專利名稱：多功能全自動鉆桿氣動卡瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
涉及領(lǐng)域本實用新型涉及石油(或地質(zhì))鉆井起下鉆桿、鉆鋌及下放套管作業(yè)的一種井口機械化動力工具，特別是具有刮泥和卡持桿柱雙重功能的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有石油(或地質(zhì))鉆井起下鉆作業(yè)時，大都采用雙吊卡作業(yè)或單吊卡加手提式卡瓦作業(yè)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(yè)方式容易造成單吊環(huán)起鉆引發(fā)的重大工程和人身事故等問題，而手提式鉆桿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，鉆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“一種石油鉆井施工用氣(液)動卡瓦”提供了一種可以卡持鉆桿、套管懸重并能傳遞轉(zhuǎn)盤動力扭矩及承座吊卡、帶有扶正裝置的多功能卡瓦，由于其工作高度高出鉆臺面較多、外置式動力缸占據(jù)空間大及運動易損件較多等原因無法在現(xiàn)場得到大范圍的推廣。又如中國專利92242347.4“半自動鉆柱卡瓦”采用一種特殊設(shè)計的升降柱塞彈簧系統(tǒng)及兩塊不相聯(lián)的卡瓦錐座、三自由度的懸吊裝置，可實現(xiàn)全井段吊卡與卡瓦配套的起下鉆柱作業(yè)，并克服了引進國外卡瓦技術(shù)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(xiàn)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鉆柱卡瓦，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，不利于井口設(shè)備和人員的操作，且兩個氣缸采用獨立氣路，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，并且擺放在鉆臺面上易于損壞。國外也有類似的氣動鉆桿動力卡瓦，工作高度均在600mm以上，井口進行液壓大鉗拆卸鉆桿扣及擺放防噴盒等操作時相當(dāng)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鉆桿刮泥功能，起鉆時均需要人工刮泥或另配專門的鉆桿刮泥器。
技術(shù)內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)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(nèi)置式動力缸、雙氣缸單氣路供氣、兼具卡持桿柱及刮泥雙重功能的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括卡瓦座1、卡瓦體2、動力缸3、支撐盤4、導(dǎo)向桿5、連桿6、配氣銷軸7、刮泥托盤8、刮泥盤9、扶正環(huán)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(cè)與卡瓦座1內(nèi)側(cè)面接觸，動力缸3安裝在卡瓦座1內(nèi)部，其附帶的集成式氣路通道11匯集于配氣銷軸7，動力缸3的活塞桿與導(dǎo)向桿5連接并固定在支撐盤4上，卡瓦體2絞接連桿6并與支撐盤4連接，刮泥托盤8與支撐盤4連接并在其間安裝刮泥盤9，扶正環(huán)10安裝在卡瓦座1的底部。
本實用新型還采用以下技術(shù)內(nèi)容動力缸3及集成氣路通道11全部位于在卡瓦座1內(nèi)部，動力缸3的活塞桿通過導(dǎo)向桿5與支撐盤4及卡瓦體2連接起來。
卡瓦體2外側(cè)與卡瓦座1內(nèi)側(cè)接觸的圓弧錐面上設(shè)有階梯式臺階。
卡瓦座1內(nèi)分布有分別與兩個動力缸3連通的集成式氣路通道11并匯集于配氣銷軸7內(nèi)，配氣銷軸7同時連接兩片卡瓦座1。
支撐盤4上安裝易于拆卸的刮泥托盤8，刮泥盤9置于刮泥托盤8和支撐盤(4)形成的腔體內(nèi)。
本實用新型具有以下優(yōu)點全內(nèi)置式氣缸及氣路結(jié)構(gòu)大大降低了卡瓦的工作高度，使其卡緊鉆桿時工作面基本與鉆臺面平齊；卡瓦座內(nèi)錐面的階梯式結(jié)構(gòu)進一步降低了卡瓦體上提松開后的工作高度，并充分四散展開為鉆桿接箍順利通過提供保障；獨特的配氣銷軸結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時起到了連接轉(zhuǎn)銷和連接兩片卡瓦座氣路的目的，實現(xiàn)了雙氣缸單氣路供氣，減少了鉆臺上的氣路管線；在支撐盤上增設(shè)易裝拆的刮泥托盤并內(nèi)置刮泥盤，同時實現(xiàn)了刮泥和卡持鉆桿的雙重功能；所有卡瓦操作均由司鉆一人兼顧完成，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(jié)構(gòu)示意圖；圖2為配氣銷軸7結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為增設(shè)的刮泥托盤8及刮泥盤9結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為集成式氣路通道11的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施如圖1所示，中間桿柱為鉆桿或鉆鋌，左側(cè)為桿柱下放卡瓦卡緊狀態(tài)，右側(cè)為桿柱上提卡瓦松開狀態(tài)。