CN105422021A - 一种平动式折线形导轨液动卡瓦 - Google Patents

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李小社
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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
    • E21B19/10—Slips; Spiders ; Catching devices

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Abstract

本发明提供了一种平动式折线形导轨液动卡瓦，能够在同等高度下提供更大的中心通径，并且保证了中心良好的通过性，而且油缸的行程较短，降低了卡瓦的高度，使得卡瓦的结构变小，节省了资源，降低了成本，而且内椎体只有平动，具有更好的准确性、可靠性，折线之间由圆弧过渡，避免了运动中有较大的冲击；同时保证液动卡瓦在油缸行程较短的情况下得到足够大的通径；特制的导向板和滚轮滑槽结构保证内外椎体之间相对运动的准确性和可靠性。

Description

一种平动式折线形导轨液动卡瓦
技术领域
本发明属于石油天然气钻井设备技术领域，具体涉及一种平动式折线形导轨液动卡瓦。
背景技术
液压卡瓦又称为液动卡盘,通常适用于石油钻机、带压修井机等油、气田施工机械上，用以卡持钻杆、油管和套管等。
如图1所示，为当前使用较广泛的一种卡瓦，是一种通过内锥体(2)、外锥体(1)配合实现夹持中心管(6)的机械装置，其具有如下功能：当内锥体(2)夹紧中心管(6)时，无论中心管(6)上的负载有多大，都不会出现中心管(6)向锥体小端滑动的现象(俗称打滑)；当内椎体(2)松开中心管(6)时，其中心的圆形空间有较大的通径，以便管接头、井下工具等大直径的负载工件通过。
现有的液压卡瓦主要特点是带有直线型长导轨，这就决定了内锥体(2)、外锥体(1)的配合锥度不能太大，API标准规定这个锥度度是1:3(即18°55'29")，在这个锥度下内椎体(2)横向移动1个单位，纵向将移动3个单位；在正常作业过程中，当内椎体(2)松开中心管(6)，要求内椎体(2)在横向有较大移动，往往超过100毫米，此时内椎体(2)在纵向的移动将会超过300毫米，加之内椎体(2)通常由油缸驱动，油缸的安装尺寸往往是其行程的2到3倍，达到800多毫米，卡瓦的高度只会更高。
为了降低卡瓦的高度，设计时减小通径尺寸，工作中需要通过大直径的负载工件时，需要先拆卸内椎体(2)，待负载工件通过后，再装上内椎体(2)。这样给使用过程带来不便；如果要保证通径够大，就要增加锥形卡瓦的高度，这样卡瓦体积(主要是高度方向)增大，从而使用受到限制。如果能设置一种既能使卡瓦得到较大的通径，又能降低高度的卡瓦，解决通径与高度之间的矛盾，将会使得卡瓦的使用更为广泛，节约更多的空间和资源。
发明内容
本发明的目的是克服现有液压卡瓦在使用过程中的不足。
为此，本发明提供了一种平动式折线形导轨液动卡瓦，包括外壳，设置于外壳内部的外椎体，设置于外椎体内部并且与外椎体相吻合的内椎体，所述外壳的上面内侧设置有导向器，所述导向器与内椎体之间通过油缸连接，所述外椎体与内椎体相接处的面设置有折线形导轨，所述内椎体与外椎体接触的面设置有与折线形导轨吻合的折线形面。
本发明的有益效果：本发明提供的这种平动式折线形导轨液动卡瓦，能够在同等高度下提供更大的中心通径，并且保证了中心良好的通过性，而且油缸的行程较短，降低了卡瓦的高度，使得卡瓦的结构变小，节省了资源，降低了成本，而且内椎体只有平动，具有更好的准确性、可靠性，折线之间由圆弧过渡，避免了运动中有较大的冲击；同时保证液动卡瓦在油缸行程较短的情况下得到足够大的通径；特制的导向板和滚轮滑槽结构保证内外椎体之间相对运动的准确性和可靠性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1a是现有卡瓦夹紧中心管的状态示意图。
图1b是现有卡瓦松开中心管的状态示意图。
图2a是平动式折线形导轨液动卡瓦夹紧中心管的状态示意图。
图2b是平动式折线形导轨液动卡瓦松开中心管的状态示意图。
图中：1、外椎体；2、内椎体；3、导向器；4、外壳；5、滑轮；6、中心管。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1：
