CN105201428A - 一种自动化钻杆对扣器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化钻杆对扣器，包括支架、对中块、连杆、动力源，对中块为弧形环结构，对中块内设置一弧形槽，弧形槽中设置有动力板，动力板上设置有凸轴，动力板一端连接连杆，连杆另一端连接动力源的动力输出轴；对中块沿圆弧半径方向设置有滑道，滑道中设置有滑板，滑板上设置有长圆孔，动力板上的凸轴与滑板上的长圆孔配合；对中块包括两弧形环主体，弧形环主体一端设有铰接孔，另一端设有台阶，台阶面位置还设有动力板锁止机构；动力源固定在支架上。本发明可以通过一次操作完成，在动力头下钻杆的过程中自动实现钻杆对扣，提高了接杆效率，减少了司钻的工作强度并改善了工作环境。

Description

一种自动化钻杆对扣器
技术领域
本发明属于石油、天然气井口钻机自动化设备领域，具体涉及一种自动化钻杆对扣器。
背景技术
现有的采用吊卡提钻杆的钻机中，均设置有人工钻台面，工作时需要人将钻杆推放至井口钻杆母头上实现对扣。而无人钻台面需要动力头与钻杆丝扣对接好后直接提钻杆，并由动力头完成对扣、接扣，这种情况下尚没有专门的对扣机构，由于钻杆变形、动力头位置不到位等原因经常造成两钻杆接扣不对正的情况，此时只能调整动力头来实现对接，由于动力头远离钻台面调整并不容易，有时需要司钻去手扶接扣，造成接杆效率低，司钻工作量较大、危险性高等问题。
针对以上问题，有必要提供一种可自动实现钻杆对扣的对扣器，以提高接杆效率。
发明内容
本发明为了解决的不足，提供一种自动化钻杆对扣器，该对扣器可以通过一次操作完成，在动力头下钻杆的过程中直接完成对扣。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种自动化钻杆对扣器，包括支架、对中块、连杆、动力源，支架为一焊接件，结构可根据对扣器的外形结构灵活设计，其主要功能为固定、连接其他部件；对中块为主要对扣部件，为弧形环结构，对中块内设置一弧形槽，弧形槽中设置有动力板，动力板上设置有凸轴，动力板一端连接连杆，连杆另一端连接动力源的动力输出轴；对中块沿圆弧半径方向设置有滑道，滑道中设置有滑板，滑板上设置有长圆孔，动力板上的凸轴与滑板上的长圆孔配合；对中块包括对应的两弧形环主体，弧形环主体一端设有铰接孔，另一端设有台阶，两弧形环主体外形对应可通过铰接孔与台阶相互咬合，台阶面位置还设有动力板锁止机构；动力源固定在支架上。
作为优化，所述的一种自动化钻杆对扣器还包括锁死机构、开锁机构，锁死机构包括A型板、端部弹簧，A型板铰接在支架底面上，弹簧设置在A型板顶部，A型板底部设置有凸台，支架在与凸台对应的位置设置有开口，开口位于咬合后的弧形环主体的边沿；开锁机构包括L型板，L型板铰接在支架上，L型板与支架铰接位置设置有扭簧，连杆侧面设置有L型板对应的连杆凸块，L型板设置在A型板铰接位置右侧的正上方。连杆运动推动连杆凸块将L型板运动，L型板运动下压A型板可实现弧形环主体的解锁。
作为优化，所述的对中块弧形环的圆心角小于等于180度。
作为优化，所述的对中块中滑板设置的数量至少为一块。
作为优化，所述的动力板锁止机构包括销轴、弹簧，销轴分粗细两段，弧形环主体上设置有安装孔b，弹簧设置在安装孔b中，销轴大轴径侧的端面与弹簧贴合，弧形环主体在销轴小轴径的端面位置设置有对应的开口。
作为优化，所述的弧形环主体台阶的最末端设置一斜面。弧形环主体咬合过程中，斜面将动力板锁止机构的销轴下压，使销轴大轴径部分完全进入弧形环主体上的安装孔b中。
作为优化，所述的动力源为液压油缸、气缸、电缸中的任意一种。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明可以通过一次操作完成，在动力头下钻杆的过程中自动实现钻杆对扣，提高了接杆效率，减少了司钻的工作强度并改善了工作环境。
附图说明
图1为本发明总体结构图。
图2、图3为本发明去除支架顶板的总体结构图。
图4为对中块俯视图。
图5为图4沿B-B方向的剖视图。
