CN112096307A - 一种石油机械安装钻具及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油机械安装钻具及其安装方法，包括钻杆，所述钻杆的上部开设有插槽，所述插槽的内部活动插接有钻机头，所述钻机头的内部开设有活动槽。本发明涉及石油钻具技术领域。该石油机械安装钻具及其安装方法通过液压杆输出端下移推动推杆下压，再抵压T型卡头翻转，将钻头与钻杆进行固定，使钻头安装拆卸方便；通过液压杆输出端下移带动压块下移，使卡块卡接在卡槽上，将钻机头与钻杆进行固定，提升钻杆安装的便捷性，提升设备安装进程；通过液压杆控制钻杆与钻头之间固定结构的稳定性，提高钻具设备使用的安全性能。这解决了现有部分石油钻具在使用过程中钻头与钻杆安装拆卸复杂，以及锁紧结构稳定性较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻具技术领域，具体为一种石油机械安装钻具及其安装方法。
背景技术
石油时深埋在低下的流体矿物，在国民经济中，石油时非常重要的能源，与煤炭相比，具有能量密度大、运输储存方便和污染小等优点，因此许多国家都把石油列为战略物资；
现有专利(公告号：CN109184585A)公开了一种石油地质勘探钻杆装置，包括第一钻杆、第二钻杆、连接机构、螺旋头、钻头、限位机构及控制机构。发明人在实现该方案的过程中发现现有技术中存在如下问题没有得到解决：1、该装置通过螺旋头与钻头进行连接，当钻头损坏需要及时更换时，钻头表面附着油和水拆卸不方便；2、该装置通过螺旋头与钻机旋转连接，当钻杆较长时需要将钻杆吊起并转动钻杆进行连接，此类方式安装比较复杂，增加设备安装进程，影响作业工期；3、现有部分钻具设备在钻进过程中，钻头与钻杆的震动容易导致固定结构的松动，具有一定安全隐患；4、现有的其他可拆卸钻杆装置的组装时均需要借助凸出于钻杆或者钻头外部的锁定装置或者插销结构实现钻头或者钻杆以及顶部旋转驱动装置的套接，但是上述锁定装置或者插销结构外凸于钻杆和钻头使得整体的钻取路径不规整，整体结构不够美观，运输时需要设置单独的适应于凸起的衬垫。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种石油机械安装钻具及其安装方法，解决了现有部分钻具钻头拆卸不方便，钻杆安装复杂和钻杆与钻头固定结构的稳定性较差。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种石油机械安装钻具，包括钻杆，所述钻杆的上部开设有插槽，所述插槽的内部活动插接有钻机头，所述钻机头的内部开设有活动槽，所述活动槽的内部活动连接有液压杆，所述液压杆的中部固定连接有压块，所述钻机头的下部活动连接有卡紧装置，所述插槽的内壁开设有与卡紧装置相配合的卡槽，所述卡紧装置远离卡槽的一端与压块搭接，所述插槽底部的轴心位置开设有通孔，所述通孔的内部活动连接有与液压杆底部相配合的推杆，所述推杆的底部延伸至钻杆外活动连接有锁紧装置，所述钻杆的底部活动连接有钻头，所述钻头的顶部固定连接有锁套，所述钻杆的底部活动插接在锁套上，所述锁套的内部开设有与锁紧装置相配合的锁槽。
进一步优选的，所述卡紧装置包括移动槽，所述钻机头下部的两侧横向开设有移动槽，所述移动槽的内部固定连接有定位块，所述定位块上滑动连接有卡块，所述卡块的一端搭接在压块的表面，所述卡块的另一端活动插接在卡槽的内部。
进一步优选的，所述卡块的底部开设有滑槽，所述卡块通过滑槽滑动连接在定位块上，所述定位块的侧壁与滑槽的内壁之间固定连接有压缩弹簧，所述卡块靠近压块一端的顶部设为斜面。
进一步优选的，所述锁紧装置包括推板，所述推板的顶部活动连接在推杆的底部，所述推板左右两侧均铰接有T型卡头，所述钻杆的底部的左右两侧均开设有铰接槽，两个所述T型卡头的中部分别铰接在对应的两个所述铰接槽内，两个所述T型卡头远离推板的一端卡接在锁槽的内壁上。
进一步优选的，所述推板两侧对称开设有腰型槽，所述腰型槽的前后两侧均铰接有连杆，两个所述连杆的一端分别铰接在T型卡头的前后两侧，所述推板的底部活动连接有复位块，所述复位块的底部搭接连接在钻头的顶部。
