CN109577884B - 一种保持块、卸杆结构及使用该结构的深井钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保持块、卸杆结构及使用该结构的深井钻机。保持块包括牙板安装座、牙板组件和牙板盖板;牙板安装座的侧面为用于容纳牙板组件的敞开空间,敞开空间中的内侧壁为圆柱面;牙板组件的外侧面为与牙板安装座的圆柱面相配合的圆柱面;牙板组件的上端面与牙板盖板连接,通过牙板盖板与牙板安装座可转动地连接。本发明的保持块结构,可有效提高施工效率,降低施工成本,避免卸扣装置在卸钻杆过程中造成钻杆表面咬伤或牙板崩齿的风险发生,有利于施工过程的顺利进行,减少施工过程中频繁更换牙板的麻烦。

Description

一种保持块、卸杆结构及使用该结构的深井钻机
技术领域
本发明涉及工程设备领域,应用于车载钻机领域,尤其是深井钻机、煤层气钻机、页岩气钻机的钻具连接处螺纹扣的拧卸。具体而言,涉及一种钻井机械。
背景技术
目前,车载深井钻机是广泛应用于深水井、煤层气井、地热井、救援井等钻进作业的多功能车载式钻机,在钻机施工过程中,上卸钻杆频繁,这就要求钻机上配备有高效、可靠的拧卸钻杆的装置。针对车载深井钻机的特点,在施工过程中,钻杆规格较多,这就要求钻杆的卸扣装置具有可以同时适用于多种钻杆规格,避免在施工过程中,钻杆规格更换,卸扣结构也需更换的情况。
现有技术的一种深井钻机卸扣装置如图1所示,包括上夹钳(1)、下夹钳(4)、夹紧油缸(2)、卸扣油缸(7)、导轨(3)、保持块(5)、卸扣安装座(9)、安装支座(8)。上夹钳(1)与两个夹紧油缸(2)通过螺栓连接,夹紧油缸与保持块(5)固定连接安装在上夹钳内;上夹钳(1)整体通过导轨(3)与卸扣安装座(9)连接,卸扣油缸(7)通过销轴(6)与上夹钳(1)与卸扣安装座(9)连接;下夹钳(4)通过螺栓与安装支座(8)固定连接。在施工中,上夹钳(1)通过夹紧油缸(2)抱紧上面与动力头连接的钻杆,下夹钳(4)通过夹紧油缸(2)抱紧下面钻杆,防止钻杆旋转,井下钻杆重量由动力卡瓦承担,防止掉入井内。卸扣油缸(7)伸出,上夹钳(1)在卸扣油缸(7)推动下旋转,实现钻杆的螺纹崩扣。后续,动力头进行旋转,完成上下钻杆螺纹旋转卸扣。
深井钻机在施工过程中会用到多种钻具,包括不同尺寸的钻杆、钻铤、套管,这就要求在进行钻具卸扣时,用于钻杆卸扣的结构能够满足多种规格的钻具,避免频繁更换牙板的麻烦,另外,对于不同的钻具,所允许的钻杆夹紧力不同,因此,必须要求上下夹钳的夹紧油缸的夹紧力具有一定的可调节量,否则,可能夹坏钻杆或钻杆打滑,无法卸杆。
现有技术中,针对钻机施工中采用多种钻具的情况,要想可以满足多种规格钻杆的卸扣,需要加工多种规格的牙板条,通过频繁更换牙板规格满足钻杆的卸扣操作。如果施工中,不及时更换对应规格的牙板,可能造成咬伤钻杆或钻杆打滑,无法卸下钻杆的潜在风险,影响施工效率和进度。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷和不足,本发明的目的在于:提供一种简单实用、可顺利完成卸钻杆的装置,避免在施工过程中钻杆咬伤损坏或打滑的风险发生,同时减少牙板更换频率。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种保持块,其特征是,包括牙板安装座(5-1)、牙板组件(5-2)和牙板盖板(5-3);
