CN101545360A - 一种井口吊卡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田修井作业设备，具体地说是一种油田修井操作机用的井口吊卡装置，包括壳体、两组推杆、卡爪及定位钩，卡爪可复位地铰接于壳体上，在卡爪上设有卡爪滑块，定位钩可复位地铰接于壳体上并位于卡爪滑块的上方；两组推杆分别设置于卡爪及定位钩外侧的壳体上。本发明自身不携带动力源，它的开启和关闭需要外界开、锁卡器配合来完成，这样不仅可以大大简化吊卡装置的结构，还取消了气动吊卡上与吊卡一起运动的长气管，减少了事故隐患，有利于油田的安全生产；在两侧设计了两组推杆，在外部开、锁卡器的推动下可实现自动开卡、锁卡；本发明通过不同规格卡爪卡头的快速更换，即可实现不同管径油管和不同尺寸抽油杆的上提和下放作业。

Description

一种井口吊卡装置

技术领域

本发明涉及油田修井作业设备，具体地说是一种油田修井操作机用的井口吊卡装置。

背景技术

油管吊卡是油田修井作业的必备工具。在实施修井作业时，上提油管管柱必须用油管吊卡，而下放油管时也必须用油管吊卡。目前，现场使用的油管吊卡装置多采用对开式结构，使用起来既不方便也不安全，尤其是在上提油管作业时，一旦发生崩扣，插销极易损坏，此时吊环若弹出则极易造成人员伤害事故。

同样，抽油杆吊卡是油田修井作业过程中上提和下放抽油杆的专用工具。目前现场使用的抽油杆吊卡装置均为前后舌组合的舌簧自锁式吊卡，在正常情况下其应用状况尚可，但当上提作业过程中抽油杆上的原油、沥青等污物附着量较多时，前舌中舌簧可能会失效，此时极易造成抽油杆脱落，以致造成安全事故；或者，在抽油杆遇阻的情况下，则无法进行解卡施工，影响修井作业的正常顺利进行。

综上所述，目前油田修井作业时，油管吊卡和抽油杆吊卡是分开专用的，油管吊卡只能用于油管的上提和下放，抽油管吊卡只能用于抽油杆的上提和下放，而且对于不同尺寸的油管或抽油杆就必须预备相应的吊卡，这为修井作业过程的保障带来了很大的压力；同时，无论是现有的油管吊卡装置还是现有的抽油杆吊卡装置，在工作时都需要人工操作，即需要人工开卡或锁卡，这就为修井过程安全性埋下了隐患。

随着气动技术的发展以及人们对降低修井作业劳动强度的迫切需求，一种气动的吊卡装置开始被使用。但这种气动吊卡装置需要外接气源，吊卡与气源之间也需要用很长的输气管道连接，不利于安全生产。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够自动完成开卡锁卡的油田修井操作机用的井口吊卡装置。

本发明的又一目的在于提供一种油管和抽油杆通用的油田修井操作机用的井口吊卡装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括壳体、两组推杆、卡爪及定位钩，卡爪可复位地铰接于壳体上，在卡爪上设有卡爪滑块，定位钩可复位地铰接于壳体上并位于卡爪滑块的上方；两组推杆分别设置于卡爪及定位钩外侧的壳体上。

其中：所述卡爪为两个，对称设置，每个卡爪上均设有卡爪滑块；所述定位钩为两个，分别设置于两个卡爪滑块的上方；所述两组推杆上下设置，每组有两个，对称安装在壳体的两侧臂上，位于上方的两个第一推杆设置在定位钩外侧的壳体侧臂上，位于下方的两个第二推杆设置在卡爪外侧的壳体侧臂上；卡爪通过第一轴安装在壳体内，第一轴的两端均设有使卡爪复位的卡爪扭簧；定位钩通过第二轴安装在壳体内，第二轴的两端均设有使定位钩复位的定位钩扭簧；在壳体上设有外壳，推杆的一端容置于外壳内，另一端***壳体侧臂上的通孔内，在推杆位于外壳的杆身上设有弹簧；在卡爪上安装有可拆卸的卡爪卡头。

本发明的优点与积极效果为：

1.结构简单、生产安全性高。本发明吊卡装置本身不携带动力源，它的开启和关闭需要外界开、锁卡器配合来完成，这样不仅可以大大简化吊卡装置的结构，还取消了气动吊卡上与吊卡一起运动的长气管，减少了事故隐患，有利于油田的安全生产。

2.自动化程度高。本发明在两侧设计了两组推杆，在外部开、锁卡器的推动下可实现自动开卡、锁卡。

3.通用性强。本发明改变了目前油管吊卡和抽油杆吊卡分开、专用的局面，通过不同规格卡爪卡头的快速更换，即可实现不同管径油管和不同尺寸抽油杆的上提和下放作业，使装置本身具有通用性，既适用于油管作业，也适用于抽油杆作业。

