CN110952940A - 一种钻井动力卡瓦居中装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钻井动力卡瓦居中装置，钻井动力卡瓦包括卡瓦座和位于卡瓦座内的卡瓦，用于钻井的钻杆柱位于卡瓦内；居中装置包括固定在卡瓦座底部的与卡瓦同心设置的环形支撑板和固定在支撑板上的推动装置；推动装置包括至少两个液压缸和由每个液压缸推动的推板；至少两个推板在被液压缸推动到设定位置时形成位于卡瓦中心的整圆形；通过在卡瓦座的底部设计支撑板，在支撑板上设计由液压缸推动转动的推板，所有推板在被液压缸推动到设定位置时，形成一个位于卡瓦中心的整圆形，因此就实现了在推动推板的过程中，将大致位于卡瓦中部又没有对齐的钻杆柱推动到了卡瓦的中心，从而实现了钻杆柱的居中，从而保证了钻井动力卡瓦的正常使用。

Description

一种钻井动力卡瓦居中装置

技术领域

本公开一般涉及石油和天然气钻井工具，具体涉及一种钻井动力卡瓦居中装置和方法。

背景技术

现有石油和天然气钻井过程中，传统的双吊卡作业或单吊卡加手提式卡瓦作业方式正在逐渐被液压动力卡瓦或气动卡瓦所取代，液压动力卡瓦和气动卡瓦统称为钻井动力卡瓦，由于具有自动刮泥、远程操作、液压或气动上下控制，实现卡紧或松开钻杆柱的功能。但是由于绝大部分油井在钻井施工时，钻杆柱不一定位于井口中心，特别时近年来越来越多的水平井、分支井和大斜度井等特殊井的钻井施工，钻杆柱一般都是偏离井口中心位置的，在多瓣式卡瓦卡紧钻杆柱的过程中，由于钻杆柱不是在井口中心位置，极易发生卡瓦体偏斜从而无法有效居中卡紧钻杆，造成了钻井动力卡瓦无法正常使用的情况，亟待解决钻井动力卡瓦使用过程中的钻杆柱的居中问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种钻井动力卡瓦居中装置和方法。

第一方面本申请提供一种钻井动力卡瓦居中装置，所述钻井动力卡瓦包括卡瓦座和位于卡瓦座内的卡瓦，用于钻井的钻杆柱位于所述卡瓦内；所述居中装置包括固定在卡瓦座底部的与所述卡瓦同心设置的环形支撑板和固定在所述支撑板上的推动装置；所述推动装置包括至少两个液压缸和由每个液压缸推动的推板；至少两个所述推板在被所述液压缸推动到设定位置时形成位于卡瓦中心的整圆形。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述液压缸的数量为2个，每个所述液压缸与其推动的推板形成一组推动机构；两组所述推动机构以卡瓦的径向线对称设置；

每个所述推动机构内：所述推板的一端铰接在所述支撑板上，另一端铰接所述液压缸的活塞杆的端部；所述推板的侧边设有半圆槽；

两个所述推动机构的液压缸的活塞杆伸出到设定位置时，两个所述半圆槽形成一个位于所述卡瓦中心的整圆形；所述整圆形的直径大于钻杆柱的直径。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述液压缸的数量为至少3个，每个所述液压缸的活塞杆的端部固定有推板；所述推板为弧形状；所述液压缸的活塞杆与所述卡瓦的径向线平行；

三个所述液压缸的活塞杆伸出到设定位置时，三个所述推板之间形成位于所述卡瓦中心的整圆形；所述整圆形的直径略大于钻杆柱的直径。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述推板的边缘向远离其圆心的方向伸出有翅片。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑板上设有回转座，所述液压缸通过所述回转座固定在所述支撑板上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑板上设有双耳环，所述液压缸的活塞杆的端部通过所述双耳环与所述推板的端部连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑板上设有缴销座，所述推板的端部通过所述缴销座固定在所述支撑板上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑板上再设定位置处设有用于限定所述推板移动位置的限位块。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述卡瓦座的底部均匀固定有至少5根支腿；所述支撑板的顶端通过所述支腿固定在所述卡瓦座的底部。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述卡瓦座的底部周向设有90度弯折的安装通道；所述安装通道的一端通向所述卡瓦座的底面，另一端通向所述卡瓦座的内侧面；所述安装通道的水平部分为螺纹面；

所述支撑板上对应所述安装通道设有安装通孔；所述支撑板的底面穿入有依次伸入安装通孔和安装通道的T型钉；所述T型钉的端部开设有螺纹孔；

所述卡瓦座的侧面螺纹伸入有螺钉，所述螺钉依次伸入所述安装通道和T型钉，将支撑板固定在卡瓦座的底面。

本申请的上述技术方案中，通过在卡瓦座的底部设计支撑板，在支撑板上设计由液压缸推动转动的推板，所有推板在被液压缸推动到设定位置时，形成一个位于卡瓦中心的整圆形，因此就实现了在推动推板的过程中，将大致位于卡瓦中部又没有对齐的钻杆柱推动到了卡瓦的中心，从而实现了钻杆柱的居中，即位于卡瓦的中心，从而保证了钻井动力卡瓦的正常使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1至图4为本申请实施例一的结构示意图；

