專利名稱：楔形裝置的制作方法
技術領域：
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本發(fā)明是一個楔形裝置。更確切地說，是一個在石油生產(chǎn)過程中夾緊管子和工具的楔形裝 置。該楔形裝置包含一個用于連接到平臺或旋轉(zhuǎn)臺的環(huán)形裝配元件，以及一些帶有夾具的 主楔子，可隨著環(huán)形裝配元件移動，且其可繞楔形裝置的垂直中心軸環(huán)繞。每個夾具置于 移動連接到主楔子的輔助楔子上。
背景技術：
傳統(tǒng)上，石油生產(chǎn)過程中的鉆井機使用楔形裝置來懸掛管子，尤其是在鉆臺里。
根據(jù)現(xiàn)有技術，通常使用所謂的置于錐形環(huán)內(nèi)的板條，當管子和板條在錐形環(huán)內(nèi)向下移動 時該板條可夾緊管子。
通常是使用水力驅(qū)動的夾具來懸掛管子。
這些眾所周知的方法有一個共同的特點因不確定的操作而被頻繁使用，在板條或水力驅(qū) 動夾具隨管子移動時可用安全的夾具夾緊管子。使用現(xiàn)有技術的裝置通常適用的管子的尺 寸范圍相對較小。這樣為了在使用不同直徑的管子時能正常工作就需要不同的零件。
在重大垂直負載被置于板條上之前，板條也很難承接任何轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是修正或減少現(xiàn)有技術存在的至少一個缺陷。 根據(jù)本發(fā)明，通過下面和權利要求書中描述的特點，可實現(xiàn)上述目的。
一種根據(jù)本發(fā)明用于在石油生產(chǎn)過程中夾緊管子和工具的楔形裝置，該楔形裝置包含一個 用于連接到平臺或旋轉(zhuǎn)臺的環(huán)形裝配元件， 一些帶有夾具的主楔子可連接夾具并隨著環(huán)形 裝配元件移動，且其可繞楔形裝置的垂直中心軸環(huán)繞。其特征在于夾具置于一個連接到相 對于主楔子移動或旋轉(zhuǎn)的輔助楔子上。
更方便地是，主楔子是由單獨水力驅(qū)動，中心軸和主楔子移動方向間的角度經(jīng)過特殊選擇， 所以處于縮回打開狀態(tài)的夾具的間距和處于伸展關閉狀態(tài)的夾具的間距之間的差別是可以 接受的，而且如果水力驅(qū)動喪失水壓可以防止主楔子意外向外移動。
中心軸和輔助楔子移動方向間的角度是經(jīng)過特殊選擇的，以確保輔助楔子能在主楔子中被 固定在夾具中的管子的重量往下拉。
這樣中心軸和輔助楔子移動方向間的角度就明顯小于中心軸和主楔子移動方向間的角度。
根據(jù)應用，中心軸和主楔子移動方向間的角度為0度到60度之間，中心軸和輔助楔子移動 方向間的角度在5度到30度之間會有很好效果。
根據(jù)應用，中心軸和輔助楔子移動方向間的角度若必須為0度到30度之間，中心軸和輔助 楔子移動方向間的角度在1度到10度之間會有很好效果。
輔助楔子和主楔子之間由彈簧連接。該彈簧用于將輔助楔子產(chǎn)生的垂直力傳遞給主楔子。
若水壓喪失，壓縮彈簧會使輔助楔子相對主楔子移動。隨著夾具的脫離，彈簧會使輔助楔 子相對于主楔子移動到它最初的位置。
楔于裝置的結(jié)構(gòu)設計表明，無需更換楔子裝置的零件就可在相對較大的管子直徑范圍內(nèi)操 作楔子裝置。該包含兩個主楔子形狀的楔子和共同運轉(zhuǎn)的輔助楔子的設計能防止在水壓喪 失情況下管子在楔子裝置中滑動。
控制互鎖及成組的楔子也能確保管子不會意外松開。例如，當管子重量相對較低時，就不 需要在管子周圍安裝額外的安全夾具。


在下面的附圖中會描述無限制的優(yōu)先實施例，其中
