帶刮泥盤的安全小補心的製作方法

2023-05-13 08:08:01

專利名稱：帶刮泥盤的安全小補心的製作方法
技術領域：
本發明是一種鑽井工程用帶刮泥盤的安全小補心，該安全小補心的內腔包容一個小型螺旋層刮泥盤而構成一種多功能的新型工具。現有保護吊卡用的工具俗稱墊瓦，是馬蹄形墊鐵，置予鑽井轉盤的大方瓦之中，由於它沒有防跳措施，極易在起鑽時被鑽杆摩擦或接頭撞擊而帶出，難以正常使用，而且馬蹄形缺口使保護吊卡變得不完全。而已有技術中，螺旋層刮泥盤是置於大方瓦之下使用的，它不僅安裝時需要吊起大方瓦，費工費時，而且刮泥盤需要靠大方瓦底平面阻擋，故直徑很大，成本較高。本人發明的中國專利86202125.1海星形螺旋層刮泥盤，可以起到安裝、取出省時的目的，但仍存在用料較多成本高的不足之處。
本發明的目的是提供一種帶小型螺旋層刮泥盤的多功能安全小補心。這種安全小補心可以達到安裝簡便，它能同時起保護吊卡、保護大方瓦錐體、扶正鑽杆、防止井口落物事故又能自動給鑽杆刮泥的多功能作用，可以廣泛用於使用雙吊卡起下鑽的各型鑽機上。
為了達到上述目的，本發明的解決方案是用外形近似方鑽杆小補心的二瓣對合為一付的安全小補心，冠部為和轉盤大方瓦方孔相配合的正方形截角體，中部是一段和大方瓦內錐面一致的錐形體。下部設有反錐形向外張開的防跳耳翅，和在冠部合縫處每瓣小補心上橫向安裝的一個防跳保險機構聯合使用，可以將安全小補心鎖定在大方瓦之內。在安全小補心內腔的刮泥盤倉室裡，裝一個小型螺旋層刮泥盤，使用時小型螺旋層刮泥盤旋套於井口的鑽杆上，兩瓣的安全小補心包容住該刮泥盤，一併填入轉盤的大方瓦中，要求安全小補心上平面和大方瓦齊平。安全小補心下放到位之前，向外張開的防跳耳翅是靠抵著大方瓦錐面而促使它向內收縮旋轉一定角度而通過大方瓦的最小直徑處，待到位時因安全小補心冠部貼到大方瓦的方孔平面而展平復位，反錐形向外張開的防跳耳翅則自動扒住大方瓦下面的導向錐面，進而擰出防跳保險頂絲，消除安全小補心的安裝間隙，使防跳耳翅不能自由縮徑，小補心即被鎖定。起鑽時鑽杆擺動或井口不正等原因造成的鑽杆對安全小補心的摩擦力、接頭擠過刮泥盤的阻力以及接頭上行時在安全小補心的下喇叭口上撞擊力都不會使安全小補心跳出。小型螺旋層刮泥盤則不論鑽杆上提正常刮泥、過接頭或活動鑽具向下過接頭，刮泥盤都被阻擋在刮泥盤倉室中。撤除安全小補心也很方便，擰松防跳保險頂絲，再用鉤子向上鉤拉安全小補心上的掛孔，由於安全小補心的錐體部位朝下通體開有反「V」形豁口，安全小補心上提過程中小端自然會向內旋轉一定角度，使向外張開的防跳耳翅縮徑，脫離大方瓦下面的導向錐面而順利取出。
附

圖1是帶小型螺旋層刮泥盤的安全小補心工作狀態示意圖。該圖為摘要附圖。
附圖2是圖1的俯視圖。
附圖3是安全小補心的結構示意圖。
附圖4是圖3的俯視圖。
附圖5是圖3的A-A剖面示意圖。
附圖6是小型螺旋層刮泥盤的軸側示意圖。
附圖7是防跳保險的頂絲示意圖。
