CN104358530A - 一种立式油管防顶卡瓦 - Google Patents

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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
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Abstract

一种立式油管防顶卡瓦，主要用于石油井下带压起出油管作业时防止油管上窜的油管卡紧工具，由立式卡瓦座(1)、卡瓦体(2)、液缸(3)、支撑盘(4)、连杆片(5)、上销轴(6)、下销轴(7)、拉簧(8)等组成。本发明为整体式吊装结构固定连接在不压井作业设备上，动力端操作由司钻一人完成，锲形的卡瓦体上安装有不同尺寸的卡瓦牙可以有效卡住油管并越卡越紧，能预防管柱被地层压力顶出，且居中力大，垂直卡紧或松开管柱的力量大，工作可靠，能保证起、下管柱作业人身安全和设备安全，保证施工作业顺利进行。

Description

一种立式油管防顶卡瓦
技术领域
本发明涉及一种油管垂直卡紧工具，是一种立式油管防顶卡瓦，特别是一种远程液压操作的依靠固定式卡瓦座和垂直作用液缸驱动的用于石油带压作业时防止油管上窜的立式油管防顶卡瓦。
背景技术
石油修井作业时需要将井内油管一根根取出，地层压力很大，当井内剩余管柱的重量小于地层压力时，油管柱会在地层压力的推动下自动上升，给起出油管作业带来很多困难和危险。以往绝大多数修井作业采用的办法是在修井前先释放地层压力，然后再进行起出油管作业，但是释放地层压力会给产液地层带来很大损害，影响油井的产液量。在油田修井起下油管作业时，一般还会采用承重卡瓦卡紧油管并悬持油管重量。但这种承重卡瓦只能防止油管下落，当带压起油管作业时油管可能具有向上运动趋势时，现有的承重卡瓦无法使用。
针对以上问题，中国专利：自紧式防顶卡瓦(CN200520000276.6)采用一种特殊设计的由上小下大锥形孔的壳体、卡瓦牙、液缸、传递杆和拨杆等结构。利用杠杆原理由两个液缸拨动卡瓦牙开合卡紧或释放油管，通过卡瓦牙与锥形孔的配合，使上顶的油管越卡越紧，能预防管柱被地层压力顶出，提高了起管柱作业的人身和设备安全。但是，这种依靠杠杆原理作用的卡瓦牙松开力量较小，操作松开油管时无法自动打开，需要配合先把承重卡瓦打开，反复松动液缸后再用承重卡瓦卡紧油管，操作工序特别复杂，容易发生误操作，存在较大安全隐患。又如中国专利：防顶卡瓦CN201420041436公开了一种防顶卡瓦，包括壳体、连接体、抬杆和手杠杆组成，优化后，该抬杆联动有一气缸。同样是利用杠杆原理撬动内置于壳体中的连接体上下运动，通过连接体上的卡瓦牙卡紧或松开油管，自动化程度低，且居中力小，松开油管力量不够大，而且以上两项专利由于采用的是杠杆原理，造成防顶卡瓦的体积庞大，安装、维护很不方便。另有中国专利：闸板式双向自紧密封卡瓦(CN201320238790.8)采用液压缸和液压控制系统驱动卡瓦牙双向卡紧或松开油管，主要为油田油水井不压井作业设备配套，该卡瓦同时具有承重卡瓦和防顶卡瓦的功效，但由于体积紧凑空间尺寸限制使得卡紧力有限，不能适用于重载防顶或承重功能，卡瓦松开油管时内部空间受限无法通过专用工具，且更换卡瓦牙时需要拆卸部件，维修操作比较麻烦，无法满足大部分修井作业起油管防顶和通过专用工具的需要。
发明内容
本发明专利涉及油田开发领域，是一种液压控制的防止油管上窜的立式油管卡紧工具，特别是一种油田带压井下作业情况下，起下油、水井内油管时，防止井下地层压力顶出管柱的专用工具。由卡瓦座、卡瓦体、液缸、连杆片、拉簧等组成。卡瓦体在液缸直接垂直作用下沿卡瓦座内锥面向上运动，自动卡紧油管。本发明专利是为在井下带压情况下，起下油、水井油管专门设计的，具有卡紧油管并防止管柱被顶出的功能，同时能够保证松开油管时具有足够大的张开力，卡瓦体能够充分向四周张开并让出通道，方便油管及专用工具的起下作业。
本发明专利的目的是实现一种具有整体结构的卡瓦座和垂直上下运动液缸施压的立式油管防顶卡瓦，能够充分利用三个液缸的推动力，上下垂直作用直接推动三个圆锥形卡瓦体卡紧或松开油管，对油管的居中力大，且张开力度大，张开空间大，能使得大多专用工具从卡瓦中间通过，操作更加容易，在具体实施例中松开油管时无需先打开承重卡瓦，而是直接操作远程控制液压阀打开或松开油管，操作简单，安全可靠，保证起管柱作业的人身安全和设备安全，保证施工作业顺利进行的同时大大提高了带压作业起油管的工作效率。
本发明主要由立式卡瓦座(1)、卡瓦体(2)、液缸(3)、支撑盘(4)、连杆片(5)、上销轴(6)、下销轴(7)、拉簧(8)等组成。其特征在于：立式卡瓦座(1)为圆盘式整体结构固定在不压井作业设备上横梁上，卡瓦体(2)与卡瓦座(1)通过尺寸相同的圆弧锥面接触并可相对上下滑动，圆锥面为下大上小结构，锲形的卡瓦体上安装有不同尺寸的卡瓦牙，向上运动时对管柱越卡越紧，液缸(3)固定在卡瓦座(1)上并通过液压开关阀远程控制上下运动，液缸(3)的活塞杆固定在支撑盘(4)上，下销轴(7)连在卡瓦体(2)上并通过连杆片(5)与固定在支撑盘(4)上的上销轴连接，拉簧(8)固定在支撑盘(4)和下销轴(7)上。
本发明的有益效果在于：一种立式油管防顶卡瓦不仅可以与承重卡瓦配套使用防止油管上窜，而且可以给石油管柱施加可靠的液压卡紧力，保证卡紧或松开石油管柱时动作更加平稳，卡紧管柱时能预防管柱被地层压力顶出，且居中力大，垂直卡紧或松开管柱是液压作用力大，松开管柱时卡瓦体能向四周充分张开，保证大多是井下专用工具顺利通过，该立式油管防顶卡瓦工作可靠，操作方便，能保证起、下管柱作业人身安全和设备安全。
附图说明
附图1是本发明专利剖面示意图，表达了立式油管防顶卡瓦松开管柱时的整体结构。
具体实施方式
下面接合附图对本发明做进一步详细的说明。
一种立式油管防顶卡瓦，主要是用于石油井下带压起出油管作业时防止油管上窜的一种油管液压卡紧工具，由立式卡瓦座(1)、卡瓦体(2)、液缸(3)、支撑盘(4)、连杆片(5)、上销轴(6)、下销轴(7)、拉簧(8)等组成。卡瓦座(1)为圆盘式整体结构，卡瓦体(2)与卡瓦座(1)通过尺寸相同的圆弧锥面接触并可相对上下滑动，圆锥面下大上小，液缸(3)固定在卡瓦座(1)上并通过液压开关阀远程控制上下运动，液缸(3)的活塞杆固定在支撑盘(4)上，下销轴(7)连在卡瓦体(2)上并通过连杆片(5)与固定在支撑盘(4)上的上销轴连接，拉簧(8)固定在支撑盘(4)和下销轴(7)上。本发明专利为整体式吊装结构，立式卡瓦座的顶端固定连接在不压井作业设备上横梁上，液压动力端操作由司钻一人独立完成，可以远程控制防顶卡瓦松开或卡紧油管。三片锲形的卡瓦体上安装有不同油管尺寸的卡瓦牙可以有效卡住油管并越卡越紧，该防顶卡瓦能有效预防管柱被地层压力顶出，且居中力大，垂直卡紧或松开管柱的力量大，松开管柱时卡瓦体能向四周充分张开，保证大多是井下专用工具顺利通过，该卡瓦工作可靠，能保证起、下管柱作业人身安全和设备安全，保证施工作业顺利进行。