圖1是依照本發(fā)明的楔形裝置的透視圖2是圖3中的楔形裝置的垂直剖面III-III，該楔形裝置處于縮回狀態(tài)；
圖3是圖2中楔形裝置的平面圖4是圖5中楔形裝置的垂直剖面V-V， 3個楔子都處于全伸展狀態(tài)；
圖5是圖4中楔形裝置的平面圖6是楔子整體的垂直剖面圖7是圖6的VI-VI部分；
圖8是楔形裝置的平面圖，其中3個楔子和另外3個楔子相互緊鎖；和
圖9演示一個可供選擇的實施例，其中輔助楔子由離心支撐的樞軸楔子組成。
具體實施例方式
在圖示中，數(shù)字1表示一個位于平臺2中的楔形裝置，其包含一個環(huán)形裝配元件4和一些 環(huán)繞楔形裝置1垂直軸8的主楔子6。
連接到鉆井平臺2上的環(huán)形裝配元件4由兩部分組成，并配有連接螺栓10。這樣在需要的時候，環(huán)形裝配元件4就可被打開。
每個主楔子6都可移動地與一個固定件12連接，尤其是通過一個主導向裝置14。該主導 向裝置14與中心軸8間有一個角度，見圖6。在該優(yōu)先實施例中，該角度為20度。
一個水壓汽缸16被通過鉸接方式連接在固定件12上面部分和主楔子6之間。液水壓汽缸 16與過軟管和管子5連接頭(未顯示)與液水壓控制系統(tǒng)(未顯示)相連接，且可在縮回 打^狀態(tài)，見圖3，和伸展關閉狀態(tài)，見圖5，以可控同步方式沿主導向裝置14移動主楔 子6。
一個輔助楔子18通過一個輔助導向裝置20可移動地與主楔子6相連，輔助導向裝置與中 心軸8間形成一定角度，見圖6。在該優(yōu)先實施例中，角度為5度。
在面向中心軸8 —側(cè)，輔助楔子18配有一個夾具22。該夾具22構(gòu)狀能緊緊嚙合位于夾緊 裝置1的管子24，見圖5。該夾具22可由單獨的材料組成，或可作為輔助楔子18的內(nèi)置 部分。
主導向裝置14和輔助導向裝置20均是用來承接轉(zhuǎn)矩。
主楔子6配有一個壓縮彈簧26,與中心軸8平行伸出，抵在輔助楔子18的側(cè)翼28上。這 樣壓縮彈簧26就可將力從輔助楔子18傳至主楔子6。
當輔助楔子18按與彈簧26力同方向移動時，側(cè)翼28就可停住壓縮彈簧26相對一側(cè)的楔 形鎖30。這樣楔形鎖30就能防止輔助楔子18從輔助導向裝置20中移出。也可在向下方 向阻止輔助楔子18從輔助導向裝置20中移出。
固定件12配有一個楔形榫頭32，見圖7，其為一個補充元件是為了適合環(huán)形裝配元件4中 的燕尾槽34。
固定件12、主楔子6、輔助楔子18和液壓汽缸16形成了一個楔形組合36,該楔形組合能 十分容易通過使用燕尾結(jié)合32和34來替換。這一點對有關石油鉆井操作完成和干涉非常 有利。
在優(yōu)先實施例中，楔形裝置1用來夾緊范圍從直徑60ram(2 3/s")到壓板間距330mm(13")的 管子并無需改變楔形組合36。另一套楔形組合36覆蓋的范圍從直徑241mm(9.5")到壓板間 距483mm(19")。
為了夾緊管子24，根據(jù)管子的尺寸，三或六個主楔子6被各自的液壓汽缸16驅(qū)動同步朝 管子24移動，而夾具22則夾緊管子24。主楔子6的同步伸展使得夾具22能在楔形裝置1 的中心位置夾緊管子24。
若管子24直徑相對較小，就只有三個夾具22能夾住管子24。剩余的主楔子6仍能緊靠夾 緊的主楔子移動?？刂蒲b置(未顯示)以一種在操作錯誤時只能松開三個夾具的方式向上 連接，這樣能防止管子以外松開掉進井里(未顯示)。
若汽缸16失去液壓，因為相對夾具22懸掛的管子24的重量，輔助汽缸18仍能在主楔子 6中被向下拉，這樣就能用一個更強的夾子夾緊管子24。
在一個可選擇的實施例中，輔助楔子由一個離心支撐的樞軸楔子38組成，該樞軸楔子可繞 軸40旋轉(zhuǎn)。相對于主楔子6,樞軸楔子的運轉(zhuǎn)模式與上述描述的相同，樞軸楔子38的傾 斜度具體見圖9。