從圖一可以看出一個小型螺旋層刮泥盤(8)套在雙點劃線表示的鑽杆(2)上，而圖中刮泥盤(3)處在安全小補心(1)的居中位置，刮泥盤(3)在刮泥盤倉室(7)中，直徑和向下方向都有活動空間。圖中還看出安全小補心(1)裝入雙點劃線表示的大方瓦(5)中以後，其上平面齊平。由於大方瓦(5)的敞口被填入的安全小補心(1)縮小，因而當坐重負荷的吊卡時能避免吊卡因大方瓦(5)敞口太大而壓彎吊卡底平面。安全小補心(1)的防跳耳翅(6)能扒到大方瓦下導向錐面(16)上，其就位原理是錐體合縫處朝下通體開有反「V」形豁口，使錐體小端具有向內縮徑條件，錐體小端向外張開的防跳耳翅(6)，靠抵著大方瓦錐面的引導作用，使其向內縮徑而通過大方瓦的最小直徑處，當安全小補心(1)到位，其四方體的冠部坐落到大方瓦(5)的方孔底面而展平復位時，錐體小端向外旋轉張開，防跳耳翅(6)即扒到大方瓦(5)的下導向錐面(16)上。圖1箭頭所示鑽杆上行刮泥過接頭時螺旋層刮泥盤(8)會被漲大，上翹的刮泥唇口(17)將藏入上刮泥唇口室(9)，當因活動鑽具而必須向下過接頭時，向下彎曲變形的刮泥唇口會進入下刮泥唇口室(8)，由於向下過接頭大都是直臺階，過接頭比較困難，所以下刮泥唇口室(8)設計得比上刮泥唇口室(9)大些。在頻繁向下過接頭、活動鑽具作業時應取出刮泥盤(3)。下鑽時則不用刮泥盤，可另外安裝通徑較大，僅用於防井口落物的橡膠擋盤代替。圖1還可以看出，使用安全小補心(1)起鑽時不得有大於小補心通徑的物件例如大直徑的鑽鋌、鑽頭等向上通過，因為這時安全小補心不能脫出，反會將大方瓦(5)一起抬起。正確的使用方法是鑽杆起完時將本安全小補心(1)撤除。
從圖2可以看出，安全小補心(1)的冠部填滿了大方瓦(5)的四方孔形敞口，虛線圓表示安全小補心錐體的大端位置，因此部分吊卡負載由安全小補心(1)的冠部傳遞到大方瓦(5)上。本圖還可看出防跳保險的頂絲(25)可以在頂部用板手作業，比較方便。
從圖3可以看出安全小補心(1)的詳細結構，標號(11)是便於搬拿的手握穴;(12)是中部錐體，其錐度要求和大方瓦(5)的內錐面相一致，長度則要略長於大方瓦(5)的錐面;(6)是反錐形向外張開的防跳耳翅，其半徑方向張開量要小於鑽杆(2)和安全小補心(1)的通徑φa之間的總間隙。小補心的合縫處間隙C要求在2～4毫米之間，在錐體部位，順合縫朝下通體開有夾角為θ的反「V」形豁口(13)，θ角的大小由防跳耳翅(6)的張開量決定，一般在10°～15°之間。(7)是截錐形刮泥盤倉室，其錐度和外錐體(12)相一致，刮泥盤倉室的大端直徑要大於小型螺旋層刮泥盤(3)的外徑，其直徑差值要求和鑽杆(2)與安全小補心的通徑之間的總間隙相當，否則會影響刮泥效果。圖中安全小補心(1)的通徑Φa要求大於需要刮泥的鑽杆接頭(14)的外徑。序號(4)是向上傾斜的用於取出安全小補心的提掛孔。序號(10)是過盈壓配裝入的頭部為球面的柱狀硬質合金，以減少環口磨損，數量為每瓣小補心14～18個。序號(28)是安裝防跳保險機構的缺口。(24)是鑲硬質合金柱的孔。
從圖4可以看出手握孔穴(11)在安全小補心冠部的兩側面上，便於搬拿。(26)是裝防跳保險的母螺紋，其口部有一段容納沉頭的光孔。