进一步优选的，所述推板的底部与顶部均固定连接有轴承，两个所述轴承相背一侧的外圈分别固定连接在推杆的底部与复位块的顶部。
进一步优选的，所述钻杆的顶部开设有环槽，所述钻机头的底部固定连接有密封圈，所述密封圈卡接在环槽的内部，所述钻杆的下部活动套接有密封套。
一种石油机械安装钻具的安装方法，包括如下步骤：
S1、首先将通过钻杆上部开设的插槽，将钻杆插接在钻机头的下部，再通过钻机头中部开设的活动槽，使液压杆活动连接在钻机头的内部。
S2、然后启动液压杆，使液压杆的输出端向下移动，此时液压杆上固定连接的压块下移，使压块推动钻机头两侧活动连接的卡块逐渐向相反的方向移动，使卡块的一端插接在插槽内壁开设的卡槽上，使钻杆与钻机头通过活动连接的卡块进行安装固定。
S3、接着将钻头顶部固定连接的锁套套接在钻杆的底部，然后启动液压杆继续向下移动。
S4、当液压杆***钻杆上开设的通孔内部时，液压杆的输出端抵压通孔内活动连接的推杆下移，此时推杆底部固定连接的推板推动铰接的T型卡头通过杠杆原理进行翻转，使T型卡头原理推板的一端卡接在锁槽的内部，将钻杆的下部与锁套的位置进行限定，完成钻头的安装固定；
S5、在需要进行拆卸时，当液压杆5回缩后与推杆10解除挤压时，复位块1104恢复形变将推板1101向上推动，使得T型卡头1102远离推板1101的一端脱离锁槽14的内部，使锁套13与钻杆1解除卡接。
(三)有益效果
本发明提供了一种石油机械安装钻具及其安装方法，具备以下有益效果：
(1)该装置通过推杆、液压杆和T型卡头等部件的配合使用，使液压杆输出端下移推动推杆下压，推杆底部活动连接的压板抵压T型卡头翻转，将钻头上固定连接的锁套与钻杆的下部进行固定，钻头安装拆卸方便，提升实用性能。
(2)该装置通过液压杆、压块和卡块等部件的配合使用，使液压杆输出端下移带动压块下移，使钻机头内部活动连接的卡块卡接在钻杆内开设的卡槽上，将钻机头与钻杆进行固定，提升钻杆安装的便捷性，提升设备安装进程。
(3)该装置通过液压杆、钻杆和钻头等部件的配合使用，通过液压杆控制钻杆与钻头之间固定结构的稳定性，使卡紧装置与锁紧装置形成一体式对钻具进行固定，使钻具在钻进过程中不会因为震动导致固定结构之间产生松动，提高钻具设备使用的安全性能。
附图说明
图1为本发明整体结构的正剖图；
图2为本发明图1处A位置的放大图；
图3为本发明图1处B位置的放大图。
图中：1钻杆；2插槽；3钻机头；4活动槽；5液压杆；6压块；7卡紧装置；8卡槽；9通孔；10推杆；11锁紧装置；12钻头；13锁套；14锁槽；701移动槽；702定位块；703卡块；1101推板；1102T型卡头；1103铰接槽；1104复位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种石油机械安装钻具，包括钻杆1，钻杆1的上部开设有插槽2，插槽2的内部活动插接有钻机头3，钻机头3的内部开设有活动槽4，活动槽4的内部活动连接有液压杆5，液压杆5的中部固定连接有压块6。需要说明的是，钻机头3的内壁开设有传动槽，液压杆5上固定连接有移动块，移动块滑动连接在传动槽内，提高液压杆5传动过程的稳定性。
钻机头3的下部活动连接有卡紧装置7，插槽2的内壁开设有与卡紧装置7相配合的卡槽8，卡紧装置7远离卡槽8的一端与压块6搭接。
插槽2底部的轴心位置开设有通孔9，通孔9的内部活动连接有与液压杆5底部相配合的推杆10，推杆10的底部延伸至钻杆1外活动连接有锁紧装置11。
钻杆1的底部活动连接有钻头12，钻头12的顶部固定连接有锁套13，钻杆1的底部活动插接在锁套13上，锁套13的内部开设有与锁紧装置11相配合的锁槽14。需要说明的是，通孔9的上部与下部均固定连接有密封环，避免污垢进入通孔9的内部影响推杆10的移动，