樞軸楔子配有一個用來夾住管子24的夾緊表面42。圖9中未顯示管子24。來自管子24 的向下的力會使樞軸楔子38旋轉(zhuǎn)使其與管子24的接合更加緊。樞軸楔子38由幾個相同的 金屬板組成。
權利要求
1.一種用于在石油生產(chǎn)過程中夾緊管子(24)和工具的楔形裝置(1)，該楔形裝置(1)包含一個用于連接到平臺(2)或旋轉(zhuǎn)臺的環(huán)形裝配元件(4)，以及一些帶有夾具(22)的主楔子(6)，可隨著環(huán)形裝配元件(4)移動，且其可繞楔形裝置(1)的垂直中心軸(8)環(huán)繞，其特征在于夾具(22)置于移動或旋轉(zhuǎn)連接到主楔子(6)的一個輔助楔子(18)上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于中心軸(8)與輔助楔子(18， 38)移 動方向之間的角度(b,c)小于中心軸(8)與主楔子(6)移動方向之間的角度。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于中心軸(8)與主楔子(6)移動方向 之間的角度為0度到60度。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于中心軸(8)與主楔子(6)移動方向 之間的角度為5度到30度。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于中心軸(8)與輔助楔子(18， 38)移 動或旋轉(zhuǎn)方向之間的角度為0度到30度。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于中心軸(8)與輔助楔子(18, 38)移 動方向之間的角度為1度到10度。
7. 根據(jù)權利要求1所述一種楔形的裝置，其特征在于主楔子(6)是液壓驅(qū)動的。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于輔助楔子(18)和主楔子(6)之間由 一個彈簧(26)連接，該彈簧(6)用于將力從輔助楔子(18)傳遞給主楔子(6)。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于楔形鎖(30)用于防止輔助楔子(18) 被從其導向裝置(20)中移出。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種楔形裝置，其特征在于主楔子(6)沿固定件(12)中的主 導向裝置(14)移動，固定件(12)配有一個楔形榫頭(32)，該楔形榫頭為一個補充元件 以適合環(huán)形裝配元件(4)中的燕尾槽(34)。
全文摘要
一個用于在石油生產(chǎn)過程中夾緊管子(24)和工具的楔形裝置(1)，該楔形裝置(1)包含一個用于連接到平臺(2)或旋轉(zhuǎn)臺的環(huán)形裝配元件(4)，以及一些帶有夾具(22)的主楔子(6)，可隨著環(huán)形裝配元件(4)移動，且其可繞楔形裝置(1)的垂直中心軸(8)環(huán)繞，夾具(22)置于移動或旋轉(zhuǎn)連接到主楔子(6)的輔助楔子(18)上。
文檔編號E21B19/16GK101346528SQ200780000971
公開日2009年1月14日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權日2006年4月27日
發(fā)明者黑格-魯本·哈瑟 申請人:Ⅴ-技術有限責任公司