CN109940556B - 一种井口套管拆装设备 - Google Patents

Abstract

一种井口套管拆装设备，包括液压套管钳、气动锤、拆卸工装、内备钳，所述的内备钳包括竖向连接板、横向连接板、上管和下管，所述的上管与横向连接板固定焊接，所述的上管和下管之间通过花键连接，并且上下管之间的花键通过内六角固定螺钉固定连接，在所述的下管内部安装有油缸和圆锥台，所述的油缸一端通过销轴与上管固定连接，油缸的另一端通过圆锥台销轴与圆锥台连接，所述的下管上还设置有上楔形钳和下楔形钳，所述的上楔形钳和下楔形钳的内侧面与圆锥台的外锥面相配合，所述的下管上开有安装上楔形钳和下楔形钳的开槽，该设备节省人力物力，提高工作效率，井场套管维修拆卸可以使用液压套管钳。

Description

一种井口套管拆装设备

技术领域

本发明涉及油田井口作业设备技术领域，具体地说就是一种井口套管拆装设备。

背景技术

油田井口套管需要定期拆卸维护，目前拆卸方式为人工用链钳或管钳拆卸，由于连接螺纹时间长了锈蚀而很难松动，因此套管拆卸困难。拆卸时须先用大锤震击，然后人工用链钳拆卸露出地上的套管，工作效率低，费工费力。如果能够用液压套管钳拆卸，则省时省力。用液压套管钳拆卸，需要解决以下技术问题：①用液压套管钳拆卸，需要备钳和套管钳同时卡紧拆卸套管和与其螺纹连接的下部套管，以便为钳头拆卸提供备紧力；但下部套管大多在地下，没有露出地面，现场无法卡夹，作业现场也无法找到可提供备紧力的固定装置；②由于套管螺纹时间久了大多生锈，仅用套管钳拆卸是不够的，还需要边拆卸边震击，而现场再施以人工震击，则同样耗费人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井口套管拆装设备，该设备节省人力物力，提高工作效率，井场套管维修拆卸可以使用液压套管钳。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种井口套管拆装设备，包括液压套管钳、气动锤、拆卸工装、内备钳，所述的内备钳包括竖向连接板、横向连接板、上管和下管，所述的上管与横向连接板固定焊接，所述的上管和下管之间通过花键连接，并且上下管之间的花键通过内六角固定螺钉固定连接，在所述的下管内部安装有油缸和圆锥台，所述的油缸一端通过销轴与上管固定连接，油缸的另一端通过圆锥台销轴与圆锥台连接，所述的下管上还设置有上楔形钳和下楔形钳，所述的上楔形钳和下楔形钳的内侧面与圆锥台的外锥面相配合，所述的下管上开有安装上楔形钳和下楔形钳的开槽，所述的上楔形钳绕下管圆周均匀分布，所述的下楔形钳绕下管圆周均匀分布，在所述的上楔形钳的外侧环绕设置回位弹簧，在所述的下楔形钳的外侧环绕设置回位弹簧。

作为优化，所述的液压套管钳与拆卸工装卡接实现固定，所述的拆卸工装包括液压套管钳卡夹部、气动锤安装板和法兰盘，所述的液压套管钳卡夹部与法兰盘焊接固定，在所述的液压套管钳卡夹部的外圆面上焊接有两个对称分布的气动锤安装板，在所述的气动锤安装板上安装有气动锤。

作为优化，所述的横向连接板与竖向连接板之间活动安装，所述的横向连接板可沿竖向连接板上下滑动，所述的竖向连接板横截面为U型，所述的横向连接板一端设置在竖向连接板的U型结构内部，在所述的横向连接板的另一端通过连接耳板与上管焊接，在所述的连接耳板上还设置有两个对称分布的定位销，在所述的定位销上安装有压紧弹簧。

作为优化，所述的圆锥台的外锥面斜度为3°，所述的上楔形钳和下楔形钳与圆锥台的配合面斜度为3°，在所述的上楔形钳和下楔形钳与圆锥台接触面设置有滚轮。

作为优化，所述的上楔形钳的外侧设置有安装回位弹簧的凹槽，在上楔形钳上设置有上下两个凹槽，在所述的下管上开有安装回位弹簧的凹槽。

作为优化，所述的下楔形钳的外侧设置有安装回位弹簧的凹槽，在下楔形钳上设置有上下两个凹槽，在所述的下管上开有安装回位弹簧的凹槽。

作为优化，所述的上楔形钳数量为6或者8个，并且沿着圆锥台均匀分布。

作为优化，所述的下楔形钳数量为6或者8个，并且沿着圆锥台均匀分布。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种井口套管拆装装置，利用液压动力源驱动液压油缸产生向下的轴向推力，为套管拆卸提供备紧力，从根本上改变了链钳拆卸的人工方式，提高了拆卸的自动化程度和工作效率。

