CN105201422A - 侧开式液压翻转吊卡 - Google Patents

Abstract

提供一种侧开式液压翻转吊卡，具有主体、活门和锁舌，活门通过活门轴与主体中孔下部一侧转动连接，锁舌通过锁舌轴与主体中孔下部另一侧(下部另一侧改为:主体左侧)转动连接，主体上设有液压阀体总成，主体上还设有液压载荷保护器和管体检测器，主体和活门围成的中孔内镶嵌有内衬套，活门上设有机械自动保护装置，液压载荷保护器和机械自动载荷保护装置共同构成吊卡的双层安全载荷保护系统，主体通过液压自动翻转机构与吊环连接，液压自动翻转机构驱动吊卡翻转到与自动猫道适配的角度。本发明使吊卡打开扣合都处于平衡状态，使吊卡能够自动配合猫道角度翻转，实现了二层台和钻台井口无人化操作，提高钻井效率，结构简单，降低生产成本，安全性能高。

Description

侧开式液压翻转吊卡

技术领域

本发明属吊卡技术领域，具体涉及一种侧开式液压翻转吊卡。

背景技术

我国石油开采中，深井、复杂井所占的比重越来越大，大斜度井和水平井的数量也与日俱增，所以相配套使用的吊卡关系到每一口井的经济效益和社会效益。现有的用于吊装井口吊卡,结构和功能上存在下述缺陷:一、老式液压吊卡笨重，价格昂贵，零件繁多，容易出现故障；且不能适配现国内新型研发的井口自动化钻机；二、吊卡不能配合自动猫道送上带有角度的管柱；三、老式吊卡在井架二层台和井口需要人工操作打开扣合辅助，才能卡住或打开管柱，实现不了井口无人化；四、吊卡载荷下无安全保护装置；五、没有实现使用多规格衬套的本体，而且没有带跟主体相同的安全液压(载荷保护机构)。上述缺陷使钻井效率低，容易引发安全事故等。因此有必要按现有井口无人自动化钻机设计制造出液压吊卡。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种侧开式液压翻转吊卡，主体采用结构中心平衡，使吊卡打开扣合都处于平衡状态；液压自动翻转机构使吊卡能够自动配合猫道角度翻转；主体吊耳可随新型顶驱钻机的大小加大吊耳中心距,实现了二层台和钻台井口无人化操作，并且吊卡上设有双层安全载荷保护系统,提高吊卡安全性，吊卡可采用不同形式的内衬套且内衬套上设有对应的安全触块,消除了机械安全事故的发生，本发明提高钻井效率，结构简单,降低生产成本，安全性能高。

本发明采用的技术方案：侧开式液压翻转吊卡，具有主体、活门和锁舌，所述活门通过活门轴与主体中孔下部一侧转动连接，所述锁舌通过锁舌轴与主体中孔下部另一侧转动连接，所述主体内一侧设有活门油缸，所述活门油缸与活门铰接并驱动活门绕活门轴转动，所述主体内另一侧设有锁舌油缸，所述锁舌油缸与锁舌铰接并驱动锁舌绕锁舌轴转动，所述主体上设有液压阀体总成，所述主体上还设有液压载荷保护器和管体检测器，所述主体和活门围成的中孔内镶嵌有内衬套，所述活门上设有机械自动保护装置，所述液压载荷保护器和机械自动载荷保护装置共同构成吊卡的双层安全载荷保护系统，所述主体通过液压自动翻转机构与吊环连接，所述液压自动翻转机构驱动吊卡翻转到与自动猫道适配的角度。

其中，所述液压载荷保护器和管体检测器均设于主体上部，所述液压载荷保护器穿过主体上与其对应的孔并使其触头伸出主体中孔内表面，所述管体检测器也穿过主体上与其对应的孔并使其触头伸出主体中孔内表面。

