CN102900389B - 自锁式液压钻具卡座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锁式液压钻具卡座，包括液压油缸，液压油缸的活塞杆与锁紧总成中的过渡连杆一端固定连接，过渡连杆的中部沿轴向开有长孔，该长孔中穿有螺母销轴，螺母销轴固定在两个拉板的转动轴心端，拉板的外转动端分别通过一个销子与一耳板铰接，每个耳板与一卡瓦固定连接，每个卡瓦的直径方向两侧分别固定连接有J形钩和连接板，每个连接板的尾端与定位螺母铰接；锁紧总成的结构是，包括过渡连杆与导向心轴、L形销依次连接，导向心轴的两端分别固定设置有一压块，导向心轴上套装有导向滑套，两个压块之间设置有弹簧。本发明的装置，功能可靠、操作简单，能够精确定位与安全自锁。

Description

自锁式液压钻具卡座

技术领域

本发明属于海洋钻探设备技术领域，涉及一种自锁式液压钻具卡座。

背景技术

随着勘探开发技术的不断深入，许多重要的海底资源是埋藏在沉积物之下，如深水油气、天然气水合物等。从海洋地质角度上说，在蓝色海水之下，仅有洋中脊和部分海山露出了硬岩层，而90%以上的海底是被松软沉积物所覆盖，而钻探取芯是海洋工程地质调查的重要手段之一。目前，国内外应用的沉积物海底钻机都是在海底表层取样，一次下入海底且只能单筒取芯，取样长度很浅，不能满足深层沉积物的连续多段钻探取芯作业，其在功能和结构上也完全不能适应海底深层沉积物的钻探取芯。

钻具卡座是整个沉积物钻探取芯专用海底钻机的关键设备之一，是保障海洋地质取样系统正常工作的重要设备之一，通常安装在海底钻机底座上，在连续钻探取芯作业时，用以配合钻具的换取、续接、拆卸等作业动作，从而支撑和定位井眼中的钻具串。现有的装置由于结构不太合理，使得操作比较复杂，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种自锁式液压钻具卡座，解决了现有技术中的结构不太合理，操作比较复杂，工作效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种自锁式液压钻具卡座，包括液压油缸，液压油缸的活塞杆与锁紧总成中的过渡连杆一端固定连接，过渡连杆的中部沿轴向开有长孔，该长孔中穿有螺母销轴，螺母销轴固定在拉板Ⅰ和拉板Ⅱ的转动轴心端，拉板Ⅰ和拉板Ⅱ的外转动端分别通过一个销子与一个耳板铰接，每个耳板与一个卡瓦固定连接，每个卡瓦的直径方向两侧分别固定连接有J形钩和连接板，两个连接板的尾端同时与定位螺母铰接；

所述的锁紧总成的结构是，包括过渡连杆，过渡连杆另一端与导向心轴固定连接，导向心轴的另一端与L形销连接，导向心轴的两端分别固定设置有压块Ⅰ和压块Ⅱ，压块Ⅰ和压块Ⅱ之间的导向心轴上套装有导向滑套，压块Ⅰ和压块Ⅱ之间设置有弹簧。

本发明的有益效果是：采用单液缸驱动方式，安装在海洋沉积物钻探取芯专用海底钻机上，当连续钻探取芯作业时，用于在换取、续接、拆卸钻具过程中，以支撑和定位井眼中的钻具串，结构紧凑、功能可靠、操作简单、质量轻且能实现海底钻具精确定位与安全自锁。

附图说明

图1为本发明自锁式液压钻具卡座的（解锁状态）结构示意图；

图2为本发明装置中的锁紧总成结构示意图；

图3为本发明自锁式液压钻具卡座的（锁紧状态）结构示意图。

图中，1.液压油缸、2.螺母销轴、3.锁紧总成、4.拉板Ⅰ、5.J形钩、6.耳板、7.卡瓦、8.连接板、9.定位螺母、10.销子、11.拉板Ⅱ、12.过渡连杆、13.压块Ⅰ、14.导向心轴、15.导向滑套、16.弹簧、17.螺母、18.压块Ⅱ、19.L形销。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明的自锁式液压钻具卡座的结构是，包括液压油缸1，液压油缸1的活塞杆与锁紧总成3中的过渡连杆12一端固定连接，过渡连杆12的中部沿轴向开有长孔，该长孔中穿有螺母销轴2，螺母销轴2固定在拉板Ⅰ4和拉板Ⅱ11的转动轴心端，拉板Ⅰ4和拉板Ⅱ11的外转动端分别通过一个销子10与耳板6铰接，每个耳板6与一个卡瓦7固定连接，每个卡瓦7的直径方向两侧分别固定连接有J形钩5和连接板8，每个连接板8的尾端与定位螺母9铰接；

所述的锁紧总成3的结构是，包括过渡连杆12，过渡连杆12另一端与导向心轴14固定连接，导向心轴14的另一端与L形销19连接，导向心轴14的两端分别固定设置有压块Ⅰ13和压块Ⅱ18，压块Ⅰ13和压块Ⅱ18之间的导向心轴14上套装有导向滑套15，压块Ⅰ13和压块Ⅱ18分别设置有横向贯通的螺栓，每个螺栓两端分别安装有一螺母17，压块Ⅰ13和压块Ⅱ18的螺栓之间设置有弹簧16。