從圖5可以看出反錐形向外張開的防跳耳翅(6)它的平面位置在錐體小端剩餘弧長的中心線上，其弧長為錐體小端剩餘弧長的二分之一至三分之一。
從圖6可以看出螺旋層刮泥盤(3)是一種二層螺旋，它由橡膠或聚胺脂材料製成。(17)是刮泥唇口;(18)是加固外緣;(19)是螺旋層起始口;(20)是上下層之間的斜聯筋;(21)是螺旋層的出口;(22)是提拉孔;(23)是腹板。為了增加加固緣的剛度橡膠中可以增加若干夾布層。小型螺旋層刮泥盤(3)的外徑要大於刮泥唇口室(9)的直徑，而又要求小於刮泥盤倉室(7)的大端直徑，其目的是滿足鑽杆(2)在安全小補心(1)的通徑中自由擺動時，刮泥盤(3)能在刮泥盤倉室(7)中自由浮動，所以其小於量最好近似鑽杆(2)和安全小補心(1)的通徑Φa之間的總間隙。這樣起鑽時鑽杆任意擺動的情況，刮泥盤處在浮動狀態刮泥，效果最佳。
這種結構原理的螺旋層刮泥盤，在已有技術中是用在轉盤大方瓦(5)底下進行刮泥的，本方案中為在刮泥盤倉室(7)中配套使用而小型化了的螺旋層刮泥盤(3)其外徑要小於大方瓦(5)的通徑，重量不到傳統的刮泥盤的三分之一，成本大為降低。
圖7可以看出防跳保險頂絲(25)，其頭部(27)的六方體後面有一段光圓柱用以沉在圖4所表示的母螺紋口部的光孔中。(29)是絲杆部分。
實施例圖1和圖2表示在鑽機轉盤的大方瓦(5)中應用本發明帶刮泥盤的安全小補心(1)的最佳實施例。先將小型螺旋層刮泥盤(3)套在井口的鑽杆(2)上，然後二瓣的安全小補心(1)包容住刮泥盤(3)一併填入大方瓦(5)中，如遇井口不正鑽杆偏壓，阻礙安全小補心就位的情況，可慢速轉動大方瓦(5)一定角度，二瓣安全小補心(1)會先後自動下落到位，反錐形向外張開的防跳耳翅(6)在安全小補心到位時自動扒住大方瓦(5)的下導向錐面(16)，再將防跳保險的頂絲擰出，消除安全小補心(1)在大方瓦之中的裝配間隙，防跳耳翅(6)不能再自由縮徑，即安全小補心(1)被鎖定在大方瓦(5)之中，起鑽時安全小補心(1)不會被帶起。由於安全小補心(1)的填入，縮小了大方瓦(5)的敞口，必然起保護吊卡作用。阻擋在刮泥盤倉室(7)中的小型螺旋層刮泥盤(3)起鑽時自動給鑽杆刮泥，泥漿集回井筒，此時井口又處於封閉狀態，可以防止意外落物落入井中。取出安全小補心(1)的操作是擰松防跳保險的頂絲(25)，並注意避開鑽杆接頭(14)停在安全小補心(1)之中的情況，即可用鉤子鉤提掛孔(4)，就能順利將安全小補心(1)提出大方瓦(5)。需要單獨取出螺旋層刮泥盤(3)，則鉤住刮泥盤腹板(23)上的掛孔(22)，刮泥盤會被呈螺旋簧狀從環形間隙中拉出。
權利要求