图6为对中块剖开弧形环主体的内部结构仰视图。
图7为对中块总体结构图。
图8为本发明去除支架的总体结构图。
图9为本发明去除支架的正视图。
图10为图9D区域的局部放大图。
图11为图3A区域的局部放大图。
图12为本发明去除支架的俯视图。
图13为本发明使用状态视图。
其中，1支架、2对中块、2-1动力板、2-2滑板、2-3弧形环主体、2-4动力板锁止机构、3连杆、3-1连杆凸块、4锁死机构、4-1A型板、4-2端部弹簧、5开锁机构、6动力源。
具体实施方式
如图1、图2所示实施例中，一种自动化钻杆对扣器，包括支架1、对中块2、连杆3、动力源6，支架1为一焊接件，结构可根据对扣器的外形结构灵活设计，其主要功能为固定、连接其他部件。对中块2为主要对扣部件，如图4至图6所示，对中块2为弧形环结构，对中块2内设置一弧形槽，弧形槽中设置有动力板2-1，动力板2-1上设置有凸轴，动力板2-1一端连接连杆3，连杆3另一端连接动力源6的动力输出轴；对中块2沿圆弧半径方向设置有滑道，滑道中设置有滑板2-2，滑板2-2上设置有长圆孔，动力板2-1上的凸轴与滑板2-2上的长圆孔配合；对中块2包括对应的两弧形环主体2-3，弧形环主体2-3一端设有铰接孔，另一端设有台阶，两弧形环主体2-3外形对应可通过铰接孔与台阶相互咬合，台阶面位置还设有动力板锁止机构2-4；动力源6固定在支架1上。弧形环主体2-3台阶的最末端设置一斜面。弧形环主体2-3咬合过程中，斜面将动力板锁止机构2-4的销轴下压，使销轴大轴径部分完全进入弧形环主体2-3上的安装孔b中。
如图3所示的实施例中，所述的一种自动化钻杆对扣器还包括锁死机构4、开锁机构5，如图8至图12所示，锁死机构4包括A型板4-1、端部弹簧4-2，A型板4-1铰接在支架1底面上，弹簧4-2设置在A型板4-1顶部，A型板4-1底部设置有凸台，支架1在与凸台对应的位置设置有开口，开口位于咬合后的弧形环主体2-3的边沿；开锁机构5包括L型板，L型板铰接在支架1上，L型板与支架1铰接位置设置有扭簧，连杆3侧面设置有L型板对应的连杆凸块3-1，L型板设置在A型板4-1铰接位置右侧的正上方。连杆3运动推动连杆凸块将L型板运动，L型板运动下压A型板4-1可实现弧形环主体2-3的解锁。对中块2弧形环的圆心角小于等于180度。对中块2中滑板2-2设置的数量为两块。
如图5所示的实施例中，所述的动力板锁止机构2-4包括销轴、弹簧，销轴分粗细两段，弧形环主体2-3上设置有安装孔b，弹簧设置在安装孔b中，销轴大轴径侧的端面与弹簧贴合，弧形环主体2-3在销轴小轴径的端面位置设置有对应的开口。
下面结合实际操作介绍本发明工作原理，如图13所示，动力头提升钻杆后对准井口钻杆的母扣下钻，卸扣器旋转到井口中心做好上扣准备，此时钻杆对扣器置于卸扣器上方，两对中块2处于张开状态，当被提钻杆的公头下放到对扣器下方时，操作对扣器，使对扣器动作。
动力源6推动连杆3，连杆3推动对中块2的动力板2-1，由于动力板2-1被动力板锁止机构2-4锁死不能相对对中块2转动，所以两个对中块2发生相向转动，在连杆3向左移动的过程中连杆凸台3-1拨动L型板逆时针转动，此时L型板空转不产生其他影响，连杆3继续左移，连杆凸台3-1完全经过L型板，L型板在扭转弹簧作用下复位。当两对中块2合为整圆时，锁死机构4的A型板4-1在端部弹簧4-2作用下弹出支架1开口，A型板4-1上的凸台将对中块2锁死，使对中块遇到阻力时保持咬合状态，端部弹簧4-2一直处于压缩状态。
动力源6继续推连杆3，两对中块2继续合拢，直到对中块2的台阶板互相将另一对中块2的动力板锁止机构2-4打开，（台阶斜面将销轴下压，使销轴大轴径部分完全进入弧形环主体2-3上的安装孔b中，动力板被解锁，两对中块2分开时销轴在弹簧推力下重新将动力板2锁住）两个动力板2-1转动带动滑板2-2伸出将钻杆对中，由于卸扣中心与钻杆中心重合，所以实现钻杆对中即实现了钻杆对扣。
