CN112824644A

CN112824644A - 一种多功能钻井卡瓦

Info

Publication number: CN112824644A
Application number: CN201911138395.0A
Authority: CN
Inventors: 张建; 顾雪亮; 陆勇建
Original assignee: Jiangsu Rudong Petro Machinery Co ltd
Current assignee: Jiangsu Rudong Petro Machinery Co ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-05-21

Abstract

一种多功能钻井卡瓦，包括主体、卡瓦体、平衡梁、提升气缸以及第一保险机构，于所述主体内部设置提升气缸、卡瓦体和第一保险机构，所述提升气缸的活塞杆端连接平衡梁，所述平衡梁通过连杆和所述卡瓦体相连，所述第一保险机构包括保险底座、保险杠杆和保险气缸，所述保险底座固定设置于所述主体上，于所述保险底座上可转动地设置所述保险杠杆，于所述保险杠杆的一端设置所述保险气缸。第一保险机构可以有效预防在下钻过程中，提升气缸意外断气后，单一的气动锁定失效，造成卡瓦体下行，而卡钻顿钻的现象。

Description

一种多功能钻井卡瓦

技术领域

本发明涉及石油钻井作业设备领域，尤其涉及一种具备机械互锁的多功能钻井卡瓦。

背景技术

现有技术中，钻井卡瓦采用气动或液压控制与驱动，缺乏有效的反馈或互锁，或者只依靠单一条件的锁定，缺乏安全性。实际钻井过程中，有时根据现场工艺要求，需要现场调整钻具规格，现有技术需要起出卡瓦体，拆卸牙板并重新安装，作业周期长。此外，起下钻更换钻头，需将卡瓦体从钻盘中取出后，安装主补芯才能对钻头进行卸扣。

因此，针对以上缺陷，需要对现有技术进行有效创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能带机械锁紧的钻井卡瓦。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能钻井卡瓦，包括主体、卡瓦体、平衡梁、提升气缸以及第一保险机构，于所述主体内部设置提升气缸、卡瓦体和第一保险机构，所述提升气缸的活塞杆端连接平衡梁，所述平衡梁通过连杆和所述卡瓦体相连，提升气缸在工作状态下带动平衡梁上下运动，继而平衡梁又带动连杆运动，使连杆带动卡瓦体实现上下运动，所述第一保险机构包括保险底座、保险杠杆和保险气缸，所述保险底座固定设置于所述主体上，于所述保险底座上可转动地设置所述保险杠杆，于所述保险杠杆的一端设置所述保险气缸；

相应的，所述保险气缸为单作用弹簧复位气缸，当保险气缸处于卸气状态，保险气缸内的活塞杆在弹簧的作用下缩回，带动保险杠杆倾向平衡梁一侧，此时若提升气缸发生断气情况，平衡梁下行到保险杠杆处后被保险杠杆所抵住，避免继续下降而导致卡钻顿钻情况，起到机械保险作用，当提升气缸需要驱动平衡梁下行时，控制保险气缸进气，保险气缸内的活塞杆在气压的压力作用下克服弹簧的弹力伸出，拉回保险杠杆，使得平衡梁可以下行；

相应的，所述钻井卡瓦还包括上升行程开关和下行行程开关，分别用于感应并反馈卡瓦体的上升和下行位置，便于司钻远程控制；

相应的，所述钻井卡瓦还包括牙板载体、保险提钩以及第二保险机构，所述牙板载体通过定位块可拆卸的设置于所述卡瓦体内侧面，于所述牙板载体上活动设置所述保险提钩，所述卡瓦体上还设置有所述第二保险机构，所述第二保险机构可以避免所述牙板载体从所述定位块上因误操作而脱出；

相应的，所述牙板载体上设置有燕尾槽，所述定位块的形状和所述燕尾槽相适配，借助燕尾槽将牙板载体卡在定位块上，实现牙板载体的固定；

相应的，所述牙板载体上设置有活动槽，于所述活动槽内可上下活动的设置所述保险提钩，该种活动设置可避免在误操作中，牙板载体被顶推后，直接导致其上的保险提钩顶开第二保险机构，牙板载体从定位块上脱出，导致意外的发生；

相应的，所述保险提钩包括提拉杆、卡块和楔形结构，于所述提拉杆的下端设置所述卡块，于所述提拉杆朝向所述第二保险机构的一侧设置楔形结构，卡块限定了保险提钩的上下活动范围，并防止保险提钩从牙板载体上脱出，楔形结构利于顶开第二保险机构，便于牙板载体的装卸；