附图说明

图1为本发明内备钳结构图；

图2为本发明内备钳上管和下管剖视图；

图3为本发明B-B方向剖视图；

图4为本发明上管和下管连接处剖视图；

图5为本发明内备钳张紧时内部结构放大图；

图6为本发明拆卸工装结构放大图；

图7为本发明工作状态示意图；

其中，1压紧弹簧、2横向连接板、3竖向连接板、4定位销、5上管、6下管、7上楔形钳、8回位弹簧、9下楔形钳、10销轴、11油缸、12圆锥台销轴、13圆锥台、14井口套管、15拆卸套管、16底部法兰、17拆卸工装、18法兰螺栓、19内六角固定螺钉、20液压套管钳卡夹部、21气动锤安装板、22法兰盘、23吊机、24内备钳、25液压套管钳、26气动锤。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种井口套管拆装设备，包括液压套管钳25、气动锤26、拆卸工装17、内备钳24，所述的内备钳24包括竖向连接板3、横向连接板2、上管5和下管6，所述的上管5与横向连接板2固定焊接，所述的上管5和下管6之间通过花键连接，并且上下管之间的花键通过内六角固定螺钉19固定连接，在所述的下管6内部安装有油缸11和圆锥台13，所述的油缸11一端通过销轴10与上管5固定连接，油缸11的另一端通过圆锥台销轴12与圆锥台13连接，所述的下管6上还设置有上楔形钳7和下楔形钳9，所述的上楔形钳7和下楔形钳9的内侧面与圆锥台13的外锥面相配合，所述的下管6上开有安装上楔形钳7和下楔形钳9的开槽，所述的上楔形钳7绕下管6圆周均匀分布，所述的下楔形钳9绕下管6圆周均匀分布，在所述的上楔形钳7的外侧环绕设置回位弹簧8，在所述的下楔形钳9的外侧环绕设置回位弹簧8。

作为优化，所述的液压套管钳25与拆卸工装17卡接实现固定，所述的拆卸工装17包括液压套管钳卡夹部20、气动锤安装板21和法兰盘22，所述的液压套管钳卡夹部20与法兰盘22焊接固定，在所述的液压套管钳卡夹部20的外圆面上焊接有两个对称分布的气动锤安装板21，在所述的气动锤安装板21上安装有气动锤26。

作为优化，所述的横向连接板2与竖向连接板3之间活动安装，所述的横向连接板2可沿竖向连接板3上下滑动，所述的竖向连接板3横截面为U型，所述的横向连接板2一端设置在竖向连接板3的U型结构内部，在所述的横向连接板2的另一端通过连接耳板与上管5焊接，在所述的连接耳板上还设置有两个对称分布的定位销4，在所述的定位销4上安装有压紧弹簧1。

作为优化，所述的圆锥台13的外锥面斜度为3°，所述的上楔形钳7和下楔形钳9与圆锥台13的配合面斜度为3°，在所述的上楔形钳7和下楔形钳9与圆锥台13接触面设置有滚轮。

