CN106475953A - 一种止回阀的半自动抢装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种止回阀的半自动抢装装置，属于井控设备技术领域。它包括用于将止回阀移动到钻杆接头上方的行走‑对中‑轴向锁定机构、用于带动止回阀升降的升降机构以及用于将止回阀安装于钻杆接头的旋转机构。它可以实现止回阀与钻杆接头对中时微调，提高对中精度，从而提高抢装作业成功率，为后续井控作业争取宝贵的时间；它在将止回阀旋合在钻杆接头过程中，可以防止钻井液从止回阀喷出，避免了资源浪费；它操作简单，灵活方便，不需预先安装在钻台上，不会影响其他装置的工作，且不需要轨道，结构简单，成本较低可以实现对中微调，抢装成功率高，工作可靠。

Description

一种止回阀的半自动抢装装置

技术领域

本发明属于井控设备技术领域，涉及一种止回阀的半自动抢装装置。

背景技术

目前国内的大部分地面转盘旋转钻机都配有井口止回阀，在发生溢流或喷涌等紧急情况时，通过工人进行止回阀的安装,然而，工人都是冒着生命危险去抢装止回阀，工人的安全得不到保障，而且在紧急情况工人往往会高度紧张，加之井口可能出现泥浆甚至是有毒气体的喷射，导致工人不能成功抢装止回阀，最终造成井喷失控或者着火灾难性事件，造成十分惨重的损失，有的事故不但造成经济损失，还会造成人员的伤亡，对周边环境的污染也会十分严重。

现有的止回阀抢装装置，比如专利申请号为“200910241401.5”，名称为“失控井抢装止回阀装置”，该装置实现了远距离控制来抢装止回阀，保障了工人的安全，但是，该装置是固定在井架上，其定位基准是井架，钻杆接头通过吊卡坐在井口，其定位基准是井口，该设计的基本思路是从井架通过机械轨道连接井口，从而实现止回阀与钻杆接头对中，这是一种理想状况，实际工作时，在起下钻的过程中吊卡在井口坐落的时候是人工操作，当吊卡坐在井口的时候钻柱的轴线与井口的轴线往往会偏离几毫米甚至更多，这个误差远远超出了旋合一对螺旋副所要求的误差范围，此时如果还是以理想的井口轴线为基准来对接止回阀几乎是不可能的；此外，该装置必须要在钻台平面上设置固定的轨道会影响钻台其他设备的正常运行，对井口作业有安全隐患，且该装置将止回阀旋合在钻杆接头过程中，钻井液一直从止回阀喷出，造成了资源浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种止回阀的半自动抢装装置，它不需要提前安装在钻台上，也不需要安装轨道，而且可以对止回阀与钻杆接头对中时进行微调，实现准确对中，提高抢装作业的成功率。

本发明可通过以下技术方案实现：一种止回阀的半自动抢装装置，包括用于将止回阀移动到钻杆接头上方的行走-对中-轴向锁定机构、用于带动止回阀升降的升降机构以及用于将止回阀安装于钻杆接头的旋转机构，所述行走-对中-轴向锁定机构包括底盘，底盘的下部设有导向轮，底盘的上方固定有与其平行的导向板，导向板的后部固定有扶手，导向板的前部设有前宽后窄的导向开口，用于对钻杆接头导向，使钻杆接头与止回阀对中，底盘的两侧设有与吊卡两侧吊耳开口匹配的安装部，当导向开口与钻杆接头对接到位，底盘两侧的安装部插入吊卡两侧吊耳开口，形成对止回阀的半自动抢装装置在沿井口轴线方向的定位，将钻井液对止回阀的冲击力转移到吊卡，吊卡将该冲击力传给井内钻柱。

优选地，所述升降机构包括两根固定于导向板前部的前升降柱、两根固定于导向板后部的后升降柱、用于安装止回阀的升降台，所述升降台的前部固定有前滑块与前升降柱滑动配合，所述升降台的后部固定有后滑块与后升降柱滑动配合，所述后滑块上固定有沿竖直方向延伸的齿条，所述扶手上设有手摇轮，还包括安装在扶手上的第一传动轴、安装在后升降柱上的第二传动轴，所述手摇轮与第一传动轴动力连接，所述第二传动轴上安装有齿轮与齿条啮合形成齿轮齿条传动机构，所述第一传动轴和第二传动轴上均设有链轮与一链条配合形成链传动机构，所述手摇轮通过链传动机构、齿轮齿条传动机构带动升降台升降。

优选地，还包括固定于前升降柱和后升降柱的导向定位板，所述导向定位板上设有前宽后窄的定位开口，定位开口的后端与导向开口的后端齐平，定位开口的前端位于导向开口前端的后方。