牙板安装座(5-1)的侧面为用于容纳牙板组件(5-2)的敞开空间,敞开空间中的内侧壁为圆柱面;
牙板组件(5-2)的外侧面为与牙板安装座(5-1)的圆柱面相配合的圆柱面;牙板组件(5-2)的上端面与牙板盖板(5-3)连接,通过牙板盖板(5-3)与牙板安装座(5-1)可转动地连接。
牙板盖板(5-3)的下表面上设置凹槽,牙板安装座(5-1)的上端面上设置有与所述凹槽相配合的凸台。
牙板盖板(5-3)的下表面上设置凸台,牙板安装座(5-1)的上端面上设置有与所述凸台相配合的凹槽。
所述凸台与所述凹槽均为弧形。
牙板组件(5-2)包括牙板座(5-2-1),所述牙板座(5-2-1)上设置牙板(5-2-2)。
所述牙板座(5-2-1)为连成一体的两个。
所述牙板座(5-2-1)的外侧面为圆柱面。
牙板盖板(5-3)的平面面积大于牙板组件(5-2)的上端面面积。
基于保持块的卸杆结构,包括上夹钳(1)、固定在安装支座(8)上的下夹钳(4)、卸扣油缸(7)和卸扣安装座(9),上夹钳(1)可由卸扣油缸(7)驱动沿卸扣安装座(9)上的导轨(3)运动;上夹钳(1)、下夹钳(4)上均固定安装有一对夹紧油缸(2);其特征是,每对夹紧油缸(2)的相对面的端部分别装配有保持块(5),通过夹紧油缸(2)的伸缩,驱动保持块(5)在上夹钳(1)和/或下夹钳(4)形成的空间内进行转动,对该空间中安装的钻杆进行夹紧或松开。
一种深井钻机,包括所述的卸杆结构。
本发明所达到的有益效果:
本发明的保持块结构,可有效提高施工效率,降低施工成本,避免卸扣装置在卸钻杆过程中造成钻杆表面咬伤或牙板崩齿的风险发生,有利于施工过程的顺利进行,减少施工过程中频繁更换牙板的麻烦。
附图说明
图1是卸钻杆结构模型示意图。
图2是本发明的保持块结构示意图。
图3是本发明的牙板组件示意图。
图4是本发明的牙板安装座结构。
图5是本发明的牙板安装座结构另一方向视图。
图6是本发明的牙板盖板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
结合图1,本发明的一种车载深井钻机的钻杆自适应的具有浮动功能的钻杆卸杆结构,其主要是对现有技术中的保持块5进行了设计改进。本发明的保持块5装配在夹紧油缸2的两个端部,该夹紧油缸2固定安装在上、下夹钳1、4的箱型结构体两侧,通过夹紧油缸的伸缩,推动保持块5在上、下夹钳1、4左右两侧内部进行滑动,实现钻杆的夹紧与松开。且所述保持块5的设计可使所述夹紧油缸2在抱紧钻杆时,在夹紧油缸2的推动下,保持块5上的牙板能够根据钻杆的尺寸调整牙板在钻杆上的抱紧角度,能够很好的使得牙板与钻杆表面贴合,保证牙板受力良好,而不是只有牙板齿夹紧钻杆,避免因为牙板的受力角度问题,导致牙板崩齿或打滑现象。
如图2、图3和图4所示,本发明的保持块5主要包括牙板安装座5-1、牙板组件5-2、牙板盖板5-3。牙板组件5-2的外圆柱面与牙板安装座5-1的的内圆柱面装配到一起,牙板组件5-2与牙板盖板5-3采用螺栓固定,牙板盖板5-3的平面大于牙板组件5-2的端面,保证牙板组件上下方向不会脱出,另外,牙板盖板5-3的下端面有一个凹槽5-3-1的设计,牙板安装座5-1上端面设计有一个凸台5-1-2,这样的结构设计可以保证牙板组件5-2可以在牙板安装座内绕轴线旋转一定角度,从而实现牙板可以夹紧不同规格的钻杆,实现牙板与钻杆接触面的自适应,使得牙板的夹持角度最优,避免牙板的单牙或一侧牙夹持钻杆,导致牙板局部受力,造成牙板的过早崩齿损坏。
