚定后，推杆的位置由锁套锁定在固定位置，从而避免意外解除锚定，造成井下工具意外事故。当需要解除锚定时，仅需要从井口上提工具串(锚定机构)，当上提的力量达到锁环挡板定位销钉22抗拉强度时，销钉被拉断，中卡瓦和下卡瓦下移，锚定解除。

本发明主要用于石油天然气领域，具有防止意外转动或者轴向移动特点，为可回收式井下工具套管内锚定机构。它具有防止意外移动或者转动的特点，同时具有可以进行解除锚定的特点。卡瓦机构的中卡瓦和下卡瓦为两个独立的零件，中卡瓦和下卡瓦可以在本体上有各自独立的轨道。中卡瓦和下卡瓦也可以合为一件；上卡瓦起扶正的作用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可回收式套管内锚定机构，其特征在于，包括本体组件及安装在本体组件上的卡瓦组件、驱动执行机构和锁定机构；

所述卡瓦组件位于本体组件的侧面，所述卡瓦组件在驱动执行机构驱动下能够做偏离本体组件轴线方向移动至凸出本体组件的侧面；

所述锁定机构能够阻止卡瓦组件做朝向本体组件的轴线方向的移动。

2.根据权利要求1所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述本体组件包括本体、外筒和底部端盖；所述外筒的顶部套接在本体的底端，所述外筒的底部通过定位销钉与底部端盖连接；

所述驱动执行机构和锁定机构都安装在本体组件的外筒的内侧。

3.根据权利要求2所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述本体的侧面设有切削面，所述切削面与本体的轴线距离由上至下逐渐减小形成倾斜状，所述切削面的底端与本体的底端距离预设高度，所述切削面由上至下设有轨道；

所述卡瓦组件与轨道配合安装且能够沿轨道移动。

4.根据权利要求3所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述驱动执行机构包括液压组件、推杆、压杆和推力弹簧；所述液压组件与压杆连接；

所述本体设有从本体的底端到切削面的导孔，所述推杆穿过导孔且推杆的顶端与卡瓦组件接触；

使用前，所述压杆通过剪切销钉与底部端盖固定连接，推力弹簧的底部与底部端盖接触，所述压杆从推力弹簧的顶部向下压缩推力弹簧，所述压杆顶着推杆的底端；

使用时，所述液压组件通过增加给压杆施加拉力使得剪切销钉被剪切断开压杆与底部端盖之间的固定，使得压杆在推力弹簧作用下推动推杆向上移动。

5.根据权利要求4所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述锁定机构包括锁环、锁环挡板和限位销钉；

所述推杆的外周设置防止推杆向下移动的第一倾斜牙齿；

所述锁环的内壁设置与第一倾斜牙齿配合的第二倾斜牙齿；

所述导孔的底部设置容纳部，所述锁环环套着推杆安装在容纳部；

所述锁环挡板通过限位销钉与本体固定连接，且所述锁环挡板防止锁环脱出容纳部。

6.根据权利要求4所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述液压组件包括第一活塞密封环、第二活塞密封环和连接杆；

所述本体的底部中心有活塞腔，所述第一活塞密封环和第二活塞密封环由下到上依次间隔设置在活塞腔内，所述活塞腔的侧壁设有传压孔，所述传压孔位于第一活塞密封环的上端，且传压孔与第一活塞密封环的距离小于第一活塞密封环和第二活塞密封环的最小间隙；

所述第一活塞密封环与活塞腔的底端固定连接；

所述连接杆穿过第一活塞密封环且连接杆的上端与第二活塞密封环连接，所述第二活塞密封环能够在活塞腔内上下移动；

所述连接杆的下端与压杆固定连接。

7.根据权利要求1所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述卡瓦组件背离本体组件的外侧面设有凹凸形状，所述凹凸形状包括多面锥形凸起、纵向齿条和横向齿条中的一种或者多种。

8.根据权利要求1所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述卡瓦组件包括下卡瓦和中卡瓦，所述下卡瓦和中卡瓦背离本体组件的外侧面设有凹凸形状。

9.根据权利要求8所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述下卡瓦背离本体组件的外侧面的凹凸形状包括阵列式布置的多面锥形凸起；

所述中卡瓦2背离本体组件的外侧面的凹凸形状包括纵向齿条和横向齿条。

10.根据权利要求4所述的可回收式套管内锚定机构，其特征在于，所述本体的侧面沿周向间隔设置多个卡瓦组件，每个卡瓦组件都配置有推杆，且各推杆的底端与同一压杆接触。

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