[发明专利]扭矩锚、用来泵送并防止旋转的系统、以及配备这种扭矩锚的泵送装置

权利要求书

1.用于防止管柱(10)相对于用来通过螺杆泵(18)泵送流体的井的套管(6)旋转的扭矩锚(30、94、100、124)，所述锚包括：

-框架(36)，其用于安装在套管(6)中，

-内部通道(50)，其形成在框架(36)中，所述内部通道(50)沿轴向方向(A-A)延伸；

-至少一个腔(52、54、56、118)，其与内部通道(50)流体连通，所述腔(52、54、56、118)沿径向方向延伸，和

-至少一个锚固活塞(38、40、42、116)，其配合到所述径向腔(52、54、56、118)，

-其中，所述锚包括至少一个预加载弹簧(44、46、48)，其能够作用在所述锚固活塞(38、40、42、116)与框架(36)之间以径向方向对着套管(6)偏压所述锚固活塞(38、40、42、116)；

并且其中，所述内部通道(50)被泵送流体遍历，所述锚固活塞(38、40、42、116)能够相对于框架(36)沿径向方向滑动；当容纳在内部通道(50)中的泵送流体在所述锚固活塞(38、40、42、116)上施加力时，所述锚固活塞(38、40、42、116)能够在套管(6)上施加扭矩；所述力是内部通道(50)内部的压力与框架(36)外部的压力之间的压力差的函数。

2.根据权利要求1所述的扭矩锚(30、94、100、124)，其中，框架(36)包括面向锚固活塞(38、40、42、116)的平的面的外围的法兰(76)，所述法兰(76)形成容纳在垂直于径向方向的平面中的平的肩部(78)，所述至少一个预加载弹簧(44、46、48)由所述肩部(78)支撑。

3.根据权利要求2所述的扭矩锚(94、100、124)，其中，所述法兰(76)形成壁(96)，壁(96)设置有能够限制泵送流体流动的至少一个开口(98)；所述至少一个开口(98)的表面面积为径向腔(52、54、56、118)的横截面的表面面积的0.5％与5％之间；所述横截面垂直于径向方向。

4.根据权利要求2所述的扭矩锚(100、124)，其中，框架(36)包括插在径向腔(52、54、56、118)与锚固活塞(38、40、42、116)之间的套筒(102)；所述套筒(102)包括所述法兰(76)和延伸到内部通道(50)中的所述法兰(76)的至少部分。

5.根据权利要求4所述的扭矩锚(100、124)，其中，所述套筒(102)由陶瓷制成。

6.根据权利要求2所述的扭矩锚(30、94、100、124)，其中，所述锚固活塞(38、40、42、116)包括头部(80)和延伸头部(80)的外围的裙部(82)，所述头部(80)和所述裙部(82)形成通向内部通道(50)的室(83)；所述预加载弹簧(44、46、48)被容纳在所述室(83)中并由所述裙部(82)引导。

7.根据权利要求1所述的扭矩锚(30、94、100、124)，其中，锚固活塞(38、40、42、116)和径向腔(52、54、56、118)具有带有圆形基座的圆柱形形状，通过旋转防止设备(90、92)防止锚固活塞(38、40、42、116)相对于框架(36)旋转。

8.根据权利要求7所述的扭矩锚(30、94、100、124)，其中，旋转防止设备(90、92)包括凹槽(92)和能够以径向方向在所述凹槽(92)中滑动的齿(90)；凹槽(92)和齿(90)中的一个与裙部(82)的自由端成为整体，而另一个与框架(36)成为整体。

9.根据权利要求1所述的扭矩锚(30、94、100、124)，其中，锚固活塞(116)和径向腔(118)的横向横截面具有长圆形形状。

10.根据权利要求1所述的扭矩锚(30、94、100、124)，其中，锚固活塞(38、40、42、116)具有面向套管(6)的外部面(86)，所述外部面(86)设置有优选是直线的唇部(88)。