进一步地，所述内衬套包括主体上衬套和活门下衬套，所述内衬套上设有与液压载荷保护器触头触接的触块Ⅰ和与管体检测器触头触接的触块Ⅱ。

进一步地，所述内衬套可根据不同规格的钻杆和油管采用斜坡式内衬套和直台阶式内衬套。

进一步地，所述机械自动保护装置包括锁销、支杆和顶销，所述支杆通过支杆销与活门下部转动连接，所述顶销设于活门上部，所述支杆一端与顶销一侧触接，所述支杆另一端与锁销一端铰接，所述活门下部设有与锁舌适配的锁耳，所述锁销另一端穿入锁耳的内孔中。

进一步地，所述活门下部外表面上设有锁舌扣锁到位检测接近开关。

进一步地，所述液压自动翻转机构包括翻转壳体、翻转油缸和翻转杆，所述翻转壳体上端与吊环固定连接，所述翻转油缸上端铰接于翻转壳体内上部，所述翻转油缸下端与翻转杆铰接，所述主体一侧固定连接有挡块，所述翻转壳体下部以及翻转杆中部通过吊卡翻转芯轴与挡块连接，所述翻转杆下部通过销子与挡块上的耳孔铰接。

进一步地，所述翻转壳体下端及翻转杆上部设有角度调整块。

本发明与现有技术相比的优点：

1、设于主体上的液压载荷保护器和设于活门上的机械自动保护装置共同构成吊卡的双层安全载荷保护系统，提高吊卡安全性，降低安全事故发生率；

2、吊卡可镶嵌不同规格内衬套，适用于不同规格的钻杆和油管，并且内衬套上带有与双层安全载荷保护系统对应的安全触块,消除了机械安全事故的发生率；

3、液压自动翻转机构能够自动翻转吊卡，使吊卡能够配合自猫道送来的钻杆和油管的角度，准确无误的卡持钻杆或油管，大大提高了钻井的工作效率；

4、主体结构中心平衡，使吊卡打开和扣合都处于平衡状态；

5、本吊卡可根据钻机井口设备配套吊卡的吊耳距，最大可到1200mm，这种大开距解决了大型钻机顶驱回转头转动的灵活性，且不会与顶驱的背钳磕碰，实现了回转头360°的旋转；

6、本发明的打开、扣合和翻转均利用远程操作，实现了二层台和钻台井口无人化操作，结构简单，部件少，降低生产成本，安全性能高。

附图说明

图1为本发明的扣合状态结构示意图；

图2为图1的A-A局部剖视图；

图3为本发明中内衬套的结构示意图；

图4为本发明中斜坡内衬套结构示意图；

图5为本发明中直台阶内衬套结构示意图；

图6为图1的B-B局部剖视图；

图7为本发明中液压自动翻转机构的结构示意图；

图8为本发明中液压自动翻转机构与吊环和主体连接示意图；

图9为本发明的打开状态结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-9描述本发明的一种实施例。

侧开式液压翻转吊卡，如图1所示，具有主体1、活门2和锁舌3，所述活门2通过活门轴4与主体1中孔下部一侧转动连接，所述锁舌3通过锁舌轴5与主体1中孔下部另一侧转动连接，所述主体1内一侧设有活门油缸6，所述活门油缸6与活门2铰接并驱动活门2绕活门轴4转动，所述主体1内另一侧设有锁舌油缸7，所述锁舌油缸7与锁舌3铰接并驱动锁舌3绕锁舌轴5转动。如图2所示，所述主体1上设有液压阀体总成8，所述主体1上还设有液压载荷保护器9和管体检测器10，具体的，所述液压载荷保护器9和管体检测器10均设于主体1上部，所述液压载荷保护器9穿过主体上与其对应的孔并使其触头伸出主体1中孔内表面，所述管体检测器10也穿过主体上与其对应的孔并使其触头伸出主体1中孔内表面。所述主体1和活门2围成的中孔内镶嵌有内衬套12，具体的，如图3所示，所述内衬套12包括主体上衬套1201和活门下衬套1202，所述内衬套12中的主体上衬套1201设有与液压载荷保护器9触头触接的触块Ⅰ13和与管体检测器10触头触接的触块Ⅱ14；如图4和5所示，所述内衬套12可根据不同规格的钻杆和油管采用斜坡式内衬套和直台阶式内衬套，并且内衬套12上带有与双层安全载荷保护系统对应的安全触块,消除了机械安全事故的发生率。

