本实用新型属于石油天然气固井工具技术领域，尤其涉及一种固井用单级地锚。
背景技术：
目前，国内外稠油开采普遍采用的技术是预应力固井技术，其中尤以套管地锚预应力固井技术作为防治稠油热采井套管损坏的主要技术之一，具有操作简单，使用方便的特点。但是，随着现场应用面的不断扩大，暴露的问题也越来越多。地锚作为固井工具，当其不能牢固地锚定于井壁内时，会影响套管在井内的固定牢固度，一旦套管不能牢固的安装于井内，会降低固井的质量，降低预应力固井的成功率，从而提高了套管损失的风险。另外目前采用单级固定锚爪无复位功能，一旦张开无法缩回，因此锚定不成功将导致锚爪功能失效。因此，本实用新型设计了一种带有复位功能的单级地锚。
因此，基于这些问题，提供一种带有复位功能、提高预应力固井的成功率的固井用单级地锚，具有重要的现实意义。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带有复位功能、提高预应力固井的成功率的固井用单级地锚。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种固井用单级地锚，包括外本体、活塞、弹簧；所述活塞套设在外本体内部并通过剪销与其内壁固定连接，所述弹簧套设在活塞外壁上，其两端分别被外本体内壁上的台阶、活塞外壁上的台阶限位；所述活塞下端周向均匀分布若干组地锚机构，通过对活塞施加轴向压力，弹簧被压缩，并使得地锚机构通过外本体侧壁伸出，实现地锚机构锚定；当撤销对活塞的轴向压力，弹簧带动活塞回位，实现地锚机构复位。
进一步的，所述地锚机构包括连杆、锚爪，所述连杆两端分别与活塞底部、锚爪铰接，所述锚爪位于外本体侧壁的锚爪安装槽内，并与锚爪安装槽的槽壁铰接。
进一步的，所述活塞下端设有若干第一开槽，所述锚爪上设有第二开槽，所述连杆两端分别与第一开槽、第二开槽的槽壁铰接。
进一步的，所述外本体及活塞均为中空贯通结构，且外本体内壁上安装卡簧，所述卡簧可轴向限位所述活塞。
进一步的，所述外本体下端固定连接引鞋。
进一步的，所述引鞋为带有循环孔的球头引鞋。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型的固井用单级地锚通过驱动活塞可使得锚爪张开并吃入地层，然后通过上提管柱使锚爪与地层锚定后，逐步增加上拉力，使固井管柱产生一定的预应力，最后进行固井施工；若地层较软，锚定失效，锚爪在弹簧复位力作用下可自动收回，然后将管柱上提至其他位置重新锚定。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本实用新型实施例提供的固井用单级地锚的初始状态结构剖面图；
图2为本实用新型实施例提供的固井用单级地锚的锚定状态的结构剖面图；
图3为本实用新型实施例提供的固井用单级地锚的地锚机构的结构剖面图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-3来具体说明本实用新型。
如图1-3所示，本实施例提供的一种固井用单级地锚，包括外本体1、活塞3、弹簧4；所述活塞3套设在外本体1内部并通过剪销5与其内壁固定连接，所述弹簧4套设在活塞3外壁上，其两端分别被外本体1内壁上的台阶、活塞3外壁上的台阶限位；所述活塞3下端周向均匀分布若干组地锚机构，通过对活塞3施加轴向压力，弹簧4被压缩，并使得地锚机构通过外本体1侧壁伸出，实现地锚机构锚定；当撤销对活塞3的轴向压力，弹簧4带动活塞3回位，实现地锚机构复位。