4.修井操作机分别在卡座及龙头处设置了两组开、锁卡器，开、锁卡器采用分离式设计，简化了吊卡的结构，实现了油管和抽油杆的自动化上提和下放。

5.本发明最大限度地降低了操作人员的数量，避免了生产事故的发生。

附图说明

图1为本发明在油田修井操作机中的位置示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为油田井口卡座的开卡锁卡器位置示意图；

图5为修井操作机中龙头的开卡锁卡器位置示意图；

其中：1为吊卡装置，2为修井操作机机身，3为修井操作机底盘，4为井口，5为卡座，6为液压钳，7为油管(抽油杆)，8为龙头，9为壳体，10为第一推杆，11为弹簧，12为外壳，13为卡爪，14为第二推杆，15为卡爪滑块，16为定位钩，17为卡爪卡头，18为卡爪扭簧，19为定位钩扭簧，20为吊卡轴，21为第一轴，22为第二轴，23为开卡器，24为锁卡器，25为吊卡限位块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图2、图3所示，本发明包括壳体9、两组推杆、卡爪13及定位钩16，其中两组推杆共四个，两个为一组，即两个第一推杆10为一组，两个第二推杆14为一组；卡爪13为两个，以壳体9的轴线对称设置，卡爪13通过第一轴21安装在壳体9内，卡爪13可绕第一轴21转动，第一轴21的两端均设有卡爪扭簧18，为卡爪13提供初始位置并使卡爪13转动后复位；每个卡爪13上均通过螺钉固接一卡爪滑块15，卡爪滑块15位于卡爪13靠近油管(抽油杆)7一侧上方的中部，卡爪滑块15的一侧为长方体，另一侧向下形成一锥面；在卡爪13上安装有可拆卸的卡爪卡头17。定位钩16也为两个，分别设置于两个卡爪滑块15的上方，定位钩16通过第二轴22安装在壳体9内，定位钩16可绕第二轴22转动，第二轴22的两端均设有定位钩扭簧19，为定位钩16提供初始位置并使定位钩16转动后复位。当卡爪13转动时，定位钩16可钩住卡爪滑块15上的锥面。而在自然状态下，卡爪13通过卡爪扭簧18处于锁卡状态。两组推杆上下设置，对称安装在壳体9的两侧臂上，位于上方的两个第一推杆10设置在定位钩16外侧的壳体侧臂上，位于下方的两个第二推杆14设置在卡爪13外侧的壳体侧臂上。在壳体9上设有外壳12，推杆的一端容置于外壳12内，另一端***壳体侧臂上的通孔内，在推杆位于外壳12的杆身上设有弹簧11。在壳体9上方的两侧，各设有一吊卡轴20，通过吊环与油田修井作业机的游车大钩相连，从而在游车大钩的带动下实现油管(抽油杆)的上提和下放运动。壳体9采用箱式焊接结构制成。

如图4所示，为修井操作机卡座5，油管(抽油杆)7由工作平板的中间孔通过，中间孔的周围设置了多个吊卡限位块25，在工作平板两侧、上下对称设置了开卡器23、及锁卡器24；开、锁卡器23、24均由液压缸及触头组成，液压缸活塞杆的前端设有外螺纹，触头内设有内螺纹，两者通过螺纹连接。

本发明的工作原理为：

如图1所示，本发明吊卡装置1通过吊环悬挂在修井操作机的大钩上，卡座5直接落在井口4上，在卡座5的一侧为安装在修井操作机底盘3上的修井操作机机身2，液压钳6安装在修井操作机的伸缩架上，龙头8位于修井操作机机身2的上方，修井操作机机身2上设有控制柜3；龙头8在工作时伸出，并对正井口4；不工作时，龙头缩回，以便于运输。用于吊卡装置1开卡、锁卡的开卡器23及锁卡器24在卡座5及龙头8处各设置了一组，在卡座5处的位置如图4所示，在龙头8处的位置如图5所示。