所述活门2上设有机械自动保护装置，所述液压载荷保护器9和机械自动载荷保护装置共同构成吊卡的双层安全载荷保护系统，从而提高吊卡安全性，降低安全事故发生率；具体的，如图6所示，所述机械自动保护装置包括锁销15、支杆16和顶销18，所述支杆16通过支杆销17与活门2下部转动连接，所述顶销18设于活门2上部，所述支杆16一端与顶销18一侧触接，所述支杆16另一端与锁销15一端铰接，所述活门2下部设有与锁舌3适配的锁耳201，所述锁销15另一端穿入锁耳201的内孔中，所述在活门2下部外表面上设有锁舌扣锁到位检测接近开关11，检测接近开关11可检测机械自动保护装置是否安全操作到位，并及时为操作系统发出信号。所述主体1通过液压自动翻转机构与吊环21连接，所述液压自动翻转机构能够自动翻转吊卡，使吊卡能够配合自猫道送来的钻杆和油管的角度，准确无误的卡持钻杆或油管，大大提高了钻井的工作效率；具体的，如图7和8所示，所述液压自动翻转机构包括翻转壳体19、翻转油缸20和翻转杆25，所述翻转壳体19上端与吊环21固定连接，所述翻转油缸20上端铰接于翻转壳体19内上部，所述翻转油缸20下端与翻转杆25铰接，所述主体1一侧固定连接有挡块22，所述翻转壳体19下部以及翻转杆25中部通过吊卡翻转芯轴23与挡块22连接，所述翻转杆25下部通过销子24与挡块22上的耳孔铰接，所述翻转壳体19下端及翻转杆25上部设有角度调整块26，所述角度调整块26的可根据自动猫道的角度进行选择，从而保证吊卡旋转角度。

吊卡工作中，全程利用远程操作，首先系统驱动液压源，锁舌油缸7前腔进油,拉动锁舌3绕锁舌轴5向外旋转,当锁舌3转到限位处时系统压力增加,通过液压阀体总成8，使活门油缸6前腔进油,拉动活门2绕活门轴4向外旋转使其打开。起钻柱时，吊卡随大钩下到井口，吊卡卡住钻柱部位，当钻柱进入主体1中孔后，管柱压住触块Ⅱ14，触块Ⅱ14与管体检测器10触头接触，使管体检测器10得到信号并对电气系统反馈信号，即操作人员得到钻柱已放好的信号，可启动系统进行吊卡扣合。系统自动驱动液压源使活门油缸6后腔进油,使活门2扣合,当系统压力增加,经液压阀体总成8控制,使锁舌油缸7后腔进油并驱动锁舌3扣合,大钩开始提升,管柱接头下压主体上衬套1201上的触块Ⅰ13,使液压载荷保护器9得到信号，将系统液压全部切断,起到液压保护功能，避免液压系统误操作打开的危险；同时,管柱下压活门2上的活门下衬套1202,使其上的顶销18受压，顶销18驱动支杆16绕支杆销17转动，支杆16一端推动锁销15上移并穿过活门2下部锁耳201孔和锁舌3，将锁舌3锁住，完成了机械载荷保护作用。此时活门2下部的接近开关11检测到管柱已被安全卡住，发出信号到操作系统，操作人员可安全起吊。当吊卡与自动猫道需要的角度不相配时，可通过液压自动翻转机构将吊卡进行翻转，翻转油缸20驱动翻转杆25绕吊卡翻转芯销23转动，翻转杆25吊卡转动，在翻转壳体19下端及翻转杆25上部设有角度调整块26，角度调整块26可根据自动猫道的送到角度选择更换，当翻转杆25转动到需要的角度时会通过角度调整块26限位，从而使吊卡旋转到需要的角度，大钩提升钻柱顺利经过猫道。下放管柱时，吊卡下移,释放钻柱下压载荷,系统操作吊卡自动打开，吊卡时如图9所示。

