油管錨

油管錨是一種生產及措施井井下管柱錨定用井下裝置。

基本介紹

• 中文名：油管錨
• 簡介：井下管柱錨定用井下裝置
• 分類：機械式、液力式

油管錨簡介

油管錨是一種生產及措施井井下管柱錨定用井下裝置，可以改善管柱受力狀態，降低管柱疲勞損壞，控制管柱的伸縮，減少漏失，延長管柱的使用壽命。在有桿泵抽油生產過程中對管柱進行固定，可以減少衝程損失，提高泵效；在壓裂、酸化等工藝中對管柱進行固定，可以提高井下工具及管柱的承壓能力。它也可以作為一種機構，設計在其他井下工具（如封隔器）上，發揮其作用。

油管錨在設計上一般應考慮以下幾點：

1、防止失效造成作業。

2、安裝使用方便，坐卡儘量不使用輔助設備。

3、不應惡化管柱的受力狀況。

4、解卡釋放安全可靠。

目前國內外油管錨的結構原理大致相同，基本可分為兩大類：

機械式油管錨

機械式油管錨是靠摩擦塊與套管壁之間的摩擦力來實現坐卡的。它又可分為：

1、機械式卡瓦油管錨

機械式卡瓦油管錨是最早使用的油管錨定工具，該類錨依靠管柱自身重量坐卡，其優點是可以把部分油管柱重量轉移到套管上，減少上部油管的拉力。但因其是依靠管柱的重量來坐卡的，將造成錨以上至中性點管柱產生螺旋彎曲和偏磨問題。另外，在常規抽油泵工作過程中，下衝程動液面以上油管內的液柱質量將在油管上產生一個作用力，該力將產生由胡克定律引起的長度變化和螺旋彎曲從而使泵下油管縮短。

2、機械式油管張力錨

機械式油管張力錨一般採用旋轉上提管柱的方式完成錨的坐卡，採用下放管柱方式釋放。其優點是張力錨至井口懸掛器管柱始終處於張力狀態，消除了油管彎曲。但若液面較深，動液面以上液柱重量大於管柱的預緊力時，管柱仍然會產生一個由虎克定律引起的管柱伸長。當遇特殊情況無法釋放時，一直處於張力狀態特別是緊急釋放的大力提拉，對上部油管的強度將是一個很大的考驗。另外，張力錨的使用存在現場操作工序複雜，管柱所承受的預拉力需要精確計算的問題。

液力式油管錨

液力式油管錨是靠液力作用來實現坐卡的。按其坐卡方式可分為：

1、 壓差式油管錨

壓差式油管錨一般是利用油套自身壓差實現錨定。在油套壓差的作用下，鑲嵌在錨本體上的錨爪伸出，錨定在套管上。其優點是可以在抽油過程中自動實現錨定。另外，因其啟動壓差較小，管柱基本上處於自重拉伸狀態，具有較好的控制管柱伸縮和防止桿管偏磨的作用。有的壓差式油管錨還帶有泄壓解除錨定機構，通過油管加壓泄流，打開泄壓活塞，油管內的液體泄流到油套環空，當內外液面平衡，油套壓差為零時，錨爪在彈簧力的作用下收回，解除錨定。

鑽采設備中油管錨的套用

在現場使用中，壓差式油管錨也存在一些問題，如泄壓活塞非正常打開；膠圈或錨爪本體破碎引起錨爪部位的泄漏。為滿足使用要求，液壓油管錨還要有較大的內通徑，這將加大錨爪的加工難度和降低其抗疲勞強度。

2、憋壓式油管錨

憋壓式油管錨是利用油管憋壓來實現坐卡的。又可以分為：

井下工具

（1）液壓雙向卡瓦油管錨：主要由坐卡機構和雙向卡瓦錨定機構等部分組成。從結構上看，它較好地解決了壓差式油管錨存在漏點多的問題，同時又具有可雙向錨定油管的優點，有效地控制了管柱的伸縮，並且管柱受力合理。但其解卡釋放問題是用戶所擔心的。

（2）液壓單向卡瓦油管錨：主要由坐封機構和單向卡瓦錨定機構等組成。在泵抽油過程中，同樣可以隨著油管內液面的逐步升高加強錨定。相對於雙向卡瓦油管錨，單向卡瓦油管錨雖然在結構設計上採用了單向錨定方式，但通過受力分析可知它同樣可以控制油管伸縮。目前，使用的單向卡瓦油管錨有2種，一種是用剪下銷釘來控制錨的坐封；另一種帶有坐封彈簧，坐封時首先壓縮彈簧，然後將卡瓦撐開錨定在套管上。

對於機械式油管錨，由於井斜、油稠、套管變形、套管壁腐蝕等原因，致使坐錨成功率低，再加上本身結構方面的原因，該類錨使用越來越少。壓差式液力油管錨在一定程度上克服了機械式油管錨的不足，較為廣泛地套用於有桿泵抽油井中，但對於一些舉升高度小的油井，這種油管錨往往會由於壓差過小以至於錨定力達不到要求，甚至錨不住；對有些結垢、腐蝕較為嚴重的井，錨爪卡在套管上收不回來的現象時有發生。憋壓式液力油管錨能夠滿足油管錨的基本要求，但其鎖緊機構在坐錨壓力卸掉之後鎖簧回彈，使錨牙鬆動，在頻繁的交變載荷和震動的作用下失效的情況也時有發生。示例：下面以kzl-114油管錨為例，講解油管錨的作用及其功能。

可知，其主要作用為：錨定，懸重。

彈簧片-扶正/解扶

通過上下椎體的移動，頂出卡瓦，從而錨定