液压油缸1的底端的连接端部为法兰连接，或设为耳环或耳轴连接。

本发明装置为对称布置结构，其中的拉板Ⅰ4、拉板Ⅱ11为对称结构，其中的J形钩5、耳板6、卡瓦7、连接板8组成卡座总成，其中的J形钩5分别与卡瓦7错位焊接，卡座总成共两套，每套可以制作为一体部件，也可通过焊接或螺栓固定连接而成；弹簧16设置有两个，或设为1个，也可以安装在导向滑套15内。

本发明装置的组装过程是，首先组装锁紧总成3，将L形销19插入导向滑套15端部进行组焊，再将过渡连杆12、压块Ⅰ13、导向心轴14依次安装紧固为一体，将其整体插入组焊完的导向滑套15的另一端，再将压块Ⅱ18套入其上的外圆柱台阶柱面上，随之将两个弹簧16分别挂到压块Ⅰ13、压块Ⅱ18的螺栓端部位置，并通过螺母17固定到位，则锁紧总成3组装完成。接下来组装卡座总成，即分别将J形钩5、耳板6、卡瓦7、连接板8按照图1关系组焊为一体。随后，将上述组装完成的两个卡座总成组件，分别用定位螺母9和销子10按照图1位置连接可靠，则该部分装配完成。

在组装配套到海底钻机上时，先将液压油缸1的活塞杆完全伸出，此时将液压油缸1的底部法兰与海底钻机底座通过螺母固定到位；再将对称布置的两个卡瓦总成的连接板8通过定位螺母9连接固定，定位螺母9垂直焊接在海底钻机底座上，则该发明装置配套组装完成。

本发明装置的工作过程为：

1）液压油缸1的有杆腔进油时，活塞杆缓慢缩回，牵引过渡连杆12带动拉板Ⅰ4和拉板Ⅱ11（图1中向左移动），来拖动对称布置的两个卡座总成围绕定位螺母9向井口中心滑移。与此同时，在卡座总成滑移过程中，锁紧总成上的L形销19也在同步向左移动，当卡座总成继续向井口中心滑移时，其上的两个J形钩5与L形销19相接触，此刻卡座总成继续滑移，则两个J形钩5分别从两侧挤压L形销19，从而带动导向滑套15沿着导向心轴14滑动，弹簧16被逐渐拉伸，当卡座总成继续滑移到位后，锁紧总成上的L形销19在弹簧16的拉伸作用下恰好卡在两个卡座总成上的J形钩5的钩槽内，以实现卡座自锁，两个卡座总成完全闭合，参照图3。此刻过渡连杆12的长孔的右端与螺母销轴2接触。

2）液压油缸1的无杆腔进油时，活塞杆缓慢伸出，推动过渡连杆12运动（图3中向右移动），此刻由于过渡连杆12设有长孔，过渡连杆12的长孔左端与螺母销轴2接触时，则L形销19完全脱开J形钩5，活塞杆继续伸出，卡座总成才开始滑移远离井口中心。当液压油缸1活塞杆完全伸出后，两个卡座总成完全张开，参照图1。

Claims (4)

1.一种自锁式液压钻具卡座，其特征在于：包括液压油缸(1)，液压油缸(1)的活塞杆与锁紧总成(3)中的过渡连杆(12)一端固定连接，过渡连杆(12)的中部沿轴向开有长孔，该长孔中穿有螺母销轴(2)，螺母销轴(2)固定在拉板Ⅰ(4)和拉板Ⅱ(11)的转动轴心端，拉板Ⅰ(4)和拉板Ⅱ(11)的外转动端分别通过一个销子(10)与一个耳板(6)铰接，每个耳板(6)与一个卡瓦(7)固定连接，每个卡瓦(7)的直径方向两侧分别固定连接有J形钩(5)和连接板(8)，两个连接板(8)的尾端同时与定位螺母(9)铰接； 

所述的锁紧总成(3)的结构是，包括过渡连杆(12)，过渡连杆(12)另一端与导向心轴(14)固定连接，导向心轴(14)的另一端与L形销(19)连接，导向心轴(14)的两端分别固定设置有压块Ⅰ(13)和压块Ⅱ(18)，压块Ⅰ(13)和压块Ⅱ(18)之间的导向心轴(14)上套装有导向滑套(15)，压块Ⅰ(13)和压块Ⅱ(18)之间设置有弹簧(16)。 

2.根据权利要求1所述的自锁式液压钻具卡座，其特征在于：所述的拉板Ⅰ(4)与拉板Ⅱ(11)为对称结构。 

3.根据权利要求1所述的自锁式液压钻具卡座，其特征在于：所述的压块Ⅰ(13)和压块Ⅱ(18)分别设置有横向贯通的螺栓，每个螺栓两端分别安装有一螺母(17)，压块Ⅰ(13)和压块Ⅱ(18)的螺栓之间设置有弹簧(16)。

4.根据权利要求1所述的自锁式液压钻具卡座，其特征在于：所述的J形钩(5)、耳板(6)、卡瓦(7)、连接板(8)组成卡座总成，其中的J形钩(5)分别与卡瓦(7)错位焊接， 

卡座总成共两套，每套卡座总成制作为一体部件，或通过焊接或螺栓固定连接。