CN103711442A - 一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置，由两个游动卡瓦机构组成，第一卡瓦装在第一上横梁上，第一上横梁和两个第一卡瓦升降液缸的活塞杆连接构成一个小门型框架起降机构，第一卡瓦两个升降液缸底座，固定悬挂在一个空间大门型框架的上端横梁上；空间大门型框架固定在平台底座上；第二卡瓦、第二上横梁、两个第二卡瓦升降液缸、大门型框架下端横梁，组成第二个游动卡瓦机构，第二卡瓦装在第二上横梁上，第二上横梁和两个第二卡瓦升降液缸的活塞杆连接构成另一个小门型框架起降机构；两个第二卡瓦升降液缸底座固定在大门型框架的底端横梁上,横梁固定在防喷串的短接上，管柱穿过第一卡瓦的卡瓦体内孔和第二卡瓦的卡瓦体内孔，插入防喷串内。本发明克服了现有单个游动卡瓦机构举升液缸空行程带来的管柱运动中间歇停顿的问题。

Description

一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置

技术领域

本发明公开一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置，涉及油田油井、气井、注水井以及煤层气的钻井、修井、带压作业施工或其他作业施工中，把管柱从井中起出或者下入的装置，属于石油矿场机械装备技术领域。

背景技术

在采油技术领域，现有的带压作业装置，均采用一个固定卡瓦和一个游动卡瓦组合的结构，两个卡瓦交替夹持管柱，游动卡瓦上下往复运动，实现起出或者下入管柱的功能.在起出管柱时，游动卡瓦的上行程为工作行程，下行程为空行程。下入管柱时下行程为工作行程，上行程为空行程，工作效率不足50%。在实用新型专利“用于油田矿井管柱连续起下的双游动卡瓦装置”，专利号：ZL 2012 2 05 1 6822.1的专利中，公开“双游动卡瓦装置”有三种结构型式，这里申报的是不同于这三种结构形式的另外一种结构型式，是用于解决单个游动卡瓦机构举升液缸空行程带来的管柱运动中间歇停顿的问题。

发明内容：

本发明公开一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置，克服了现有单个游动卡瓦机构举升液缸空行程带来的管柱运动中间歇停顿的问题。

本发明提供的一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置，技术解决方案如下：

由两个游动卡瓦机构组成，第一卡瓦第一上横梁、两个第一卡瓦升降液缸，大门型框架上横梁，组成第一个游动卡瓦机构，第一卡瓦装在第一上横梁上，第一上横梁和两个第一卡瓦升降液缸的活塞杆连接构成一个小门型框架起降机构，第一卡瓦两个升降液缸底座，固定悬挂在一个空间大门型框架的上端横梁上；空间大门型框架固定在平台底座上，并与防喷串短接用螺栓固定连接,以保证其对中性和稳定性；第二卡瓦、第二上横梁、两个第二卡瓦升降液缸、大门型框架下端横梁，组成第二个游动卡瓦机构，第二卡瓦装在第二上横梁上，第二上横梁和两个第二卡瓦升降液缸的活塞杆连接构成另一个小门型框架起降机构；两个第二卡瓦升降液缸底座固定在大门型框架的底端横梁上,横梁固定在防喷串的短接上，管柱穿过第一卡瓦的卡瓦体内孔和第二卡瓦的卡瓦体内孔，插入防喷串内，其中，第一卡瓦和第二卡瓦的卡瓦体内孔为内圆柱、内圆锥、内棱柱、内棱锥的几何形状，并且在一侧开口，开口大于起下管柱的外直径。

本发明工作时，由两个游动卡瓦机构和大门型框架组成的双游动卡瓦装置，通过底端横梁固定在防喷串的短接上，并且通过螺栓，固定在平台底座上。在石油矿井管柱的起下过程中，两个第一卡瓦升降液缸和两个第二卡瓦升降液缸的上、下腔同类型油口并联。在起出管柱时，两组液缸活塞杆相向运动时，第二卡瓦夹持和举升管柱，第一卡瓦不夹持管柱空行程下降复位待命，接着两组液缸活塞杆相背运动，第一卡瓦夹持管柱后，第二卡瓦松开管柱，之后第一卡瓦接着上提起出管柱，第二卡瓦空行程下降复位待命。这样周而复始的循环，实现连续起出管柱的施工作业。下入管柱时，功能和运动形态同起出管柱时相反。在卡瓦升降液缸的每一冲程中，虽然总有一组卡瓦液缸处于空行程复位状态，但管柱确始终在被夹持着起出或者下入，实现了管柱在一组升降液缸空行程时却可以在另一组升降液缸工作行程带动下实现无间歇停顿的连续起下作业。