1.一種鑽井工程用帶刮泥盤的安全小補心，其特徵在於二瓣對合為一付的安全小補心(1)，冠部為正方形截角體，中部是錐形體(12)，下部是反錐形向外張開的防跳耳翅(6)，在補心的冠部合縫處每瓣補心上有一個橫向安裝的防跳保險頂絲(25)，本安全小補心內腔的刮泥盤倉室(7)裡，裝有一個小型螺旋層刮泥盤(3)，使用時小型螺旋層刮泥盤(3)套於井口鑽杆(2)上，兩瓣安全小補心(1)包住刮泥盤(3)一併填入大方瓦(5)之中，向外張開的防跳耳翅(6)，在小補心放入過程它自動縮徑和復位，扒住大方瓦下面的導向錐面(16)，而在擰出防跳保險頂絲(25)，消除安全小補心安裝間隙後安全小補心(1)即被鎖定，起鑽時鑽杆(2)擺動或因井口不正造成的鑽杆(2)和安全小補心(1)之間的摩擦力，以及接頭(14)在安全小補心的下喇叭口(15)上的撞擊力，安全小補心(1)都不會被帶出，小型螺旋層刮泥盤(3)不論起鑽刮泥過接頭(14)或活動鑽具向下過接頭(14)，刮泥盤(3)都被阻擋在刮泥盤倉室(7)之中，而要撤除安全小補心(1)，只需擰松防跳保險頂絲(25)，再用鉤子鉤提掛孔(4)，上提過程安全小補心(1)的小端會向內旋轉一定角度即防跳耳翅(6)縮徑，脫離大方瓦(5)的下導向錐面(16)而被取出。
2.按照權利要求1所述的安全小補心(1)，其特徵在於截錐形刮泥盤倉室(7)的大端直徑要大於刮泥盤(3)的外徑，其直徑差值和鑽杆(2)與安全小補心(1)的通徑(φa)之間的總間隙相當。
3.按照權利要求1所述的安全小補心(1)，其特徵在於其冠部合縫處每瓣小補心上有一個橫向安裝的防跳保險頂絲(25)。
4.按照權利要求1所述的安全小補心(1)，其特徵在於刮泥盤倉室(7)的上方有刮泥唇口室(9)，在下方有刮泥唇口室(8)。
5.按照權利要求1所述的安全小補心(1)的防跳耳翅(6)，其特徵在於它是一個向外張開的反錐形體，其直徑張開量小於鑽杆(2)和安全小補心(1)的通徑之間的總間隙。
6.按照權利要求1所述的安全小補心(1)的防跳耳翅(6)，其特徵在於它的平面位置在錐體小端剩餘弧長的中心線上，其弧長為剩餘弧長的 1/2 至 1/3 。
7.按照權利要求1所述的安全小補心(1)，其特徵在於每瓣安全小補心(1)上的直徑為φa的上下環口均有過盈壓配，頭部為球面的柱狀硬質合金抗磨質點(10)。
8.按照權利要求1所述的小型螺旋層刮泥盤(3)，其特徵在於螺旋層起始端的腹板(23)上有提拉用孔(22)。
9.按照權利要求1所述的小型螺旋層刮泥盤(3)，其特徵在於小型螺旋層刮泥盤(3)的外徑小於鑽機轉盤大方瓦(5)的內錐體的最小直徑。
全文摘要
本發明是一種鑽井工程用帶刮泥盤的安全小補心，其特徵在於二瓣對合的安全小補心冠部為正方形截角體，中部為錐形體，下部是反錐形的防跳耳翅，冠部合縫處每瓣補心上有一個防跳保險，內腔裝有小型螺旋層刮泥盤。使用時先將刮泥盤套於井口的鑽杆，安全小補心包住刮泥盤後填入轉盤的大方瓦中。它具有起鑽給鑽杆自動刮泥、防止井口落物和坐重負荷吊卡時保護吊卡等功用，是一種使用方便的多功能實用工具。
文檔編號E21B17/10GK1044321SQ9010109
公開日1990年8月1日 申請日期1990年3月6日 優先權日1990年3月6日
發明者張玠如, 付蘭萍, 陳立新, 陳慧, 鈕榮根 申請人:張玠如, 付蘭萍, 陳立新, 陳慧, 鈕榮根