本发明主体采用结构中心平衡，使吊卡打开和扣合都处于平衡状态；可根据钻机井口设备配套吊卡的吊耳距，最大可到1200mm，这种大开距的吊耳距提高了大型钻机顶驱回转头转动的灵活性，且不会与顶驱的背钳磕碰，实现了回转头360°的旋转；并实现了二层台和钻台井口无人化操作，结构简单，工作效率高，有效避免安全事故的发生，安全性能高。

本发明可与我国陆海油田上不同规格的钻修井自动化钻机配套使用，提升载荷最小达150T，最大载荷达1250T，在保证质量的前提下，降低成本，与国外同类产品相比，价格至少降低了50％，并节约人力、物力和财力，大大降低了制造成本。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (8)

1.侧开式液压翻转吊卡，具有主体(1)、活门(2)和锁舌(3)，所述活门(2)通过活门轴(4)与主体(1)中孔下部一侧转动连接，所述锁舌(3)通过锁舌轴(5)与主体(1)中孔下部另一侧转动连接，所述主体(1)内一侧设有活门油缸(6)，所述活门油缸(6)与活门(2)铰接并驱动活门(2)绕活门轴(4)转动，所述主体(1)内另一侧设有锁舌油缸(7)，所述锁舌油缸(7)与锁舌(3)铰接并驱动锁舌(3)绕锁舌轴(5)转动，其特征在于：所述主体(1)上设有液压阀体总成(8)，所述主体(1)上还设有液压载荷保护器(9)和管体检测器(10)，所述主体(1)和活门(2)围成的中孔内镶嵌有内衬套(12)，所述活门(2)上设有机械自动保护装置，所述液压载荷保护器(9)和机械自动载荷保护装置共同构成吊卡的双层安全载荷保护系统，所述主体(1)通过液压自动翻转机构与吊环(21)连接，所述液压自动翻转机构驱动吊卡翻转到与自动猫道适配的角度。

2.根据权利要求1所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述液压载荷保护器(9)和管体检测器(10)均设于主体(1)上部，所述液压载荷保护器(9)穿过主体上与其对应的孔并使其触头伸出主体(1)中孔内表面，所述管体检测器(10)也穿过主体上与其对应的孔并使其触头伸出主体(1)中孔内表面。

3.根据权利要求2所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述内衬套(12)包括主体上衬套(1201)和活门下衬套(1202)，所述内衬套(12)上设有与液压载荷保护器(9)触头触接的触块Ⅰ(13)和与管体检测器(10)触头触接的触块Ⅱ(14)。

4.根据权利要求1或2或3所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述内衬套(12)可根据不同规格的钻杆和油管采用斜坡式内衬套和直台阶式内衬套。

5.根据权利要求4所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述机械自动保护装置包括锁销(15)、支杆(16)和顶销(18)，所述支杆(16)通过支杆销(17)与活门(2)下部转动连接，所述顶销(18)设于活门(2)上部，所述支杆(16)一端与顶销(18)一侧触接，所述支杆(16)另一端与锁销(15)一端铰接，所述活门(2)下部设有与锁舌(3)适配的锁耳(201)，所述锁销(15)另一端穿入锁耳(201)的内孔中。

6.根据权利要求5所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述活门(2)下部外表面上设有锁舌扣锁到位检测接近开关(11)。

7.根据权利要求6所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述液压自动翻转机构包括翻转壳体(19)、翻转油缸(20)和翻转杆(25)，所述翻转壳体(19)上端与吊环(21)固定连接，所述翻转油缸(20)上端铰接于翻转壳体(19)内上部，所述翻转油缸(20)下端与翻转杆(25)铰接，所述主体(1)一侧固定连接有挡块(22)，所述翻转壳体(19)下部以及翻转杆(25)中部通过吊卡翻转芯轴(23)与挡块(22)连接，所述翻转杆(25)下部通过销子(24)与挡块(22)上的耳孔铰接。

8.根据权利要求7所述的侧开式液压翻转吊卡，其特征在于：所述翻转壳体(19)下端及翻转杆(25)上部设有角度调整块(26)。