优选地，所述手摇轮通过一增速齿轮组与第一传动轴动力连接。

优选地，所述前滑块和后滑块上均设有燕尾槽，所述前升降柱和后升降柱上均设有与燕尾槽配合的凸起。

优选地，所述旋转机构包括位于升降台上方的顶板，所述顶板的中部设有向下延伸的外花键轴，外花键轴上配合有可上下滑动的内花键轴，外花键轴轴向定位在顶板上，内花键轴轴向定位在升降台上，内花键轴的下端伸出升降台，所述内花键轴伸出升降台的一端螺纹连接止回阀，所述顶板上还安装有液压马达，所述液压马达与外花键轴动力连接。

优选地，所述液压马达通过一减速齿轮组与外花键轴动力连接。

优选地，所述内花键轴上设有轴肩与一圆锥滚子轴承配合安装在升降台上。

优选地，所述导向轮为万向轴轮。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明止回阀的半自动抢装装置通过工人推扶手来使底盘移动，通过导向板导向，使止回阀位于钻杆接头的正上方，实现钻杆接头与止回阀的对中，在下放止回阀的同时小幅度的左右移动扶手，实现止回阀与钻杆接头对中时微调，提高对中精度，从而提高抢装作业的成功率，为后续井控作业争取宝贵的时间；

2、本发明止回阀的半自动抢装装置在导向开口与钻杆接头对接到位，底盘两侧的安装部插入吊卡两侧吊耳开口，形成对止回阀的半自动抢装装置在沿井口轴线方向的定位，将钻井液对止回阀的冲击力转移到吊卡，吊卡将该冲击力传给井内钻柱，这样在将止回阀旋合在钻杆接头过程中，可以防止钻井液从止回阀喷出，避免了资源浪费；

3、本发明止回阀的半自动抢装装置操作简单，灵活方便，不需预先安装在钻台上，不会影响其他装置的工作，且不需要轨道，结构简单，成本较低。

附图说明

图1是本发明的局部剖视正面结构示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是沿图1中B-B线的剖视图；

图4是图1的左视局部剖结构示意图；

图5是本发明中导向板的结构示意图；

图6是本发明中导向定位板的结构示意图；

图7是本发明中底盘的结构示意图。

附图标记

1为底盘，100为安装部，2为导向轮，3为扶手，4为导向板，41为导向开口，5为前升降柱，6为后升降柱，7为升降台，8为前滑块，9为后滑块，10为齿条，11为手摇轮，12为第一传动轴，13为第二传动轴，14为齿轮，15为链轮，16为链条，17为导向定位板，171为定位开口，18为增速齿轮组，19为顶板，20为外花键轴，21为内花键轴，22为止回阀，23为液压马达，24为减速齿轮组，25为圆锥滚子轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1-图7，止回阀的半自动抢装装置的一种实施例，包括用于将止回阀22移动到钻杆接头上方的行走-对中-轴向锁定机构、用于带动止回阀22升降的升降机构以及用于将止回阀22安装于钻杆接头的旋转机构，行走-对中-轴向锁定机构包括底盘1，底盘1的下部设有导向轮2，底盘1的上方固定有与其平行的导向板4，导向板4的后部通过螺钉固定有扶手3，导向板4的前部设有前宽后窄的导向开口41，用于对钻杆接头导向，使钻杆接头与止回阀对中，底盘1的两侧设有与吊卡两侧吊耳开口匹配的安装部100，当导向开口41与钻杆接头对接到位，底盘1两侧的安装部100插入吊卡两侧吊耳开口，形成对止回阀的半自动抢装装置在沿井口轴线方向的定位，将钻井液对止回阀22的冲击力转移到吊卡，吊卡将该冲击力传给井内钻柱。

升降机构包括两根固定于导向板4前部的前升降柱5、两根固定于导向板4后部的后升降柱6、用于安装止回阀22的升降台7，升降台7的前部固定有前滑块8与前升降柱5滑动配合，升降台7的后部固定有后滑块9与后升降柱6滑动配合，后滑块9上固定有沿竖直方向延伸的齿条10，扶手3上设有手摇轮11，还包括安装在扶手3上的第一传动轴12、安装在后升降柱6上的第二传动轴13，手摇轮11与第一传动轴12动力连接，第二传动轴13上安装有齿轮14与齿条10啮合形成齿轮齿条传动机构，第一传动轴12和第二传动轴13上均设有链轮15与一链条16配合形成链传动机构，手摇轮11通过链传动机构、齿轮齿条传动机构带动升降台7升降。

还包括固定于前升降柱5和后升降柱6的导向定位板17，导向定位板17上设有前宽后窄的定位开口171，定位开口171的后端与导向开口41的后端齐平，定位开口171的前端位于导向开口41前端的后方。定位开口171配合导向开口41，利于将钻杆接头与止回阀对中。

