用于油田生产井中防卡阻的水力锚

技术领域

本发明涉及井下工具，具体涉及用于油田生产井中防卡阻的水力锚。

背景技术

水力锚是油田生产井中的井下工具，一般由水力锚本体和嵌套在其中的锚爪构成，锚爪也称“卡瓦”，其用于油（气）井水力压裂、水井增注改造、水力喷砂、切割（或喷砂射孔）等井下作业管柱的锚定。锚爪内设有压板槽和弹簧孔，装上弹簧后用弹簧压板和压板螺钉将锚爪压紧在水力锚本体上。水力锚工作时，导管内憋压，再通过水力锚管内憋压，水力锚本体圆周外表面均布的锚爪在内外压差产生的液压力作用下向外伸出，锚爪外表面的锚爪嵌入导管的内壁，限制工具上下窜动，实现锚定，锚定管柱，避免井下工具产生轴向位移。当导管内外压力平衡后，锚爪在弹簧弹力作用下收回，解除锚定作用。

中国发明专利（授权公告号：CN203702046U，授权公告日 2014.07.09）公开了一种燕尾式防砂水力锚，主要由管状锚体、锚爪、复位弹簧以及压条组成，所述的管状锚体的两端分别设有螺纹接头、中部周向上均匀设有三组及以上的上开口锚爪槽，所述锚爪槽底部的管状锚体上设有与锚体内腔连通的割缝；所述管状锚体周向上还设有多条轴向布置的燕尾式压条槽且其分别贯穿所对应的锚爪槽的外口中央，所述燕尾式压条槽内分别固定与其槽型吻合的压条；所述锚爪的底部设有底座、中部设有弹簧安装孔、两侧设有锚牙，所述锚爪通过底座安装在锚爪槽内并通过密封圈与锚爪槽内壁形成滑动配合，所述复位弹簧安装在弹簧安装孔内且外端与所述压条的底部抵靠，所述锚牙分别位于压条两侧的锚爪槽槽体内。该发明专利的燕尾式防砂水力锚用于防止压裂砂进入，锚爪槽造成砂卡，从而保证锚爪在复位弹簧的作用下可以回收自如。然而，该发明虽然克服了砂卡而使锚爪不能回收自如的问题，但在使用过程中，该发明还是存在锚爪卡于锚爪槽中不能回收的问题，从而导致卡井事故，增加了再次交大修作业的危险，增加了再次作业时的解卡修井时间，造成了作业成本浪。特别是在高温、高压的工况比如高温205℃、高压差105Mpa的工况下，产生金属积瘤的问题特别严重。

为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能增大锚爪与锚孔的孔口之间受力面积的用于油田生产井中防卡阻的水力锚。

本发明用于实现上述目的的技术方案如下：

一种用于油田生产井中防卡阻的水力锚，包括锚体、设置于锚体周向的锚孔和安装于锚孔内的锚爪，所述锚孔的孔口的棱角为第一圆角。

所述锚爪的尾端的棱角为第二圆角。

一种用于油田生产井中防卡阻的水力锚，包括锚体、设置于锚体周向的锚孔和安装于锚孔内的锚爪，所述锚爪的尾端的棱角为第二圆角。

本发明的有益技术效果是：

本发明的第一圆角能增大锚爪与锚孔的孔口之间的受力面积，能减小锚爪与锚孔的孔口之间接触处的接触应力，锚孔的孔口与锚爪不会变形或划伤，从而使锚爪与锚孔之间不会因接触应力形成卡阻，进而避免卡井事故。第二圆角能增大锚爪的尾端与锚孔的内壁之间的受力面积，能减小锚爪的尾端与锚孔的内壁之间接触处的接触应力，不会对锚孔的内壁产生划伤，从而使锚爪与锚孔之间不会因接触应力形成卡阻，进而避免卡井事故。

附图说明

图1为现有水力锚的锚孔的孔口与锚爪之间以及现有水力锚的锚孔的内壁与锚爪的尾端之间接触的受力的局部放大结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为沿图2A-A剖切的结构示意图。

