一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法

摘要

本发明公开了一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法，具体包括以下步骤：在水平面上划出地锚杆的固定点，在固定点上挖出一个坑槽，在坑槽的底部平铺一个加强板，加强板的底部为插在坑槽底部的三脚架，加强板的表面设有若干呈圆形分布的竖杆，竖杆上开设有限位槽，预先算出地锚杆钻地深度，外界作用力将地锚杆打入插入点,活塞推动活动杆进入固定管的内部，活动杆作用于驱动件，驱动件带动爪地块沿着贯穿槽活动至地锚杆的外侧，爪地块卡入限位槽的内部,本发明不仅通过爪地块抓住地锚杆周边的土壤进行加固，而且在限位槽和爪地块的相互配合下，进一步提高了地锚杆在水平面固定的牢固性。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种油田开采工具技术领域，尤其是一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法。

背景技术：

油田地锚也叫旋转地锚、转锚，是地锚桩及全埋式地锚的换代产品，由于转锚在土层中旋入转出快捷方便，可反复使用，并能承受一定的锚固力，已广泛应用于石油勘探行业，作为石油钻采井架拉绷绳的临时锚固点。现有的转锚是有钢管式钻杆、钻杆受力孔、旋转叶片、钻杆尖焊接而成，使用时由人工或机械旋入地下，作为钻采井架缆风绳的锚固点。

在油田钻井或井下的施工现场，需要采用油田地锚将地面管线进行固定，以保证施工的安全，然而若油田地锚安装处土壤松散，容易出现地锚被拔出，造成生产安全事故，而且目前地锚的固定方法大都都是直接将地锚钻入地底，在面对土壤松散的状况，很难做到将地锚完全牢固固定在土壤的内部。

发明内容：

本发明的目的提供一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本发明提供一种油田开采的抗拉安全地锚，其结构包括地锚杆，其创新点在于：地锚杆的内部为中空的空心槽，空心槽的顶部设有液压腔，液压腔从上到下被划分为活动腔、固定腔，活动腔的内部设有可上下活动的活塞，活动腔上开设有升降压接头，活塞的运动方向靠近或者远离固定腔，固定腔的大小等于活塞的大小，固定腔和活动腔之间设有若干限位凸起，固定腔的底部设有空心的固定管，活塞的底部设有活动杆，活塞带动活动杆向下运动时，活动杆贯穿固定腔且延伸至固定管的内部，固定管的圆周面上设有可活动的爪地块，空心槽的圆周面上设有若干贯穿槽，贯穿槽的数量、位置和爪地块的数量、位置一致，爪地块中心和贯穿槽中心之间保持有安全距离，固定管上设有带动爪地块朝向贯穿槽运动的驱动件，活动杆作用于驱动件，使得爪地块沿着贯穿槽活动至地锚杆的外侧。

进一步的，上述限位凸起的凸起面为圆弧面，圆弧面两端的最低处分别位于活动腔、固定腔，活塞为橡胶活塞。

进一步的，上述驱动件包括若干设置在固定管侧面的条形滑槽、若干第一连接杆、若干第二连接杆以及圆形的驱动板，条形槽的长度和贯穿槽的长度一致且相对设置，第一连接杆的底部铰链连接在条形滑槽的底部，第二连接杆的底部和第一连接杆的顶部通过铰链轴连接，爪地块设置在铰链轴上，第二连接杆的顶部通过滑块滑动设置在条形滑槽上，条形槽的底面设有连通在固定管内部的避让槽，避让槽的长度和条形槽的长度一致，驱动板圆周面上设有若干固定杆，驱动板设置在固定管内部的中心位置且固定杆贯穿避让槽和滑块固定连接，驱动板的底部和固定管内部的底部之间设有恢复弹簧。

