多功能全自動鑽杆氣動卡瓦的製作方法

2023-08-01 19:37:36

專利名稱：多功能全自動鑽杆氣動卡瓦的製作方法
技術領域：
涉及領域本實用新型涉及石油(或地質)鑽井起下鑽杆、鑽鋌及下放套管作業的一種井口機械化動力工具，特別是具有刮泥和卡持杆柱雙重功能的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦。
背景技術：
現有石油(或地質)鑽井起下鑽作業時，大都採用雙吊卡作業或單吊卡加手提式卡瓦作業方式，均存在工人勞動強度大，工作效率低，安全性能差等問題。特別是雙吊卡作業方式容易造成單吊環起鑽引發的重大工程和人身事故等問題，而手提式鑽杆卡瓦雖可稍微提高工作效率，但自身重量較大，一般在60-80公斤以上，工人勞動強度大，鑽臺上要配備多人輪班，勞動強度特別大。
針對以上問題，中國專利91229687.9「一種石油鑽井施工用氣(液)動卡瓦」提供了一種可以卡持鑽杆、套管懸重並能傳遞轉盤動力扭矩及承座吊卡、帶有扶正裝置的多功能卡瓦，由於其工作高度高出鑽臺面較多、外置式動力缸佔據空間大及運動易損件較多等原因無法在現場得到大範圍的推廣。又如中國專利92242347.4「半自動鑽柱卡瓦」採用一種特殊設計的升降柱塞彈簧系統及兩塊不相聯的卡瓦錐座、三自由度的懸吊裝置，可實現全井段吊卡與卡瓦配套的起下鑽柱作業，並克服了引進國外卡瓦技術配套難、安裝使用不便等問題，該卡瓦利用柱塞彈簧和操作人員的施加外力及體重實現卡瓦體的升降，工作高度較高，且同樣存在自動化程度低，工人勞動強度大，工作效率低、安全性能差等問題。另有中國專利02212500.0「動力卡瓦」提供了一種利用外置式氣缸為動力的鑽柱卡瓦，氣缸固定在大方瓦上面，氣管線懸掛在外面，卡瓦體實際工作高度高，不利於井口設備和人員的操作，且兩個氣缸採用獨立氣路，需要兩路共四根進出氣管線連接，氣路管線較多，不但裝卸麻煩，並且擺放在鑽檯面上易於損壞。國外也有類似的氣動鑽杆動力卡瓦，工作高度均在600mm以上，井口進行液壓大鉗拆卸鑽杆扣及擺放防噴盒等操作時相當困難，不適合我國國情使用。除此以外，以上幾種自動或半自動卡瓦都不具備鑽杆刮泥功能，起鑽時均需要人工刮泥或另配專門的鑽杆刮泥器。
技術內容本實用新型的目的在於提供一種結構緊湊、安裝使用方便、自動化程度高、勞動強度低、安全性能高的全內置式動力缸、雙氣缸單氣路供氣、兼具卡持杆柱及刮泥雙重功能的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦。
本實用新型的目的是這樣實現的包括卡瓦座1、卡瓦體2、動力缸3、支撐盤4、導向杆5、連杆6、配氣銷軸7、刮泥託盤8、刮泥盤9、扶正環10，兩片卡瓦座1由配氣銷軸7及另一端的快速碰銷連接成一整體，卡瓦體2外側與卡瓦座1內側面接觸，動力缸3安裝在卡瓦座1內部，其附帶的集成式氣路通道11匯集於配氣銷軸7，動力缸3的活塞杆與導向杆5連接並固定在支撐盤4上，卡瓦體2絞接連杆6並與支撐盤4連接，刮泥託盤8與支撐盤4連接並在其間安裝刮泥盤9，扶正環10安裝在卡瓦座1的底部。
本實用新型還採用以下技術內容動力缸3及集成氣路通道11全部位於在卡瓦座1內部，動力缸3的活塞杆通過導向杆5與支撐盤4及卡瓦體2連接起來。
卡瓦體2外側與卡瓦座1內側接觸的圓弧錐面上設有階梯式臺階。
卡瓦座1內分布有分別與兩個動力缸3連通的集成式氣路通道11並匯集於配氣銷軸7內，配氣銷軸7同時連接兩片卡瓦座1。
支撐盤4上安裝易於拆卸的刮泥託盤8，刮泥盤9置於刮泥託盤8和支撐盤(4)形成的腔體內。
本實用新型具有以下優點全內置式氣缸及氣路結構大大降低了卡瓦的工作高度，使其卡緊鑽杆時工作面基本與鑽臺面平齊；卡瓦座內錐面的階梯式結構進一步降低了卡瓦體上提鬆開後的工作高度，並充分四散展開為鑽杆接箍順利通過提供保障；獨特的配氣銷軸結構設計，同時起到了連接轉銷和連接兩片卡瓦座氣路的目的，實現了雙氣缸單氣路供氣，減少了鑽臺上的氣路管線；在支撐盤上增設易裝拆的刮泥託盤並內置刮泥盤，同時實現了刮泥和卡持鑽杆的雙重功能；所有卡瓦操作均由司鑽一人兼顧完成，井口可做到無人職守，真正做到了全自動化，高效機械化，在降低勞動強度的同時提高了安全性能，大大提高了工作效率。