如图3所示,牙板组件5-2由牙板座5-2-1和牙板5-2-2组成,牙板座采用双牙板的设计结构,保证在夹持钻杆时,牙板的受力均衡,不会出现单齿或一边牙板齿受力。牙板座的圆柱面设计,可以实现牙板组件的自适应浮动,保证每次保持块在夹持钻杆时,牙板与钻杆的接触面尽可能的最大。
如图4、图5所示,牙板安装座5-1设计有夹紧油缸安装孔5-1-3,用于实现与夹紧油缸的安装固定。该牙板安装座5-1设计有两组牙板组件的安装位置,保证可以使得更多的牙板齿与钻杆接触受力。牙板安装座5-1上设计了弧形凹槽5-1-1,可以保证牙板盖板正好放到弧形凹槽中,在牙板组件旋转时,保证牙板组件沿该弧形面旋转。
如图6所示,牙板盖板5-3用于把牙板组件5-2固定在牙板安装座5-1上,但又完全限制其牙板组件5-2在一定范围的旋转运动。因此,在牙板安装座5-1以及牙板盖板5-3上分别设计了巧妙的结构,通过牙板盖板5-3上的弧形凹槽与牙板安装座5-1上的凸台配合,实现了牙板在夹持钻杆时候的浮动功能,保证牙板与钻杆表面的接触面积,从而消除了钻杆牙板不能浮动自适应不同钻杆规格的情况,大大减少了牙板的消耗量,减少了施工过程中更换牙板的频率,降低了施工成本。
本发明的自适应浮动功能的钻杆卸杆保持块,安装在夹紧油缸的两端,油缸前端的保持块可以根据不同规格钻杆,通过自适应性的浮动功能进行调节牙板与钻杆之间的接触角度,保证牙板与钻杆之间很好的接触,减少更换牙板的频率,降低施工成本,提高施工效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种保持块,其特征是,包括牙板安装座(5-1)、牙板组件(5-2)和牙板盖板(5-3);
牙板安装座(5-1)的侧面为用于容纳牙板组件(5-2)的敞开空间,敞开空间中的内侧壁为圆柱面;
牙板组件(5-2)的外侧面为与牙板安装座(5-1)的圆柱面相配合的圆柱面;牙板组件(5-2)的上端面与牙板盖板(5-3)连接,通过牙板盖板(5-3)与牙板安装座(5-1)可转动地连接;
牙板组件(5-2)包括牙板座(5-2-1),所述牙板座(5-2-1)上设置牙板(5-2-2);
所述牙板座(5-2-1)为连成一体的两个,牙板座(5-2-1)采用双牙板的设计结构;
牙板盖板(5-3)的下表面上设置凹槽,牙板安装座(5-1)的上端面上设置有与所述凹槽相配合的凸台。
2.根据权利要求1所述的保持块,其特征是,所述凸台与所述凹槽均为弧形。
3.根据权利要求1所述的保持块,其特征是,所述牙板座(5-2-1)的外侧面为圆柱面。
4.根据权利要求1所述的保持块,其特征是,牙板盖板(5-3)的平面面积大于牙板组件(5-2)的上端面面积。
5.基于权利要求1所述的保持块的卸杆结构,包括上夹钳(1)、固定在安装支座(8)上的下夹钳(4)、卸扣油缸(7)和卸扣安装座(9),上夹钳(1)可由卸扣油缸(7)驱动沿卸扣安装座(9)上的导轨(3)运动;上夹钳(1)、下夹钳(4)上均固定安装有一对夹紧油缸(2);其特征是,每对夹紧油缸(2)的相对面的端部分别装配有保持块(5),通过夹紧油缸(2)的伸缩,驱动保持块(5)在上夹钳(1)和/或下夹钳(4)形成的空间内进行转动,对该空间中安装的钻杆进行夹紧或松开。
6.一种深井钻机,包括如权利要求5所述的卸杆结构。
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