进一步的，上述爪地块包括固定在铰链轴上的固定板以及连接在固定板的螺旋凸起，螺旋凸起的延伸方向朝向贯穿槽。

进一步的，上述驱动板的表面设有定位槽，活动杆的底部设有定位杆，活动杆作用于驱动板时，定位杆嵌入在定位槽的内部。

本发明提供一种油田开采抗拉安全地锚的固定方法，具体包括以下步骤：

S1、在水平面上划出地锚杆的固定点，在固定点上挖出一个坑槽，坑槽的深度大于地锚杆插入地面底部的深度；

S2、在坑槽的底部平铺一个加强板，加强板的底部为插在坑槽底部的三脚架，加强板的表面设有若干呈圆形分布的竖杆，竖杆延伸出水平面，竖杆上开设有限位槽，限位槽位于坑槽的内部；

S3、预先算出地锚杆钻地深度：根据爪地块活动到贯穿槽外侧的位置，将爪地块和限位槽对齐，测量出此时地锚杆在坑槽内部的深度；

S4、用将土壤夯实在坑槽的内部，以若干竖杆之间的圆心为插入点，将贯穿槽一一对准竖杆，根据S3中预先测量的地锚杆钻地深度，外界作用力将地锚杆打入插入点；

S5、从升降压接头对活动腔内部进行加压，使得活塞活动进入固定腔的内部并在限位凸起的作用下固定，活塞推动活动杆进入固定管的内部，活动杆作用于驱动件，驱动件带动爪地块沿着贯穿槽活动至地锚杆的外侧，爪地块卡入限位槽的内部。

进一步的，上述三脚架的底部延伸出固定点的外侧。

进一步的，上述固定点、坑槽、加强板均为圆形且同轴设置，固定点的圆心和若干竖杆围成的圆同轴设置。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供了一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法，在需要将地锚杆固定在水平面的内部时，以高压作用于活塞，从而使得活动杆作用于驱动件，将爪地块抓在地锚杆周围的土壤，对地锚杆在水平面的固定起到加固的作用，从而提高了地锚杆在土壤内部固定的稳定性。

2、本发明提供了一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法，地锚杆在固定点位置的固定不仅通过爪地块抓住地锚杆周边的土壤进行加固，而且在限位槽和爪地块的相互配合下，进一步提高了地锚杆在水平面固定的牢固性。

3、本发明提供了一种油田开采的抗拉安全地锚及其固定方法，三脚架的底部延伸出固定点的外侧，将三脚架延伸出固定点的外侧，能够利用固定点外侧的土壤对加强板进行加固，保证了加强板的固定的牢固性。

附图说明：

图1为本发明地锚杆在固定点钻地后的顶部剖面图。

图2为本发明地锚杆在固定点钻地后的侧面剖面图。

图3为本发明局部A的放大图。

图4为本发明地锚杆钻地前的侧面剖面图。

图5为本发明条形滑槽的内部剖面图。

图6为本发明固定管的顶部剖面图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1到图6为本发明的一种具体实施方式，其结构包括地锚杆101，地锚杆101的内部为中空的空心槽1，空心槽1的顶部设有液压腔11，液压腔11从上到下被划分为活动腔111、固定腔112，活动腔111的内部设有可上下活动的活塞102，活动腔111上开设有升降压接头103，活塞102的运动方向靠近或者远离固定腔112，固定腔112的大小等于活塞102的大小，固定腔112和活动腔111之间设有若干限位凸起2，固定腔112的底部设有空心的固定管104，活塞102的底部设有活动杆105，活塞102带动活动杆105向下运动时，活动杆105贯穿固定腔112且延伸至固定管104的内部，固定管104的圆周面上设有可活动的爪地块3，空心槽1的圆周面上设有若干贯穿槽12，贯穿槽12的数量、位置和爪地块3的数量、位置一致，爪地块3中心和贯穿槽12中心之间保持有安全距离，固定管104上设有带动爪地块3朝向贯穿槽12运动的驱动件4，活动杆105作用于驱动件4，使得爪地块3沿着贯穿槽12活动至地锚杆101的外侧。