相应的，所述第二保险机构包括复位弹簧和压块，于所述复位弹簧顶端设置所述压块；

相应的，所述钻井卡瓦还包括上盖，于所述上盖上设置若干个第一锁紧槽，于所述主体上对应设置若干个第二锁紧槽，于所述第一锁紧槽内可活动的设置锁舌，通过移动锁舌来调节上盖和主体的连接关系，当锁舌同时处于第一锁紧槽和第二锁紧槽内时，在卡瓦的轴向上实现了上盖和主体间的固定，但锁舌退回到第一锁紧槽时，即可解除上盖和主体间的轴向固定状态；

相应的，所述上盖的圆周还设置有至少一个凸榫，通过该凸榫可将扭矩传递到主体，从而传递到钻盘上；

相应的，所述上盖上还设置有若干个安装孔，安装孔可用于安装钻头卸扣器，可在不拆卸出卡瓦的情况下，进行钻头的更换作业；

相应的，所述上盖上还设置有导向板，可有效的扶正管柱。

本发明的有益效果为：

1)通过设置第一保险机构，可以有效预防在下钻过程中，提升气缸意外断气后，单一的气动锁定失效，造成卡瓦体下行，而卡钻顿钻的现象；

2)增加了牙板载体，牙板载体通过定位块固定在卡瓦体上，并通过第二保险机构进行固定保险，现场无需安装辅具或拆装任何零部件，就可进行牙板载体的更换；

3)设计了多功能上盖，该上盖通过锁紧槽和锁舌实现了上盖和主体间的轴向固定；通过上盖上的凸榫将扭矩传递到主体，从而传递到钻盘上；通过上盖上的安装孔进行钻头卸扣器的安装，可在不拆卸出卡瓦的情况下，进行钻头的更换作业；通过上盖上的导向板，可以有效扶正管柱。

附图说明

图1是本发明一实施例所述的多功能钻井卡瓦的剖面结构示意图；

图2是本发明一实施例所述的双保险机构处的结构示意图；

图3是本发明一实施例所述的牙板载体的结构示意图；

图4是第二保险机构的机构示意图；

图5是本发明一实施例所述的上盖和主体的安装示意图；

图6、7是本发明一实施例所述的锁紧槽和锁舌的结构放大图；

图8是本发明一实施例所述的导向板的安装结构示意图；

图中：

1、主体；11、第二锁紧槽；

2、卡瓦体；21、定位块；

3、平衡梁；31、连杆；

4、提升气缸；

51、保险底座；52、保险杠杆；53、保险气缸；

6、牙板载体；61、燕尾槽；62、活动槽；

7、保险提钩；71、提拉杆；72、卡块；73、楔形结构；

8、第二保险机构；81、复位弹簧；82、压块；

9、上盖；91、第一锁紧槽；92、锁舌；93、凸榫；94、安装孔；95、导向板。

具体实施方式

如图1、2所示，在本发明的一个实施例中，多功能钻井卡瓦包括主体1、卡瓦体2、平衡梁3、提升气缸4、第一保险机构、牙板载体6、保险提钩7、第二保险机构8以及上盖9；

于主体1内部设置提升气缸4、卡瓦体2和第一保险机构，提升气缸4的活塞杆端连接平衡梁3，平衡梁3通过连杆31和卡瓦体2相连，第一保险机构包括保险底座51、保险杠杆52和保险气缸53，保险底座51固定设置于主体1上，于保险底座51上可转动地设置保险杠杆52，于保险杠杆52的一端设置保险气缸53，更为具体的，该保险气缸53为单作用弹簧复位气缸。此外，为了限制平衡梁3和卡瓦体2的上升和下行的行程距离，在卡瓦上还设置有上升行程开关和下行行程开关，借助行程开关的反馈，便于远程控制提升气缸的工作状态；

牙板载体6通过定位块21可拆卸的设置于卡瓦体2侧面，更为具体的，如图3所示，牙板载体6上设置有燕尾槽61，定位块21的形状和燕尾槽61相适配，借助燕尾槽61将牙板载体6从上而下***定位块21上，实现牙板载体6的固定，牙板载体6上设置有活动槽62，于活动槽62内可上下活动的设置保险提钩7，保险提钩7包括提拉杆71、卡块72和楔形结构73，于提拉杆71的下端设置卡块72，于提拉杆71朝向第二保险机构8的一侧设置楔形结构73，利用楔形结构73顶开第二保险机构8，便于牙板载体6的装卸。卡瓦体2上还设置有第二保险机构8，如图4所示，第二保险机构8包括复位弹簧81和压块82，于复位弹簧81顶端设置压块82，第二保险机构8可以避免牙板载体6从定位块21上因误操作而脱出；