操作动力源6收缩，并带动连杆4右移，动力板2-1旋转带动滑板2-2收回，连杆3继续右移，连杆凸台3-1推动L型板顺时针旋转，L型板下端与A型板4-1接触，压迫A型板4-1克服端部弹簧4-2压力逆时针转动，A型板4-1底部凸台下移，对中块2的锁止状态解除，连杆3带动对中块2绕铰接轴旋转，对中器2被打开。连杆3继续右移，连杆凸台3-1掠过L型板，L型板复位，A型板4-1在端部弹簧4-2作用下顺时针旋转，此时对中块2已将支架1上的与A型板底部凸台对应的开口挡住，A型板4-1受端部弹簧4-2推力但是底部凸台不能弹出，无法锁住对中块2。
动力源6继续收缩，至两对中块2完全张开，动力板2-1完全收回，此时动力板2-1被销轴锁死，为下一次对扣做好准备。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种自动化钻杆对扣器且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：包括支架（1）、对中块（2）、连杆（3）、动力源（6），对中块（2）为弧形环结构，对中块（2）内设置一弧形槽，弧形槽中设置有动力板（2-1），动力板（2-1）上设置有凸轴，动力板（2-1）一端连接连杆（3），连杆（3）另一端连接动力源（6）的动力输出轴；对中块（2）沿圆弧半径方向设置有滑道，滑道中设置有滑板（2-2），滑板（2-2）上设置有长圆孔，动力板（2-1）上的凸轴与滑板（2-2）上的长圆孔配合；对中块（2）包括对应的两弧形环主体（2-3），弧形环主体（2-3）一端设有铰接孔，另一端设有台阶，两弧形环主体（2-3）外形对应可通过铰接孔与台阶相互咬合，台阶面位置还设有动力板锁止机构（2-4）；动力源（6）固定在支架（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的一种自动化钻杆对扣器还包括锁死机构（4）、开锁机构（5），锁死机构（4）包括A型板（4-1）、端部弹簧（4-2），A型板（4-1）铰接在支架（1）底面上，弹簧（4-2）设置在A型板（4-1）顶部，A型板（4-1）底部设置有凸台，支架（1）在与凸台对应的位置设置有开口，开锁机构（5）包括L型板，L型板铰接在支架（1）上，L型板与支架（1）铰接位置设置有扭簧，连杆（3）侧面设置有L型板对应的连杆凸块（3-1），L型板设置在A型板（4-1）铰接位置右侧的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的对中块（2）弧形环的圆心角小于等于180度。
4.根据权利要求1所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的对中块（2）中滑板（2-2）设置的数量至少为一块。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的动力板锁止机构（2-4）包括销轴、弹簧，销轴分粗细两段，弧形环主体（2-3）上设置有安装孔b，弹簧设置在安装孔b中，销轴大轴径侧的端面与弹簧贴合，弧形环主体（2-3）在销轴小轴径的端面位置设置有对应的开口。
6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的弧形环主体（2-3）台阶的最末端设置一斜面。
7.根据权利要求5所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的弧形环主体（2-3）台阶的最末端设置一斜面。
8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的动力源（6）为液压油缸、气缸、电缸中的任意一种。
9.根据权利要求5所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的动力源（6）为液压油缸、气缸、电缸中的任意一种。
10.根据权利要求6所述的一种自动化钻杆对扣器，其特征在于：所述的动力源（6）为液压油缸、气缸、电缸中的任意一种。
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