本发明中，卡紧装置7包括移动槽701，钻机头3下部的两侧横向开设有移动槽701，移动槽701的内部固定连接有定位块702，定位块702上滑动连接有卡块703，卡块703的一端搭接在压块6的表面，卡块703的另一端活动插接在卡槽8的内部。需要说明的是，钻机头3的左右两侧均开设有两个移动槽701，压块6长度大于竖向两个卡块703之间的距离，使液压杆5在回缩一段距离后依旧能够使钻杆1卡紧。
本发明中，卡块703的底部开设有滑槽，卡块703通过滑槽滑动连接在定位块702上，定位块702的侧壁与滑槽的内壁之间固定连接有压缩弹簧，卡块703靠近压块6一端的顶部设为斜面。需要说明的是，当压块6随着液压杆5上升后，卡块703通过压缩弹簧的形变恢复，使卡块703向钻机头3的内部移动，且卡块703的侧壁与钻机头3的外壁平齐。
本发明中，锁紧装置11包括推板1101，推板1101的顶部活动连接在推杆10的底部，推板1101左右两侧均铰接有T型卡头1102，钻杆1的底部的左右两侧均开设有铰接槽1103，两个T型卡头1102的中部分别铰接在对应的两个铰接槽1103内，两个T型卡头1102远离推板1101的一端卡接在锁槽14的内壁上。需要说明的是，铰接槽1103的内部转动连接有转动杆，T型卡头1102的中部铰接在转动杆上，通过杠杆原理使T型卡头1102的一端下压后另一端翘起。
本发明中，推板1101两侧对称开设有腰型槽，腰型槽的前后两侧均铰接有连杆，两个连杆的一端分别铰接在T型卡头1102的前后两侧，推板1101的底部活动连接有复位块1104，复位块1104的底部搭接连接在钻头12的顶部。需要说明的是，复位块1104为两块垫板之间通过伸缩杆固定连接进行伸缩复位，且伸缩杆外部套接有短弹簧，当液压杆5回缩后与推杆10解除抵押时，复位块1104恢复形变将推板1101向上推动，使锁套13与钻杆1解除卡接。
本发明中，推板1101的底部与顶部均固定连接有轴承，两个轴承相背一侧的外圈分别固定连接在推杆10的底部与复位块1104的顶部。需要说明的是，当推板1101随着钻杆1转动时，复位块1104与推杆10不会随着转动，减小转动过程中的摩擦损耗。
本发明中，钻杆1的顶部开设有环槽，钻机头3的底部固定连接有密封圈，密封圈卡接在环槽的内部，钻杆1的下部活动套接有密封套。
一种石油机械安装钻具的安装方法，包括如下步骤：
S1、首先将通过钻杆1上部开设的插槽2，将钻杆1插接在钻机头3的下部，再通过钻机头3中部开设的活动槽4，使液压杆5活动连接在钻机头3的内部。
S2、然后启动液压杆5，使液压杆5的输出端向下移动，此时液压杆5上固定连接的压块6下移，使压块6推动钻机头3两侧活动连接的卡块703逐渐向相反的方向移动，使卡块703的一端插接在插槽2内壁开设的卡槽8上，使钻杆1与钻机头3通过活动连接的卡块703进行安装固定。
S3、接着将钻头12顶部固定连接的锁套13套接在钻杆1的底部，然后启动液压杆5继续向下移动。
S4、当液压杆5***钻杆1上开设的通孔9内部时，液压杆5的输出端抵压通孔9内活动连接的推杆10下移，此时推杆10底部固定连接的推板1101推动铰接的T型卡头1102通过杠杆原理进行翻转，使T型卡头1102远离推板1101的一端卡接在锁槽14的内部，将钻杆1的下部与锁套13的位置进行限定，完成钻头12的安装固定。
S5、在需要进行拆卸时，当液压杆5回缩后与推杆10解除挤压时，复位块1104恢复形变将推板1101向上推动，使得T型卡头1102远离推板1101的一端脱离锁槽14的内部，使锁套13与钻杆1解除卡接。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种石油机械安装钻具，包括钻杆(1)，其特征在于：所述钻杆(1)的上部开设有插槽(2)，所述插槽(2)的内部活动插接有钻机头(3)，所述钻机头(3)的内部开设有活动槽(4)，所述活动槽(4)的内部活动连接有液压杆(5)，所述液压杆(5)的中部固定连接有压块(6)；
所述钻机头(3)的下部活动连接有卡紧装置(7)，所述插槽(2)的内壁开设有与卡紧装置(7)相配合的卡槽(8)，所述卡紧装置(7)远离卡槽(8)的一端与压块(6)搭接；