无论是第一个还是第二个卡瓦机构，卡瓦升降液缸的活塞杆行程、液缸安装距、缸筒和活塞的直径，以及它们的力学性能方面等都相同或者相等。

发明的积极效果在于：

由于采用了双游动卡瓦机构，克服了常规单个游动卡瓦装置而产生的空行程问题，消除了起下管柱时卡瓦升降液缸空行程时，管柱上提或下入运动中的停止和等待的时间。如果忽略两个卡瓦机构松开和夹持动作的暂短交替时间，可以认为在作业施工中，无论是从井中起出管柱，还是往井中下入管柱，管柱的升降运动都是连续的，与一个游动卡瓦和一个固定卡瓦的这种组合机构相比，提高作业效率近1倍，两个游动卡瓦组合中，一个游动卡瓦松开管柱处于空行程复位时，另一个游动卡瓦处于夹持管柱或升或降的工作行程，有效地解决了一个游动卡瓦与一个固定卡瓦组合中的游动卡瓦空行程复位时占用的无功损耗时间的问题，所以在双游动卡瓦组合中，对于管柱来说，消除了空行程等待、待命的时间，管柱始终处于连续的升、降状态，效率提高近1倍。

附图说明

图1为本发明结构原理图；

图中，1大门型框架，2第一卡瓦升降液缸（2个），3第一上横梁，4第一卡瓦，5油管柱，6第二上横梁，7第二卡瓦，8安全卡瓦，9第二卡瓦升降液缸（2个），10防喷器串升高短接，11大门型框架上端横梁，12大门型框架底端横梁，13第一中横梁，14第二中横梁。

具体实施方式

根据图1所示，本发明结构如下：第一卡瓦4，第一上横梁3、第一卡瓦升降液缸2（2个），第一中横梁13、大门形框架上端横梁11组成上游动卡瓦机构，第一卡瓦1装在第一上横梁3上，第一上横梁3和第一卡瓦升降液缸2（2个）的活塞杆固定连接构成一个小门形框架，第一卡瓦升降缸2（2个）的底座固定在大门型框架1的上端横梁11上，中间用第一中横梁13加固。

第二卡瓦7、第二上横梁6、第二中横梁14、大门型框架底端横梁，12第二卡瓦升降液缸9（2个）组成下部游动卡瓦机构，第二卡瓦7装在第二上横梁6上，第二上横梁6和第二卡瓦升降液缸9（2个）的活塞杆固定连接构成一个小门型框架，第二卡瓦升降液缸9（2个）的底座固定在大门型框架1的底端横梁12上，中间用第二中横梁14加固。

上、下两个游动卡瓦机构通过大门型框架1组成一个双游动卡瓦装置，通过大门型框架1底端横梁固定在防喷器串升高短接10上。第一卡瓦4与第二卡瓦7之间的最大距离，大于两组卡瓦升降液缸行程之和，这4个液缸的尺寸，结构形式，力学性能都完全一样。

大门型框架上端横梁11，第一中横梁13，第一卡瓦4，第二卡瓦7同一侧做成开口形式，便于管柱从装置上取出或放入。

实施上述装置工作的运动状态如下：

（1）起出管柱作业：

作业开始，第二卡瓦夹持管柱，第一卡瓦松开管柱，各自的卡瓦升降液缸活塞杆处于收回的极限位置。操控卡瓦升降液缸换向阀，液缸活塞杆伸出，两卡瓦相向运动到达各自的上死点，运动停止。第一卡瓦夹持管柱，第二卡瓦松开管柱。操纵换向阀、两卡瓦相背运动，到达各自的下死点停止。两组卡瓦升降液缸各自完成一个冲程，管柱在两个卡瓦的交替夹持下，起出了两个行程的长度。如此循环往复，实现了连续起出油管。

（2）下入管柱作业：

作业开始时，第一卡瓦夹持管柱，第二卡瓦松开管柱，各自的卡瓦升降液缸活塞杆处于收回的极限位置，操纵卡瓦升降液缸换向阀、液缸活塞杆伸出，两卡瓦相向运动，到达各自的上死点后，运动停止。第二卡瓦夹紧管柱，第一卡瓦松开管柱，操纵控向阀，两组卡瓦升降液缸活塞杆相背运动，到达各自的下死点位置停止。此时，两组卡瓦升降液缸各自完成一个冲程，管柱在两个卡瓦的交替夹持下，下入了两个行程长度。如此循环往复，实现了向井内连续下入管柱。

Claims (1)

1.一种两个卡瓦机构上下对称排列的双游动卡瓦装置，其特征在于：

由两个游动卡瓦机构组成，第一卡瓦第一上横梁、两个第一卡瓦升降液缸，大门型框架上横梁，组成第一个游动卡瓦机构，第一卡瓦装在第一上横梁上，第一上横梁和两个第一卡瓦升降液缸的活塞杆连接构成一个小门型框架起降机构，第一卡瓦两个升降液缸底座，固定悬挂在一个空间大门型框架的上端横梁上；空间大门型框架固定在平台底座上，并与防喷串短接用螺栓固定连接,以保证其对中性和稳定性；第二卡瓦、第二上横梁、两个第二卡瓦升降液缸、大门型框架下端横梁，组成第二个游动卡瓦机构，第二卡瓦装在第二上横梁上，第二上横梁和两个第二卡瓦升降液缸的活塞杆连接构成另一个小门型框架起降机构；两个第二卡瓦升降液缸底座固定在大门型框架的底端横梁上,横梁固定在防喷串的短接上，管柱穿过第一卡瓦的卡瓦体内孔和第二卡瓦的卡瓦体内孔，插入防喷串内，其中，第一卡瓦和第二卡瓦的卡瓦体内孔为内圆柱或内圆锥、内棱柱、内棱锥的几何形状，并且在一侧开口，开口大于起下管柱的外直径。

Images