图5至图6为本申请实施例二的结构示意图；

图7为本申请实施例三的结构示意图；

图8为本申请实施例四的结构示意图。

图中标号：

1.卡瓦座；2.卡瓦；3.钻杆柱；4.环形支撑板；5.液压缸；6.推板；7.活塞杆；8.半圆槽；10.回转座；11.缴销座；12.支腿；18.整圆形；9.翅片；13.安装通道；14.安装通孔；15.T型钉；16.螺纹孔；17.螺钉；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参考图1和图2为本实施例一种钻井动力卡瓦居中装置的结构示意图，所述钻井动力卡瓦包括卡瓦座1和位于卡瓦座1内的卡瓦2，用于钻井的钻杆柱3位于所述卡瓦2内；所述居中装置包括固定在卡瓦座1底部的与所述卡瓦2同心设置的环形支撑板4和固定在所述支撑板4上的推动装置；所述推动装置包括至少两个液压缸5和由每个液压缸5推动的推板6；至少两个所述推板6在被所述液压缸5推动到设定位置时形成位于卡瓦2中心的整圆形。

在本实施例中，液压缸5的数量为2个，每个所述液压缸5与其推动的推板6形成一组推动机构；两组所述推动机构以卡瓦2的径向线对称设置；

每个所述推动机构内：所述推板6的一端铰接在所述支撑板4上，另一端铰接所述液压缸5的活塞杆7的端部；所述推板6的侧边设有半圆槽8；具体地，所述支撑板4上设有回转座10，所述液压缸5通过所述回转座10固定在所述支撑板4上。所述支撑板4上设有双耳环5，所述液压缸5的活塞杆7的端部通过所述双耳环5与所述推板6的端部连接。所述支撑板4上设有缴销座11，所述推板6的端部通过所述缴销座11固定在所述支撑板4上。

如图3所示，两个所述推动机构的液压缸5的活塞杆7伸出到设定位置时，两个所述半圆槽8形成一个位于所述卡瓦2中心的整圆形；所述整圆形的直径大于钻杆柱3的直径。

其中，两个推动机构的对称设置方式也可以采用以卡瓦的圆心中心对称的方式；如图4所示；也即，只要两个支撑板4在被推动到设定位置时，可以形成整圆形18为宜。

由于本方案中，当钻杆柱3被安装后，给液压缸5进油，使得液压缸5推动推板转动，将推板6推动到设定位置；设定位置为推板6被推动到与钻杆柱3的径向线平行的位置，两个半圆槽8形成的整圆形大于钻杆柱3的外径，使得不管钻杆柱3在实际安装后偏离中心的哪个方向，都可以被推到中心的位置。

当钻杆柱3被推到中心位置后，液压缸5回油，活塞杆7被缩回，拉动推板6复位，使得卡瓦可以开始工作。

优选地，所述支撑板4上再设定位置处设有用于限定所述推板6移动位置的限位块。限位块可以避免推板6被推出超过设定位置；保证了每次推板6形成的整圆形都在卡瓦的中心位置。

在本实施例中，支撑板4通过螺钉固定在卡瓦座1的底部。

实施例2

本实施例中，如图5所示，在实施例1的基础上，将推动装置更改为：所述液压缸5的数量为至少3个，每个所述液压缸5的活塞杆的端部固定有推板6；所述推板6为弧形状；所述液压缸5的活塞杆7与所述卡瓦2的径向线平行；

如图6所示，三个所述液压缸5的活塞杆7伸出到设定位置时，三个所述推板6之间形成位于所述卡瓦2中心的整圆形；所述整圆形的直径略大于钻杆柱3的直径。

本实施例中，3个液压缸5以卡瓦的中心均匀等间距的分布，3个液压缸5的活塞杆7伸出同样的伸出量以后，三个推板6位于同一圆周上，此时，设定位置为三个液压缸5的活塞杆7的设定伸出量时推板6达到的位置，由于推板6均匀分布，因此不管钻杆柱3位于哪个偏心的位置，均可被推动到中心位置。

在其他实施例中，液压缸5及推板6的数量也可以是4个甚至更多个。

优选地，所述推板3的边缘向远离其圆心的方向伸出有翅片9。翅片9可以给在两个推板之间钻杆柱以推力，起辅助作用。

实施例3

如图7所示，本实施例在实施例1的基础上，将支撑板4的支撑方式更改为以下方式：所述卡瓦座1的底部均匀固定有至少5根支腿12；所述支撑板4的顶端通过所述支腿12固定在所述卡瓦座1的底部。在本实施例中，支腿12与卡瓦座1通过螺钉连接。

实施例4

如图8所示，本实施例在实施例1的基础上，将支撑板4的支撑方式更改为以下方式：所述卡瓦座1的底部周向设有90度弯折的安装通道13；所述安装通道13的一端通向所述卡瓦座1的底面，另一端通向所述卡瓦座1的内侧面；所述安装通道13的水平部分为螺纹面；