手摇轮11通过一增速齿轮组18与第一传动轴12动力连接。

前滑块8和后滑块9上均设有燕尾槽，前升降柱5和后升降柱6上均设有与燕尾槽配合的凸起。

旋转机构包括位于升降台7上方的顶板19，顶板19的前部固定安装在前升降柱5上，顶板19的后部固定安装在后升降柱6上，顶板19的中部设有向下延伸的外花键轴20，外花键轴20上配合有可上下滑动的内花键轴21，外花键轴20通过止推轴承轴向定位在顶板19上，内花键轴21通过止推轴承轴向定位在升降台7上，内花键轴21的下端伸出升降台7，内花键轴21伸出升降台7的一端螺纹连接止回阀22，顶板19上还安装有液压马达23，液压马达23与外花键轴20动力连接。

液压马达23通过一减速齿轮组24与外花键轴20动力连接。

内花键轴21上设有轴肩与一圆锥滚子轴承25配合安装在升降台7上。升降台7支撑内花键轴21和止回阀22的重量。

导向轮2为万向轴轮。

工作过程：

需要抢装止回阀22时，工人握住扶手3推动该装置前进，接近卡住钻杆接头的吊卡时，导向板4上前宽后窄的导向开口41使该装置能够更容易的对准钻杆接头并且进行导向，此时工人将该装置的位置进行调整并继续向前推动该装置，行走一定距离后，钻杆接头依次进入导向板4的导向开口41、导向定位板17的定位开口171，工人对该装置的位置进行微调，将钻杆接头与止回阀22对中，底盘1两侧的安装部100插入吊卡两侧吊耳开口，形成对该装置在沿井口轴线方向的定位；在对中过程中，操作人员可以一边下放止回阀22，一边小幅度左右调整该装置，实现精确对中，当止回阀22与钻杆接头对中后，工人操作扶手3上的手摇轮11，带动升降台7向下移动，直至止回阀22与钻杆接头接触，启动液压马达23，液压马达23通过减速齿轮组24将扭矩传递到止回阀22上，止回阀22旋转并与钻杆接头旋紧。

当以上动作完成时，工人使用卡钳卡住止回阀22，液压马达23反转，通过螺纹连接的外花键轴21与止回阀22脱离，工人控制该装置与吊卡脱离，止回阀22也随之和该装置脱离，完成整个止回阀22的抢装过程。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：包括用于将止回阀移动到钻杆接头上方的行走-对中-轴向锁定机构、用于带动止回阀升降的升降机构以及用于将止回阀安装于钻杆接头的旋转机构，所述行走-对中-轴向锁定机构包括底盘，底盘的下部设有导向轮，底盘的上方固定有与其平行的导向板，导向板的后部固定有扶手，导向板的前部设有前宽后窄的导向开口，用于对钻杆接头导向，使钻杆接头与止回阀对中，底盘的两侧设有与吊卡两侧吊耳开口匹配的安装部，当导向开口与钻杆接头对接到位，底盘两侧的安装部插入吊卡两侧吊耳开口，形成对止回阀的半自动抢装装置在沿井口轴线方向的定位，将钻井液对止回阀的冲击力转移到吊卡，吊卡将该冲击力传给井内钻柱。

2.根据权利要求1所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述升降机构包括两根固定于导向板前部的前升降柱、两根固定于导向板后部的后升降柱、用于安装止回阀的升降台，所述升降台的前部固定有前滑块与前升降柱滑动配合，所述升降台的后部固定有后滑块与后升降柱滑动配合，所述后滑块上固定有沿竖直方向延伸的齿条，所述扶手上设有手摇轮，还包括安装在扶手上的第一传动轴、安装在后升降柱上的第二传动轴，所述手摇轮与第一传动轴动力连接，所述第二传动轴上安装有齿轮与齿条啮合形成齿轮齿条传动机构，所述第一传动轴和第二传动轴上均设有链轮与一链条配合形成链传动机构，所述手摇轮通过链传动机构、齿轮齿条传动机构带动升降台升降。

3.根据权利要求2所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：还包括固定于前升降柱和后升降柱的导向定位板，所述导向定位板上设有前宽后窄的定位开口，定位开口的后端与导向开口的后端齐平，定位开口的前端位于导向开口前端的后方。

4.根据权利要求2所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述手摇轮通过一增速齿轮组与第一传动轴动力连接。

5.根据权利要求2所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述前滑块和后滑块上均设有燕尾槽，所述前升降柱和后升降柱上均设有与燕尾槽配合的凸起。

6.根据权利要求2所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述旋转机构包括位于升降台上方的顶板，所述顶板的中部设有向下延伸的外花键轴，外花键轴上配合有可上下滑动的内花键轴，外花键轴轴向定位在顶板上，内花键轴轴向定位在升降台上，内花键轴的下端伸出升降台，所述内花键轴伸出升降台的一端螺纹连接止回阀，所述顶板上还安装有液压马达，所述液压马达与外花键轴动力连接。

7.根据权利要求6所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述液压马达通过一减速齿轮组与外花键轴动力连接。

8.根据权利要求6所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述内花键轴上设有轴肩与一圆锥滚子轴承配合安装在升降台上。

9.根据权利要求1所述的止回阀的半自动抢装装置，其特征在于：所述导向轮为万向轴轮。