具体的，所述地锚机构包括连杆6、锚爪7，所述连杆6两端分别与活塞3底部、锚爪7铰接，所述锚爪7位于外本体1侧壁的锚爪安装槽1-1内，并与锚爪安装槽1-1的槽壁铰接；所述活塞3下端设有若干第一开槽6-3，所述锚爪7上设有第二开槽7-2，所述连杆6两端分别与第一开槽6-3、第二开槽7-2的槽壁铰接，需要说明的是，当锚爪7未进行锚定时，其位于锚爪安装槽1-1内，不会妨碍到该单级地锚入井。
所述外本体1及活塞3均为中空贯通结构，且外本体1内壁上安装卡簧2，所述卡簧2可轴向限位所述活塞3。
所述外本体1上端与固井套管串，下端与引鞋8通过螺纹连接在一起，所述引鞋8为带有循环孔的球头引鞋。
需要说明的是，外本体1、活塞3、弹簧4、引鞋8、锚爪7均同轴心。
在本实施例中，活塞3为凸台形中空结构，其在轴向力作用下可轴向移动，卡簧2限制了活塞3上移极限位置；本实施例的地锚机构为三组，连杆6上端按圆周均布方式安装在活塞3下端设计的开槽内6-3，并通过连杆上销6-1将两者铰接在一起，连杆6下端与锚爪7的开槽7-2配合，并通过连杆下销6-2铰接在一起，连杆6可绕连杆上销6-1和连杆下销6-2转动一定角度，锚爪7安装在外本体1下端锚爪安装槽1-1内并通过锚爪销7-1与本体1铰接在一起，锚爪7可绕锚爪销7-1转动90°。锚爪7工作时需要给活塞3提供一定的轴向下压力，活塞3在轴向下压力下剪断剪销5压缩弹簧4向下移动，进一步的推动连杆6绕连杆上销6-1和连杆下销6-2转动，从而推动锚爪7绕锚爪销7-1转动并向外张开，进一步的通过上提套管串，使锚爪7吃入地层并锚定。由于地锚已经锚定，继续上提套管串即可给套管串施加预应力。若第一次锚爪7锚定失败，可以释放活塞3下压力，活塞3在弹簧4复位力的作用下使锚爪7复位，进而可以调整位置重新实施锚定操作。
以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
1.一种固井用单级地锚，其特征在于：包括外本体(1)、活塞(3)、弹簧(4)；所述活塞(3)套设在外本体(1)内部并通过剪销(5)与其内壁固定连接，所述弹簧(4)套设在活塞(3)外壁上，其两端分别被外本体(1)内壁上的台阶、活塞(3)外壁上的台阶限位；所述活塞(3)下端周向均匀分布若干组地锚机构，通过对活塞(3)施加轴向压力，弹簧(4)被压缩，并使得地锚机构通过外本体(1)侧壁伸出，实现地锚机构锚定；当撤销对活塞(3)的轴向压力，弹簧(4)带动活塞(3)回位，实现地锚机构复位。
2.根据权利要求1所述的一种固井用单级地锚，其特征在于：所述地锚机构包括连杆(6)、锚爪(7)，所述连杆(6)两端分别与活塞(3)底部、锚爪(7)铰接，所述锚爪(7)位于外本体(1)侧壁的锚爪安装槽(1-1)内，并与锚爪安装槽(1-1)的槽壁铰接。
3.根据权利要求2所述的一种固井用单级地锚，其特征在于：所述活塞(3)下端设有若干第一开槽(6-3)，所述锚爪(7)上设有第二开槽(7-2)，所述连杆(6)两端分别与第一开槽(6-3)、第二开槽(7-2)的槽壁铰接。
4.根据权利要求1所述的一种固井用单级地锚，其特征在于：所述外本体(1)及活塞(3)均为中空贯通结构，且外本体(1)内壁上安装卡簧(2)，所述卡簧(2)可轴向限位所述活塞(3)。
5.根据权利要求1所述的一种固井用单级地锚，其特征在于：所述外本体(1)下端固定连接引鞋(8)。
6.根据权利要求5所述的一种固井用单级地锚，其特征在于：所述引鞋(8)为带有循环孔的球头引鞋。
技术总结