所述支撑板4上对应所述安装通道13设有安装通孔14；所述支撑板4的底面穿入有依次伸入安装通孔14和安装通道13的T型钉15；所述T型钉15的端部开设有螺纹孔16；

所述卡瓦座1的侧面螺纹伸入有螺钉17，所述螺钉17依次伸入所述安装通道13和T型钉15，将支撑板4固定在卡瓦座1的底面。

安装支撑板4的时候，首先将T型钉15从支撑板4的底部插入，再插入到安装通道13的竖直部分，因此T型钉15的长度大于等于支撑板4的厚度与安装通道13的竖直部分的长度之和；当T型钉15的端部与卡瓦座1接触时，再从横向将螺钉17横向插入到安装通道13的的水平部分；由于T型钉15的端部设有螺纹孔，因此螺钉17可以与安装通道13的的水平部分和T型钉15端部的螺纹孔螺纹连接，由此，把支撑板4固定在卡瓦座1的底面。

因此，优选地，为了便于T型钉15端部的螺纹孔的对齐，在T型钉的外露端设有与螺纹孔的轴向平行的指示线；

本实施例中的支撑板的固定方式，使得支撑板4可以与卡瓦座1贴紧接触，从而使得结构更紧凑。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种钻井动力卡瓦居中装置，所述钻井动力卡瓦包括卡瓦座(1)和位于卡瓦座(1)内的卡瓦(2)，用于钻井的钻杆柱(3)位于所述卡瓦(2)内；其特征在于，所述居中装置包括固定在卡瓦座(1)底部的与所述卡瓦(2)同心设置的环形支撑板(4)和固定在所述支撑板(4)上的推动装置；所述推动装置包括至少两个液压缸(5)和由每个液压缸(5)推动的推板(6)；至少两个所述推板(6)在被所述液压缸(5)推动到设定位置时形成位于卡瓦(2)中心的整圆形。

2.根据权利要求1所述的钻井动力卡瓦居中装置，所述液压缸(5)的数量为2个，每个所述液压缸(5)与其推动的推板(6)形成一组推动机构；两组所述推动机构以卡瓦(2)的径向线对称设置；

每个所述推动机构内：所述推板(6)的一端铰接在所述支撑板(4)上，另一端铰接所述液压缸(5)的活塞杆(7)的端部；所述推板(6)的侧边设有半圆槽(8)；

两个所述推动机构的液压缸(5)的活塞杆(7)伸出到设定位置时，两个所述半圆槽(8)形成一个位于所述卡瓦(2)中心的整圆形；所述整圆形的直径大于钻杆柱(3)的直径。

3.根据权利要求1所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述液压缸(5)的数量为至少3个，每个所述液压缸(5)的活塞杆的端部固定有推板(6)；所述推板(6)为弧形状；所述液压缸(5)的活塞杆(7)与所述卡瓦(2)的径向线平行；

三个所述液压缸(5)的活塞杆(7)伸出到设定位置时，三个所述推板(6)之间形成位于所述卡瓦(2)中心的整圆形；所述整圆形的直径略大于钻杆柱(3)的直径。

4.根据权利要求3所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述推板(3)的边缘向远离其圆心的方向伸出有翅片(9)。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述支撑板(4)上设有回转座(10)，所述液压缸(5)通过所述回转座(10)固定在所述支撑板(4)上。

6.根据权利要求2所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述支撑板(4)上设有双耳环(5)，所述液压缸(5)的活塞杆(7)的端部通过所述双耳环(5)与所述推板(6)的端部连接。

7.根据权利要求6所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述支撑板(4)上设有缴销座(11)，所述推板(6)的端部通过所述缴销座(11)固定在所述支撑板(4)上。

8.根据权利要求2、3、6、7任意一项所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述支撑板(4)上再设定位置处设有用于限定所述推板(6)移动位置的限位块。

9.根据权利要求1、2、3、6、7任意一项所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述卡瓦座(1)的底部均匀固定有至少5根支腿(12)；所述支撑板(4)的顶端通过所述支腿(12)固定在所述卡瓦座(1)的底部。

10.根据权利要求1、2、3、6、7任意一项所述的钻井动力卡瓦居中装置，其特征在于，所述卡瓦座(1)的底部周向设有90度弯折的安装通道(13)；所述安装通道(13)的一端通向所述卡瓦座(1)的底面，另一端通向所述卡瓦座(1)的内侧面；所述安装通道(13)的水平部分为螺纹面；

所述支撑板(4)上对应所述安装通道(13)设有安装通孔(14)；所述支撑板(4)的底面穿入有依次伸入安装通孔(14)和安装通道(13)的T型钉(15)；所述T型钉(15)的端部开设有螺纹孔(16)；

所述卡瓦座(1)的侧面螺纹伸入有螺钉(17)，所述螺钉(17)依次伸入所述安装通道(13)和T型钉(15)，将支撑板(4)固定在卡瓦座(1)的底面。

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