图4为本发明的锚体沿其径向剖切的结构示意图。

图5为本发明的锚爪的结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图6的左视图。

图8为图3B处的放大示意图。

图9为图3G处的放大示意图。

具体实施方式

下面给出的实例是对本发明的具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明中涉及“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

为清晰说明本发明的发明构思，先对本发明发现的问题进行说明。

针对现有水力锚在克服了砂卡而使锚爪不能回收自如的问题的情况下，还是存在锚爪卡于锚爪槽中不能回收的问题，本申请的发明人经过长时间研究、分析及验证，并经过艰苦、卓越的创造性劳动，本申请的发明人发现：现有水力锚在使用过程中承受向上的上顶力时，锚爪与锚爪槽本身因装配的原因存在一定的间隙，在上顶力的作用下呈杠杆原因，锚爪槽槽口和锚爪尾端局部受力大，易产生金属积瘤，参见图1，图1为现有水力锚的锚孔即锚爪槽的孔口与锚爪之间以及现有水力锚的锚孔的内壁与锚爪的尾端之间接触的受力的局部结构示意图，其中，锚爪20受到的力如图1中的F1。由于锚体10的锚孔11的孔口的棱角为倒角，该倒角呈钝角，实际工作时，锚体10的锚孔11的孔口与锚爪20之间第一接触处C呈点或线接触接触，受力面积小，局部应力大，对锚体10的锚孔11的孔口或锚爪20孔损伤大，致使锚体10的锚孔11的孔口或锚爪20变形或划伤形成金属积瘤。参见图1，由于锚爪20的尾端的棱角为倒角，该倒角呈钝角，实际工作时，锚爪20受力时，锚爪20的尾端与锚孔11的内壁第二接触处D呈点或线接触，因锚爪20与锚孔11存在间隙，受上顶力时呈杠杆原因，从而使锚爪20的尾端与锚孔11的内壁接触，呈点或线接触，局部应力大，将锚孔11的内壁划伤形成金属积瘤。本申请的发明人进一步发现：特别是在高温、高压的工况比如高温205℃、高压差105Mpa的工况下，产生金属积瘤的问题更加严重。因此，本申请的发明人最终发现：现有水力锚的锚体10的锚孔11的孔口、内壁和/或锚爪20变形或划伤形成金属积瘤致使锚爪20无法回收而造成卡阻的问题。

作为研究的结果，本申请的发明人发现发明采用后文所描述的技术方案能够至少减轻上述所发现的原因而产生的卡阻的问题。

图2、3示例性示出本发明众多实施例中的一种用于油田生产井中防卡阻的水力锚的实施例。该用于油田生产井中防卡阻的水力锚包括锚体30和锚爪40。

一并参见图4，锚体30呈筒状结构，其内孔34为供流体流过的通道。锚体30周向设置有锚孔31，锚孔31与内孔34连通。图4呈现的实施例中，锚孔31为3个，沿锚体30周向均布。锚孔31的孔口32的棱角为第一圆角33。

一并参见图5-7，锚爪40安装于锚孔31内。锚爪40的尾端41的棱角为第二圆角42。

一并参见图8，本发明的锚孔31的孔口32的棱角由现有的倒角改为第一圆角33，消除锚孔31的孔口32的钝角，锚爪40与锚孔31的孔口32由点、线接触更改形成面接触，此时锚孔31的孔口32与锚爪40接触为圆弧接触，其接触增大面积，从而减小第三接触处E的接触应力，锚孔31的孔口32与锚爪40不会变形或划伤。一并参见图9，锚爪40的尾端41的棱角由现有的倒角改为第二圆角42，消除锚爪40的尾端41的钝角，锚爪30的尾端41与锚孔31的内壁由点、线接触更改形成面接触，此时锚孔31的内壁与锚爪40的尾端41因圆弧接触，增大其接触面积，从而减小第四接触处F的接触应力，不会对锚孔31的内壁产生划伤。

锚孔31的孔口32的棱角为第一圆角33，且锚爪40的尾端41的棱角为第二圆角42。这样，能同时增大锚爪40与锚孔31的孔口32、锚爪40的尾端41与锚孔31的内壁之间的受力面积，克服卡阻的问题的效果更佳。

需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。

上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。