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為配氣銷軸7結構示意圖；圖3為增設的刮泥託盤8及刮泥盤9結構示意圖；圖4為集成式氣路通道11的結構示意圖。
具體實施如圖1所示，中間杆柱為鑽杆或鑽鋌，左側為杆柱下放卡瓦卡緊狀態，右側為杆柱上提卡瓦鬆開狀態。本實用新型主要由卡瓦座1、卡瓦體2、動力缸3、支撐盤4、導向杆5、連杆6、配氣銷軸7、刮泥託盤8、刮泥盤9、扶正環10等組成。以起鑽作業為例其工作過程說明如下卡瓦開始工作時，在提升鑽柱前，司鑽操作動力缸3通過配氣銷軸7從缸底部先進氣，活塞上行，活塞杆通過導向杆5推動支撐盤4上升，支撐盤4拉動連杆6帶動卡瓦體2沿卡瓦座1錐面上行，四片卡瓦體2形成的圓開口直徑逐漸增至最大，讓開鑽柱通道，鑽柱上行，同時刮泥盤9開始工作，將鑽杆粘附的泥漿刮入井口；反之，要卡住鑽杆則通過配氣銷軸7從動力缸3上部進氣，活塞下行，經導向杆5拉動支撐盤4下降，支撐盤4通過連杆6帶動卡瓦體2沿卡瓦座1錐面下行，四片卡瓦體2形成的圓開口直徑逐漸減小，直至抱合卡緊鑽杆為止。扶正環10的作用，是當鑽柱偏斜井口時，避免鑽柱直接磨損卡瓦座1或避免鑽杆接箍磕碰卡瓦體2上的鉗牙。
下鑽作業時卡瓦工作過程與起鑽作業時基本相同，也是先上提鑽柱鬆開卡瓦然後後下放鑽柱再由卡瓦收縮卡緊鑽杆，但操作前可以將易於拆卸的刮泥託盤8及刮泥盤9先行拆下。
本實用新型適用於520、275、375等任何類型的鑽機鑽盤，可用於卡持鑽杆、鑽鋌、套管等系列杆柱及管柱，卡瓦體(2)可選用4片或6片，刮泥託盤(8)及刮泥盤(9)在不同場合可以作為備選部件。此外，動力缸(3)內的動力源除了可取用鑽臺上的壓縮空氣外，也可以採用液壓源，全部管路通道均可通過液壓油等介質。
權利要求1.多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，包括卡瓦座(1)、卡瓦體(2)、動力缸(3)、支撐盤(4)、導向杆(5)、連杆(6)、配氣銷軸(7)、刮泥託盤(8)、刮泥盤(9)、扶正環(10)，其特徵在於兩片卡瓦座(1)由配氣銷軸(7)及另一端的快速碰銷連接成一整體，卡瓦體(2)外側與卡瓦座(1)內側面接觸，動力缸(3)安裝在卡瓦座(1)內部，其附帶的集成式氣路通道(11)匯集於配氣銷軸(7)，動力缸(3)的活塞杆與導向杆(5)連接並固定在支撐盤(4)上，卡瓦體(2)絞接連杆(6)並與支撐盤(4)連接，刮泥託盤(8)與支撐盤(4)連接並在其間安裝刮泥盤(9)，扶正環(10)安裝在卡瓦座(1)的底部。
2.根據權利要求1所述的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，其特徵在於動力缸(3)及集成氣路通道(11)全部位於在卡瓦座(1)內部，動力缸(3)的活塞杆通過導向杆(5)與支撐盤(4)及卡瓦體(2)連接。
3.根據權利要求1所述的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，其特徵在於卡瓦體(2)外側與卡瓦座(1)內側接觸的圓弧錐面上設有階梯式臺階。
4.根據權利要求1所述的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，其特徵在於卡瓦座(1)內分布有分別與兩個動力缸(3)連通的集成式氣路通道(11)並匯集於配氣銷軸(7)內，配氣銷軸(7)同時連接兩片卡瓦座(1)。
5.根據權利要求1所述的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，其特徵在於支撐盤(4)上安裝刮泥託盤(8)，刮泥盤(9)置於刮泥託盤(8)和支撐盤(4)形成的腔體內。
6.據權利要求1所述的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，其特徵在於動力缸(3)內的動力源除可取用壓縮空氣外，也可以採用液壓源。
專利摘要一種用於石油(或地質)鑽井起下鑽杆、鑽鋌及下放套管作業的多功能全自動鑽杆氣動卡瓦，主要由卡瓦體2、動力缸3、配氣銷軸7、刮泥託盤8、刮泥盤9等組成，兩片卡瓦座1由配氣銷軸7連接成整體，卡瓦體2與卡瓦座1通過尺寸相同的圓弧錐面接觸並可相對滑動，動力缸3安裝在卡瓦座1內部，動力缸3的活塞杆與導向杆5連接並固定在支撐盤4上，卡瓦體2絞接連杆6並與支撐盤4連接，刮泥託盤8與支撐盤4連接並在其間安裝刮泥盤9，為整體式吊裝結構，動力端操作由司鑽一人完成，卡瓦全自動升降動作，兼有卡持杆柱及刮泥雙重功能，裝卸方便，操作簡單，安全高效，性能優越。
文檔編號E21B19/00GK2656607SQ20032010040
公開日2004年11月17日 申請日期2003年10月13日 優先權日2003年10月13日
發明者檀朝東, 塗彬 申請人:北京雅丹石油技術開發有限公司