在上提油管(抽油杆)7时，先将吊卡装置1开卡，即卡爪13打开，定位钩16钩住卡爪滑块15；再将吊卡装置1导向到卡座5上的工作位置，并通过吊卡限位块25定位；然后卡座5上的锁卡器24推动第一推杆10，使第一推杆10向壳体9内运行至定位钩16处，第一推杆10继续向前运行，推动定位钩16绕第二轴22沿图2所示逆时针方向旋转，被定位钩16钩住的卡爪滑块15及卡爪13也随着定位钩16沿逆时针方向旋转，当旋转至定位钩16钩住卡爪滑块15的力小于卡爪13自身重力及卡爪扭簧18的弹力时，卡爪滑块15从定位钩16中脱落，卡爪13靠卡爪扭簧18的弹力和自身重力复位，吊卡装置锁卡，锁卡后第一推杆10在弹簧11弹力的作用下复位；卡座5打开，此时油管(抽油杆)7已被卡爪卡头17卡住；吊卡装置1带着油管(抽油杆)上提，当上升到设定位置时，吊卡装置1停止运动，卡座关闭，液压钳6伸出，并对油管(抽油杆)之间的管箍进行自动卸扣。油管(抽油杆)卸扣后，吊卡装置1继续带着油管(抽油杆)上提；当油管(抽油杆)尾部已经到达甩管位置时，龙头8上的推管器推动油管(抽油杆)，同时吊卡装置1下降；待油管(抽油杆)尾部抵接到修井操作机机身2上的滑道时，推管器停止工作；吊卡装置1继续下降至龙头处的开、锁器23、24位置时，龙头上的开卡器23推动第二推杆14，使第二推杆14向壳体9内运行至卡爪13处，第二推杆14继续向前运行，推动卡爪13绕第一轴21沿图2所示顺时针方向旋转，卡爪滑块15同时向上推动定位钩16，使定位钩16绕第二轴22沿顺时针方向旋转，定位钩16逐渐钩住卡爪滑块15，卡爪13打开，直至定位钩16牢固地钩住卡爪滑块15，吊卡装置开卡，开卡后第二推杆14在弹簧11弹力的作用下复位。至此，吊卡装置1及两组开、锁卡器23、24在油管(抽油杆)上提循环的工作过程结束。

下放油管(抽油杆)7时，先将吊卡装置1开卡，即卡爪13打开，定位钩16钩住卡爪滑块15；再将吊卡装置1定位到龙头8的开、锁卡器23、24的位置，然后通过人工和液压绞车配合使油管(抽油杆)由水平状态沿滑道逐渐倾斜；当油管(抽油杆)的顶端穿过吊卡装置1时，龙头处的锁卡器24推动第一推杆10，按与上提过程中一样的操作，使卡爪卡头17卡住油管(抽油杆)，吊卡装置锁卡；吊卡装置上提，此时推管器也同步运动，对油管(抽油杆)起辅助支撑作用，当油管(抽油杆)逐渐倾斜直到尾部到达井口时，吊卡装置1停止运动，液压钳伸出，并对油管(抽油杆)之间的管箍进行自动上扣；油管(抽油杆)上扣后，卡座5打开，吊卡装置1带着油管(抽油杆)下放，直至吊卡装置1到达卡座5的工作位置，并通过吊卡限位块25定位，然后卡座5锁紧，井口处的开卡器23推动第二推杆14，按与上提过程中一样的操作，使卡爪13打开，吊卡装置1开卡。至此，吊卡装置1及两组开、锁卡器23、24在油管(抽油杆)下放循环的工作过程结束。

本发明的主要技术参数指标：吊卡装置额定载荷为60t，吊卡基本尺寸为640mm×270mm×350mm。本发明的作用将显著降低修井作业的保障压力和操作人员的劳动强度，大大提高了修井作业过程的安全性。

Claims (6)

1.一种井口吊卡装置，其特征在于：包括壳体(9)、两组推杆、卡爪(13)及定位钩(16)，卡爪(13)可复位地铰接于壳体(9)上，在卡爪(13)上设有卡爪滑块(15)，定位钩(16)可复位地铰接于壳体(9)上并位于卡爪滑块(15)的上方；两组推杆分别设置于卡爪(13)及定位钩(16)外侧的壳体(9)上。

2.按权利要求1所述的井口吊卡装置，其特征在于：所述卡爪(13)为两个，对称设置，每个卡爪(13)上均设有卡爪滑块(15)；所述定位钩(16)为两个，分别设置于两个卡爪滑块(15)的上方；所述两组推杆上下设置，每组有两个，对称安装在壳体(1)的两侧臂上，位于上方的两个第一推杆(10)设置在定位钩(16)外侧的壳体侧臂上，位于下方的两个第二推杆(14)设置在卡爪(13)外侧的壳体侧臂上。

3.按权利要求1或2所述的井口吊卡装置，其特征在于：所述卡爪(13)通过第一轴(21)安装在壳体(9)内，第一轴(21)的两端均设有使卡爪(13)复位的卡爪扭簧(18)。

4.按权利要求1或2所述的井口吊卡装置，其特征在于：所述定位钩(16)通过第二轴(22)安装在壳体(9)内，第二轴(22)的两端均设有使定位钩(16)复位的定位钩扭簧(19)。

5.按权利要求1或2所述的井口吊卡装置，其特征在于：在壳体(9)上设有外壳(12)，推杆的一端容置于外壳(12)内，另一端***壳体侧臂上的通孔内，在推杆位于外壳(12)的杆身上设有弹簧(11)。

6.按权利要求1或2所述的井口吊卡装置，其特征在于：在卡爪(13)上安装有可拆卸的卡爪卡头(17)。

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