在本实施例中，如图5-8所示，上盖9上设置四个第一锁紧槽91、两个凸榫93、四个安装孔94和一个导向板95；主体1上对应设置四个第二锁紧槽11，于第一锁紧槽91内可活动的设置锁舌92，通过移动锁舌92来调节上盖9和主体1的连接关系；通过该凸榫93可将扭矩传递到主体1，从而传递到钻盘上；安装孔94可用于安装钻头卸扣器，可在不拆卸出卡瓦的情况下，进行钻头的更换作业；导向板95可有效的扶正管柱。

根据本实施例所述的多功能钻井卡瓦，可得到如下实施方式：

在提升气缸4的驱动下，平衡梁3上升，而此时，第一保险机构中的保险气缸53为卸气状态，保险气缸53内的活塞杆在弹簧的作用下缩回，带动保险杠杆52倾向平衡梁3一侧，并贴靠于平衡梁3侧端，不对平衡梁3的上升造成阻碍，随着平衡梁3的继续上升，失去了平衡梁3的支撑，保险杠杆52进一步倾斜到平衡梁3的下方；

当卡瓦体2上升到上升行程开关的感应处，提升气缸4作用，停止继续上升，保持卡瓦体2处于当前位置，此时，若提升气缸4发生断气或漏气等意外情况，平衡梁3下行到保险杠杆52处后被保险杠杆52所抵住，避免继续下降而导致卡钻顿钻情况，起到机械保险作用，若是正常情况下需要平衡梁3下行，则先行向保险气缸53进气，保险气缸53内的活塞杆在气压的压力作用下克服弹簧的弹力伸出，从而拉回保险杠杆52，使得平衡梁3可以下行；

当需要进行牙板载体6的拆卸时，先提拉保险提钩7，利用其上的楔形结构73推开压块82后，再拉出牙板载体6进行更换；

当牙板载体6更换完成后，将锁舌92移动到第一锁紧槽91和第二锁紧槽11的交界处，使得锁舌92同时处于第一锁紧槽91和第二锁紧槽11内，以便在卡瓦的轴向上实现了上盖9和主体1间的固定。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种多功能钻井卡瓦，包括主体、卡瓦体、平衡梁、提升气缸以及第一保险机构，其特征在于：于所述主体内部设置提升气缸、卡瓦体和第一保险机构，所述提升气缸的活塞杆端连接平衡梁，所述平衡梁通过连杆和所述卡瓦体相连，所述第一保险机构包括保险底座、保险杠杆和保险气缸，所述保险底座固定设置于所述主体上，于所述保险底座上可转动地设置所述保险杠杆，于所述保险杠杆的一端设置所述保险气缸。

2.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述保险气缸为单作用弹簧复位气缸，当保险气缸处于卸气状态，保险气缸内的活塞杆在弹簧的作用下缩回，带动保险杠杆倾向平衡梁一侧，此时若提升气缸发生断气情况，平衡梁下行到保险杠杆处后被保险杠杆所抵住，避免继续下降而导致卡钻顿钻情况，起到机械保险作用，当提升气缸需要驱动平衡梁下行时，控制保险气缸进气，保险气缸内的活塞杆在气压的压力作用下克服弹簧的弹力伸出，拉回保险杠杆，使得平衡梁可以下行。

3.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述钻井卡瓦还包括上升行程开关和下行行程开关。

4.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述钻井卡瓦还包括牙板载体、保险提钩以及第二保险机构，所述牙板载体通过定位块可拆卸的设置于所述卡瓦体内侧面，于所述牙板载体上活动设置所述保险提钩，所述卡瓦体上还设置有所述第二保险机构，所述第二保险机构可以避免所述牙板载体从所述定位块上因误操作而脱出。

5.根据权利要求4所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述牙板载体上设置有燕尾槽，所述定位块的形状和所述燕尾槽相适配。

6.根据权利要求5所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述牙板载体上设置有活动槽，于所述活动槽内可上下活动的设置所述保险提钩。

7.根据权利要求5所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述保险提钩包括提拉杆、卡块和楔形结构，于所述提拉杆的下端设置所述卡块，于所述提拉杆朝向所述第二保险机构的一侧设置楔形结构。

8.根据权利要求4所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述第二保险机构包括复位弹簧和压块，于所述复位弹簧顶端设置所述压块。

9.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述钻井卡瓦还包括上盖，于所述上盖上设置若干个第一锁紧槽，于所述主体上对应设置若干个第二锁紧槽，于所述第一锁紧槽内可活动的设置锁舌。

10.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述上盖的圆周还设置有至少一个凸榫。

11.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述上盖上还设置有若干个安装孔。

12.根据权利要求1所述的一种多功能钻井卡瓦，其特征在于：所述上盖上还设置有导向板。