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(dǎo)向桿5、連桿6、配氣銷軸7、刮泥托盤8、刮泥盤9、扶正環(huán)10等組成。以起鉆作業(yè)為例其工作過程說明如下卡瓦開始工作時，在提升鉆柱前，司鉆操作動力缸3通過配氣銷軸7從缸底部先進氣，活塞上行，活塞桿通過導(dǎo)向桿5推動支撐盤4上升，支撐盤4拉動連桿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，讓開鉆柱通道，鉆柱上行，同時刮泥盤9開始工作，將鉆桿粘附的泥漿刮入井口；反之，要卡住鉆桿則通過配氣銷軸7從動力缸3上部進氣，活塞下行，經(jīng)導(dǎo)向桿5拉動支撐盤4下降，支撐盤4通過連桿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，直至抱合卡緊鉆桿為止。扶正環(huán)10的作用，是當(dāng)鉆柱偏斜井口時，避免鉆柱直接磨損卡瓦座1或避免鉆桿接箍磕碰卡瓦體2上的鉗牙。
下鉆作業(yè)時卡瓦工作過程與起鉆作業(yè)時基本相同，也是先上提鉆柱松開卡瓦然后后下放鉆柱再由卡瓦收縮卡緊鉆桿，但操作前可以將易于拆卸的刮泥托盤8及刮泥盤9先行拆下。
本實用新型適用于520、275、375等任何類型的鉆機鉆盤，可用于卡持鉆桿、鉆鋌、套管等系列桿柱及管柱，卡瓦體(2)可選用4片或6片，刮泥托盤(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(nèi)的動力源除了可取用鉆臺上的壓縮空氣外，也可以采用液壓源，全部管路通道均可通過液壓油等介質(zhì)。
權(quán)利要求1.多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，包括卡瓦座(1)、卡瓦體(2)、動力缸(3)、支撐盤(4)、導(dǎo)向桿(5)、連桿(6)、配氣銷軸(7)、刮泥托盤(8)、刮泥盤(9)、扶正環(huán)(10)，其特征在于兩片卡瓦座(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(cè)與卡瓦座(1)內(nèi)側(cè)面接觸，動力缸(3)安裝在卡瓦座(1)內(nèi)部，其附帶的集成式氣路通道(11)匯集于配氣銷軸(7)，動力缸(3)的活塞桿與導(dǎo)向桿(5)連接并固定在支撐盤(4)上，卡瓦體(2)絞接連桿(6)并與支撐盤(4)連接，刮泥托盤(8)與支撐盤(4)連接并在其間安裝刮泥盤(9)，扶正環(huán)(10)安裝在卡瓦座(1)的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于動力缸(3)及集成氣路通道(11)全部位于在卡瓦座(1)內(nèi)部，動力缸(3)的活塞桿通過導(dǎo)向桿(5)與支撐盤(4)及卡瓦體(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于卡瓦體(2)外側(cè)與卡瓦座(1)內(nèi)側(cè)接觸的圓弧錐面上設(shè)有階梯式臺階。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于卡瓦座(1)內(nèi)分布有分別與兩個動力缸(3)連通的集成式氣路通道(11)并匯集于配氣銷軸(7)內(nèi)，配氣銷軸(7)同時連接兩片卡瓦座(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于支撐盤(4)上安裝刮泥托盤(8)，刮泥盤(9)置于刮泥托盤(8)和支撐盤(4)形成的腔體內(nèi)。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于動力缸(3)內(nèi)的動力源除可取用壓縮空氣外，也可以采用液壓源。
專利摘要一種用于石油(或地質(zhì))鉆井起下鉆桿、鉆鋌及下放套管作業(yè)的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，主要由卡瓦體2、動力缸3、配氣銷軸7、刮泥托盤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并可相對滑動，動力缸3安裝在卡瓦座1內(nèi)部，動力缸3的活塞桿與導(dǎo)向桿5連接并固定在支撐盤4上，卡瓦體2絞接連桿6并與支撐盤4連接，刮泥托盤8與支撐盤4連接并在其間安裝刮泥盤9，為整體式吊裝結(jié)構(gòu)，動力端操作由司鉆一人完成，卡瓦全自動升降動作，兼有卡持桿柱及刮泥雙重功能，裝卸方便，操作簡單，安全高效，性能優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者檀朝東, 涂彬 申請人:北京雅丹石油技術(shù)開發(fā)有限公司