作为优化，所述的上楔形钳7的外侧设置有安装回位弹簧8的凹槽，在上楔形钳7上设置有上下两个凹槽，在所述的下管6上开有安装回位弹簧8的凹槽。

作为优化，所述的下楔形钳9的外侧设置有安装回位弹簧8的凹槽，在下楔形钳9上设置有上下两个凹槽，在所述的下管6上开有安装回位弹簧8的凹槽。

作为优化，所述的上楔形钳7数量为6或者8个，并且沿着圆锥台13均匀分布。

作为优化，所述的下楔形钳9数量为6或者8个，并且沿着圆锥台13均匀分布。

如图1所示实施例中，一种井口套管拆装设备，包括液压套管钳、气动锤、拆卸工装、内备钳，所述的内备钳包括竖向连接板、横向连接板、上管和下管，套管内备钳主要由上管5、下管6、上楔形钳7、下楔形钳9、液压油缸11、圆锥台13、横向连接板2、竖向连接板3组成。圆锥台13位于本装置下端，斜度为3°，圆锥台外围有上下两排各8个楔形钳7、9，楔形钳7、9与圆锥台13配合面斜度为3°， 楔形钳7、9在下管6的16个方孔内，楔形钳7、9与圆锥台13的接触面有两个滚轮，与圆锥台13的摩擦为滚动摩擦。圆锥台13上部用圆锥台销轴12连接液压油缸11，液压油缸11另一端用销轴10与上管5固定。当液压油缸11产生向下的轴向推力时，楔形钳7、9便向外扩张，产生19倍轴向推力的扩张力，依靠楔形钳7、9与套管内壁的摩擦力使内备钳24固定。液压套管钳25通过横向连接板2、竖向连接板3与内备钳24固定在一起，从而为钳头转动提供备紧力，液压套管钳25便可拆卸套管。每个楔形钳7、9的外侧有上下两个凹槽，上下两排楔形钳的凹槽内环绕回位弹簧8，当楔形钳7、9向外扩张时，回位弹簧8被拉伸，当拆卸完成后，液压油缸11带动圆锥台13回退，16个楔形钳7、9便在回位弹簧8的收缩下回退到圆管内。从而可退出内备钳24。

该井口拆装设备主要包括：液压套管钳1套，气动锤2个，自制拆卸工装一个，自制内备钳1个。拆卸时将内备钳伸入两连接套管的下部套管，内备钳内部配有液压油缸。启动液压油缸将产生向下的推力，利用楔形放大原理在轴向推力的作用下楔形钳向外张开，产生19倍推力的扩张力，与套管内壁产生巨大的摩擦力从而将内备钳固定。内备钳上部通过横向连接板和竖向连接板与套管钳连接，使套管钳外壳被连接板锁住不能周向转动，从而套管钳钳头便可转动拆卸套管。

拆卸时，将井口四通拆下，露出底部法兰16，用法兰螺栓18将拆卸工装17与井口底部法兰16连接在一起并拧紧，在拆卸工装17两边安装有气动锤26，以便拆卸时震击。自制拆卸工装见附图3。

现场可备随车吊货车一辆，货车上配有储气罐，液压系统自底盘车取力，气路系统取力于储气罐。用随车吊机23吊起液压套管钳25，用法兰螺栓18将拆卸工装17与井口底部法兰16连接在一起，将内备钳24伸入套管内使楔形钳7、9对准底部套管，驱动液压油缸11，内备钳的楔形钳7、9便向外张而卡紧套管内壁，内备钳24便通过钳牙与套管内壁的摩擦力起到固定备紧作用。用横向连接板2和竖向连接板3将内备钳24与液压套管钳25外壳连接在一起，液压套管钳25外壳便被锁住而不再转动，将液压套管钳25钳牙卡紧自制拆卸工装17的液压套管钳卡夹部20处，将2个气动锤26安装在自制拆卸工装17的气动锤安装板21处，启动液压套管钳25及气动锤26，气动锤26震击的同时，液压套管钳25钳头旋转拆卸，由于拆卸工装17与被拆卸套管15用法兰螺栓18连接，这样被拆卸套管15在拆卸工装17的带动下便被拆卸下来。

在施工现场，井口套管14与拆卸套管15通过螺纹连接，井口套管14多在地下，被土埋住，只露出拆卸套管15与井口四通。拆卸时，将井口四通拆下，露出底部法兰16，自制拆卸工装17与底部法兰16通过法兰螺栓18连接，用液压套管钳卡夹拆卸工装17的液压套管钳卡夹部20，便可将拆卸套管15拆卸下来。

本拆卸工装17与井口底部法兰16通过法兰螺栓18连接，气动锤安装板21上安装气动锤26，拆卸时液压套管钳25卡夹液压套管钳卡夹部20，启动气动锤26，震击后便可启动液压套管钳25，拆卸套管15便被拆卸下来。本发明专利为一井口套管拆装设备，具体包括液压套管钳25一套，气动锤26两个，自制拆卸工装17一个，自制内备钳24一个，以及其它附件。工作时，现场可备随车吊一辆，随车吊货车配有储气罐。液压系统自随车吊底盘取力，气动锤自储气罐取力。