在本发明中，地锚杆101在地面进行固定的工作原理如下：在外界作用力下，将地锚杆101的底部钻入水平面的底部，随后，将高压通过升降压接头103作用于活塞102，使得活塞102朝向固定腔112的方向移动，同时，活动杆105随着活塞102的移动而朝向固定管104的内部进行移动，当活动杆105作用于驱动件4时，爪地块3沿着贯穿槽12活动至地锚杆101的外侧，此时爪地块3能够抓在地锚杆101周围的土壤，对地锚杆101在水平面的固定起到加固的作用，随着高压持续作用于活塞102，活塞102被挤入固定腔112的内部，在限位凸起2的作用，活塞102被固定在固定腔112的内部，使得爪地块3被固定在地锚杆101的外侧，保证爪地块3对地锚杆101周边土壤的抓固作用。

在本发明中，当需要将地锚杆101从水平面取出时，将负压通过升降压接头103作用于活塞102，随着负压的持续增强，活塞102从固定腔112的内部挤出并进入活动腔111的内部，活动杆105随着活塞102的移动而远离固定管104的内部，驱动件4失去活动杆105的作用，驱动件4带动爪地块3恢复到原来的位置，最后将地锚杆101从水平面的内部拉出。

在本发明中，在需要将地锚杆101固定在水平面的内部时，以高压作用于活塞102，从而使得活动杆105作用于驱动件4，将爪地块3抓在地锚杆101周围的土壤，对地锚杆101在水平面的固定起到加固的作用，从而提高了地锚杆101在土壤内部固定的稳定性。

在本发明中，在需要将地锚杆101从水平面的内部取出时，以负压作用于活塞102，从而使得活动杆105离开驱动件4，地锚杆101失去爪地块3在周围土壤的加固，方便将地锚杆101从土壤的内部取出。

在本发明中，作为优选方案，限位凸起2的具体结构如下：上述限位凸起2的凸起面为圆弧面21，圆弧面21两端的最低处分别位于活动腔111、固定腔112，活塞102为橡胶活塞102，橡胶活塞102具有一定的形变能力，在活塞102从活动腔111挤入固定腔112或者从固定腔112挤入活动腔111时，圆弧面21降低了活塞102挤入固定腔112或者挤出固定腔112的难度。

在本发明中，作为优选方案，驱动件4的具体结构如下：上述驱动件4包括若干设置在固定管104侧面的条形滑槽43、若干第一连接杆41、若干第二连接杆42以及圆形的驱动板44，条形滑槽43的长度和贯穿槽12的长度一致且相对设置，第一连接杆41的底部铰链连接在条形滑槽43的底部，第二连接杆42的底部和第一连接杆41的顶部通过铰链轴106连接，爪地块3设置在铰链轴106上，第二连接杆42的顶部通过滑块107滑动设置在条形滑槽43上，条形滑槽43的底面设有连通在固定管104内部的避让槽431，避让槽431的长度和条形滑槽43的长度一致，驱动板44圆周面上设有若干固定杆441，驱动板44设置在固定管104内部的中心位置且固定杆441贯穿避让槽431和滑块107固定连接，驱动板44的底部和固定管104内部的底部之间设有恢复弹簧107。

在本发明中，当活动杆105作用于驱动件4时，活动杆105推动驱动板44朝向固定管104内部的底部移动，恢复弹簧107此时处于压缩状态，随着驱动板44的移动，驱动板44带动滑块107在条形滑槽43的内部进行滑动且滑动方向朝向条形滑槽43的底部，此时，在滑块107的推动下，第一连接杆41底部进行铰链运动，第一连接杆41和第二连接杆42的连接处进行铰链运动，从而使得第一连接杆41和第二连接杆42的连接处朝向贯穿槽12的方向进行移动，即铰链轴106朝向贯穿槽12的方向移动，铰链轴106的移动带动爪地块3朝向贯穿槽12进行移动，当活塞102进入到固定腔112的内部时，爪地块3移动到贯穿槽12的外侧，实现爪地块3抓住地锚杆101周边的土壤。