为了克服现有卡瓦所提供的的通径大小与卡瓦高度之间的矛盾，本发明提供了一种如图2a、图2b平动式折线形导轨液动卡瓦，包括外壳4，设置于外壳4内部的外椎体1，设置于外椎体1内部并且与外椎体1相吻合的内椎体2，所述外壳1的上面内侧设置有导向器3，所述导向器3与内椎体2之间通过油缸连接，所述外椎体1与内椎体2相接处的面设置有折线形导轨，所述内椎体2与外椎体1接触的面设置有与折线形导轨吻合的折线形面。
该平动式折线形导轨液动卡瓦，能够在同等高度下提供更大的中心通径，并且保证了中心良好的通过性，而且油缸的行程较短，降低了卡瓦的高度，使得卡瓦的结构变小，节省了资源，降低了成本，而且内椎体只有平动，具有更好的准确性、可靠性。
实施例2：
为了避免内椎体2运动中与外椎体1之间因为折线形导轨与折线形面的较大冲击，所述折线形导轨的折线转折处为圆弧面，这样在夹紧或者松开中心管6的时候，能够在横向移动的时候，折线形导轨与折线形面的接触处缓解冲击，从而保护该平动式折线形导轨液动卡瓦；同时保证液动卡瓦在油缸行程较短的情况下得到足够大的通径；特制的导向板和滚轮滑槽结构保证内外椎体之间相对运动的准确性和可靠性。
为了更好的使得该平动式折线形导轨液动卡瓦横向移动夹紧或者松开中心管6的时候能够更为流畅方便，导向器3上带有滑动轮5，设置滑动轮5能够更好的调整内椎体2移动的时候受力的角度，更加的省力。
所述导向器3上设置有防护板，这样可提高滑动轮5的稳定性，保护导向器3，确保内椎体2在夹紧或者松开中心管6的运动过程中的稳定性，提高卡瓦的使用可靠性。
上述滑动轮5，还可以替换为滑块，同样可以调整内椎体2移动的时候受力的角度，起到省力的作用。
实施例3：
在上述实施例1和实施例2的基础上，所述内椎体2上也设置有油缸，这样，通过油缸与导向器3连接，通过油缸驱动内椎体2的移动，从而确保在夹紧或者松开中心管6的时候的可靠性。
为了增加内椎体2在夹紧或者松开中心管6的效率，更大的减小该平动式折线形导轨液动卡瓦的尺寸，所述外壳4上也设置有油缸，这样不仅效率更高，而且可靠性更好。
进一步的，为了增加该平动式折线形导轨液动卡瓦的使用范围，所述内椎体2上安装有牙板，并且，所述牙板是可拆卸的，这样可以快速更换，适应不同的管径，从而满足各种工程应用需要。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种平动式折线形导轨液动卡瓦，包括外壳(4)，设置于外壳(4)内部的外椎体(1)，设置于外椎体(1)内部并且与外椎体(1)相吻合的内椎体(2)，所述外壳(1)的上面内侧设置有导向器(3)，所述导向器(3)与内椎体(2)之间通过油缸连接，其特征在于：所述外椎体(1)与内椎体(2)相接处的面设置有折线形导轨，所述内椎体(2)与外椎体(1)接触的面设置有与折线形导轨吻合的折线形面。
2.如权利要求1所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述折线形导轨的折线转折处为圆弧面。
3.如权利要求1所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述导向器(3)上带有滑动轮(5)。
4.如权利要求3所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述滑动轮(5)还可以是滑块。
5.如权利要求1所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述导向器(3)上设置有防护板。
6.如权利要求1所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述内椎体(2)上设置有油缸。
7.如权利要求1所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述外壳(4)上设置有油缸。
8.如权利要求1所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述内椎体(2)上安装有牙板。
9.如权利要求8所述的一种平动式折线形导轨液动卡瓦，其特征在于：所述牙板是可拆卸的。
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