Claims (5)

1.一种立式油管防顶卡瓦，主要用于石油井下带压起出油管作业时防止油管上窜并有效卡紧油管，由立式卡瓦座(1)、卡瓦体(2)、液缸(3)、支撑盘(4)、连杆片(5)、上销轴(6)、下销轴(7)、卡瓦牙(8)、拉簧(9)组成；卡瓦座(1)为圆盘式整体结构并有内锥孔，卡瓦体(2)上安装卡瓦牙(8),且卡瓦体(2)与卡瓦座(1)通过尺寸相同的圆弧锥面接触，并可相对上下滑动，液缸(3)固定在卡瓦座(1)上并通过液压开关阀远程控制，液缸(3)的活塞杆固定在支撑盘(4)上，下销轴(7)连在卡瓦体(2)上并通过连杆片(5)与固定在支撑盘(4)上的上销轴连接，拉簧(9)固定在支撑盘(4)和下销轴(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种立式油管防顶卡瓦，其特征在于：立式卡瓦座(1)为圆盘式整体结构，并固定连接在不压井作业设备上，液缸(3)固定在卡瓦座(1)上并且垂直上下作用，三个液缸同时加压保证卡紧油管时具有足够大的居中力和松开油管时有足够大的退出力度。
3.根据权利要求1所述的一种立式油管防顶卡瓦，其特征在于：卡瓦体(2)外锥面与卡瓦座(1)内锥面上设有阶梯式台阶，保证卡瓦体松开后让出足够大通道供油管顺利通过。
4.根据权利要求1所述的一种立式油管防顶卡瓦，其特征在于：固定在卡瓦座上的液缸(3)及液路管线装有特殊的铁板保护装置。
5.根据权利要求1所述的一种立式油管防顶卡瓦，其特征在于：支撑盘(4)和连接卡瓦体(2)的下销轴(7)之间专门设有拉簧(9)。
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