在本发明中，当驱动件4失去活动杆105的作用于时，活塞102进入到活动腔111的内部，此时，驱动板44失去活动杆105的推动，驱动板44在恢复弹簧107的弹性恢复作用下，带动滑块107滑动到条形滑槽43的原来位置，第一连接杆41、第二连接杆42失去滑块107的推动，第一连接杆41、第二连接杆42恢复到原来位置，此时铰链轴106带动爪地块3移动到原来位置。

在本发明中，作为优选方案，爪地块3的具体结构如下：上述爪地块3包括固定在铰链轴106上的固定板31以及连接在固定板31的螺旋凸起32，螺旋凸起32的延伸方向朝向贯穿槽12。

在本发明中，当爪地块3抓住地锚杆101周边的土壤时，螺旋凸起32的设置有利于爪地块3快速钻入地锚杆101周边的土壤。

在本发明中，作为优选方案，上述驱动板44的表面设有定位槽5，活动杆105的底部设有定位杆51，活动杆105作用于驱动板44时，定位杆51嵌入在定位槽5的内部。

在本发明中，当活动杆105作用于驱动板44时，定位杆51嵌入在定位槽5的内部，确保了活动杆105推动驱动板44移动的稳定性。

本发明提供一种油田开采抗拉安全地锚的固定方法，具体包括以下步骤：

S1、在水平面上划出地锚杆101的固定点6，在固定点6上挖出一个坑槽61，坑槽61的深度大于地锚杆101插入地面底部的深度；

S2、在坑槽61的底部平铺一个加强板7，加强板7的底部为插在坑槽61底部的三脚架71，加强板7的表面设有若干呈圆形分布的竖杆72，竖杆72延伸出水平面，竖杆72上开设有限位槽8，限位槽8位于坑槽61的内部；

S3、预先算出地锚杆101钻地深度：根据爪地块3活动到贯穿槽12外侧的位置，将爪地块3和限位槽8对齐，测量出此时地锚杆101在坑槽61内部的深度；

S4、用将土壤夯实在坑槽61的内部，以若干竖杆72之间的圆心为插入点，将贯穿槽12一一对准竖杆72，根据S3中预先测量的地锚杆101钻地深度，外界作用力将地锚杆101打入插入点；

S5、从升降压接头103对活动腔111内部进行加压，使得活塞102活动进入固定腔112的内部并在限位凸起2的作用下固定，活塞102推动活动杆105进入固定管104的内部，活动杆105作用于驱动件4，驱动件4带动爪地块3沿着贯穿槽12活动至地锚杆101的外侧，爪地块3卡入限位槽8的内部。

在本发明中，加强板7通过三脚架71固定在坑槽61的内部，而在坑槽61内部夯实的土壤使得加强板7完全埋在坑槽61的内部，从而将加强板7固定在坑槽61的底部，在需要将地锚杆101在固定点6的位置进行固定时，当爪地块3抓住地锚杆101周边的土壤时，根据地锚杆101钻入地面的深度设置，爪地块3还能卡入限位槽8的内部，使得爪地块3除了能够抓住土壤进行固定以外，还能够卡在限位槽8的内部进行固定，而竖杆72的固定通过加强板7实现，鉴于此，地锚杆101在固定点6位置的固定不仅通过爪地块3抓住地锚杆101周边的土壤进行加固，而且在限位槽8和爪地块3的相互配合下，进一步提高了地锚杆101在水平面固定的牢固性。

在本发明中，作为优选方案，上述三脚架71的底部延伸出固定点6的外侧，将三脚架71延伸出固定点6的外侧，能够利用固定点6外侧的土壤对加强板7进行加固，保证了加强板7的固定的牢固性。

在本发明中，作为优选方案，上述固定点6、坑槽61、加强板7均为圆形且同轴设置，固定点6的圆心和若干竖杆72围成的圆同轴设置。

在本发明中，在具体寻找固定点6上地锚杆101的钻地位置时，只要以固定点6的圆心为钻孔点即可，方便地锚杆101钻孔点的寻找。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。