所述插槽(2)底部的轴心位置开设有通孔(9)，所述通孔(9)的内部活动连接有与液压杆(5)底部相配合的推杆(10)，所述推杆(10)的底部延伸至钻杆(1)外活动连接有锁紧装置(11)；所述锁紧装置(11)包括推板(1101)，所述推板(1101)的顶部活动连接在推杆(10)的底部，所述推板(1101)左右两侧均铰接有T型卡头(1102)；所述钻杆(1)的底部的左右两侧均开设有铰接槽(1103)，两个所述T型卡头(1102)的中部分别铰接在对应的两个所述铰接槽(1103)内，两个所述T型卡头(1102)远离推板(1101)的一端卡接在锁槽(14)的内壁上，所述推板(1101)两侧对称开设有腰型槽，所述腰型槽的前后两侧均铰接有连杆，两个所述连杆的一端分别铰接在T型卡头(1102)的前后两侧；所述推板(1101)的底部活动连接有复位块(1104)，所述复位块(1104)的底部搭接连接在钻头(12)的顶部，所述推板(1101)的底部与顶部均固定连接有轴承，两个所述轴承相背一侧的外圈分别固定连接在推杆(10)的底部与复位块(1104)的顶部；
所述钻杆(1)的底部活动连接有钻头(12)，所述钻头(12)的顶部固定连接有锁套(13)，所述钻杆(1)的底部活动插接在锁套(13)上，所述锁套(13)的内部开设有与锁紧装置(11)相配合的锁槽(14)。
2.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述卡紧装置(7)包括移动槽(701)，所述钻机头(3)下部的两侧横向开设有移动槽(701)，所述移动槽(701)的内部固定连接有定位块(702)，所述定位块(702)上滑动连接有卡块(703)，所述卡块(703)的一端搭接在压块(6)的表面，所述卡块(703)的另一端活动插接在卡槽(8)的内部。
3.根据权利要求2所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述卡块(703)的底部开设有滑槽，所述卡块(703)通过滑槽滑动连接在定位块(702)上，所述定位块(702)的侧壁与滑槽的内壁之间固定连接有压缩弹簧；
所述卡块(703)靠近压块(6)一端的顶部设为斜面。
4.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述钻杆(1)的顶部开设有环槽，所述钻机头(3)的底部固定连接有密封圈，所述密封圈卡接在环槽的内部；
所述钻杆(1)的下部活动套接有密封套。
5.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、首先将通过钻杆(1)上部开设的插槽(2)，将钻杆(1)插接在钻机头(3)的下部，再通过钻机头(3)中部开设的活动槽(4)，使液压杆(5)活动连接在钻机头(3)的内部。
S2、然后启动液压杆(5)，使液压杆(5)的输出端向下移动，此时液压杆(5)上固定连接的压块(6)下移，使压块(6)推动钻机头(3)两侧活动连接的卡块(703)逐渐向相反的方向移动，使卡块(703)的一端插接在插槽(2)内壁开设的卡槽(8)上，使钻杆(1)与钻机头(3)通过活动连接的卡块(703)进行安装固定。
S3、接着将钻头(12)顶部固定连接的锁套(13)套接在钻杆(1)的底部，然后启动液压杆(5)继续向下移动。
S4、当液压杆(5)***钻杆(1)上开设的通孔(9)内部时，液压杆(5)的输出端抵压通孔(9)内活动连接的推杆(10)下移，此时推杆(10)底部固定连接的推板(1101)推动铰接的T型卡头(1102)通过杠杆原理进行翻转，使T型卡头(1102)原理推板(1101)的一端卡接在锁槽(14)的内部，将钻杆(1)的下部与锁套(13)的位置进行限定，完成钻头(12)的安装固定；
S5、在需要进行拆卸时，当液压杆(5)回缩后与推杆(10)解除挤压时，复位块(1104)恢复形变将推板(1101)向上推动，使得T型卡头1102远离推板(1101)的一端脱离锁槽(14)的内部，使锁套(13)与钻杆(1)解除卡接。
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