工作时，首先将井口四通拆下，露出底部法兰16，用法兰螺栓18将拆卸工装17与井口底部法兰16连接在一起并拧紧，在拆卸工装17两边安装气动锤26，以便拆卸时进行震击。

用随车吊机23吊起液压套管钳25，液压套管钳25与竖向连接板3固定在一起，自制内备钳24的定位销4穿入液压套管钳25的左右两孔中，压紧弹簧1压紧液压套管钳25，自制内备钳24的横向连接板2与竖向连接板3可以上下相对滑动。拆卸时，将自制内备钳24的上楔形钳7与下楔形钳9伸入拆卸套管15内部，液压套管钳 25钳头卡紧拆卸工装17的液压套管钳卡夹部20，启动液压油缸11，圆锥台13向下运动，上楔形钳7与下楔形钳9便向外扩张，产生19倍推力的向外扩张力，16个楔形钳卡紧套管内部，自制内备钳24便成了井场的固定物体。横向连接板2通过竖向连接板3的凹槽进行圆周固定，竖向可相对滑动。由于竖向连接板3与液压套管钳25通过螺栓固定，因此液压套管钳25在拆卸时只能上下运动，而不能周向旋转，因此钳头转动便可拆卸拆卸套管15。

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 (8)

1.一种井口套管拆装设备，其特征在于：包括液压套管钳（25）、气动锤（26）、拆卸工装（17）、内备钳（24），所述的内备钳（24）包括竖向连接板（3）、横向连接板（2）、上管（5）和下管（6），所述的上管（5）与横向连接板（2）固定焊接，所述的上管（5）和下管（6）之间通过花键连接，并且上下管之间的花键通过内六角固定螺钉（19）固定连接，在所述的下管（6）内部安装有油缸（11）和圆锥台（13），所述的油缸（11）一端通过销轴（10）与上管（5）固定连接，油缸（11）的另一端通过圆锥台销轴（12）与圆锥台（13）连接，所述的下管（6）上还设置有上楔形钳（7）和下楔形钳（9），所述的上楔形钳（7）和下楔形钳（9）的内侧面与圆锥台（13）的外锥面相配合，所述的下管（6）上开有安装上楔形钳（7）和下楔形钳（9）的开槽，所述的上楔形钳（7）绕下管（6）圆周均匀分布，所述的下楔形钳（9）绕下管（6）圆周均匀分布，在所述的上楔形钳（7）的外侧环绕设置回位弹簧（8），在所述的下楔形钳（9）的外侧环绕设置回位弹簧（8）。

2.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的液压套管钳（25）与拆卸工装（17）卡接实现固定，所述的拆卸工装（17）包括液压套管钳卡夹部（20）、气动锤安装板（21）和法兰盘（22），所述的液压套管钳卡夹部（20）与法兰盘（22）焊接固定，在所述的液压套管钳卡夹部（20）的外圆面上焊接有两个对称分布的气动锤安装板（21），在所述的气动锤安装板（21）上安装有气动锤（26）。

3.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的横向连接板（2）与竖向连接板（3）之间活动安装，所述的横向连接板（2）可沿竖向连接板（3）上下滑动，所述的竖向连接板（3）横截面为U型，所述的横向连接板（2）一端设置在竖向连接板（3）的U型结构内部，在所述的横向连接板（2）的另一端通过连接耳板与上管（5）焊接，在所述的连接耳板上还设置有两个对称分布的定位销（4），在所述的定位销（4）上安装有压紧弹簧（1）。

4.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的圆锥台（13）的外锥面斜度为3°，所述的上楔形钳（7）和下楔形钳（9）与圆锥台（13）的配合面斜度为3°，在所述的上楔形钳（7）和下楔形钳（9）与圆锥台（13）接触面设置有滚轮。

5.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的上楔形钳（7）的外侧设置有安装回位弹簧（8）的凹槽，在上楔形钳（7）上设置有上下两个凹槽，在所述的下管（6）上开有安装回位弹簧（8）的凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的下楔形钳（9）的外侧设置有安装回位弹簧（8）的凹槽，在下楔形钳（9）上设置有上下两个凹槽，在所述的下管（6）上开有安装回位弹簧（8）的凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的上楔形钳（7）数量为6或者8个，并且沿着圆锥台（13）均匀分布。

8.根据权利要求1所述的一种井口套管拆装设备，其特征在于：所述的下楔形钳（9）数量为6或者8个，并且沿着圆锥台（13）均匀分布。