CN201065743Y - 钻井管柱旋扣装置 - Google Patents

Abstract

钻井管柱旋扣装置应是一种用于钻井管柱上扣或卸扣的专用工具。包括安装座、旋转架、上钳总成、下钳总成、液压旋扣马达、齿轮减速传动器和液压控制台。其特征是：安装座上固定有旋转架，在旋转架中间有上钳总成和下钳总成。上钳总成和下钳总成由一个销轴串联在一起。效果是：实现钻井作业过程中，钻杆、钻铤及各种管柱接头端部丝扣的连接或拆卸。钳头开口或闭合靠液压缸伸缩实现，进入或退离井口灵活。卡紧牙座与卡紧液压缸连接，能够适应不同外径规格管柱，旋扣液压缸带动旋扣轮卡紧管柱并且旋扣。扭矩液压缸完成紧扣或松扣，保证钻杆上、卸扣快捷、安全和可靠，同时扭矩大小可调节控制，提供精确紧扣扭矩。

Description

钻井管柱旋扣装置

技术领域

本实用新型涉及石油矿场机械领域，特别涉及地质钻探、石油钻井作业中，用于管柱旋扣的装置。具体地讲是一种用于钻井管柱上扣或卸扣的专用工具。

背景技术：

在地质勘探、石油钻井过程中，需要将两端带有螺纹的钻杆、钻铤及各种接头连接在一起，形成作业管柱。通常使用吊钳进行连接或拆卸钻杆、钻铤及接头端部丝扣，实现连接或拆卸管柱的目的。吊钳具有结构简单、卡紧可靠，且体积小、重量轻，操作使用方便的特点。由于吊钳采用手工操作、使用频繁，劳动强度大，容易发生人身事故；由于管柱连接、拆卸扭矩大，难以控制，近年来国内外先后研制各种形式的动力钳。如：气液钻杆钳、便携式动力钳等，共同缺点是：配备有多种型号的卡紧牙座，在连接或拆卸不同外径管柱时，需要更换相应规格的卡紧牙座。更换卡紧牙座会影响钻井作业速度，增加钻井工人劳动强度。

发明内容：

本实用新型的目的是：提供一种钻井管柱旋扣装置，实现石油勘探钻井作业过程中，钻杆、钻铤及各种管柱接头端部丝扣的连接或拆卸，也可用于其它领域圆形管柱接头螺纹的上扣或卸扣，并且能够适应不同外径管柱和接头。克服作业时需要更换相应规格卡紧牙座的不足。

本实用新型采用的技术方案是：钻井管柱旋扣装置包括安装座、旋转架、上钳总成、下钳总成、液压旋扣马达、齿轮减速传动器和液压控制台。其特征在于：安装座上固定有旋转架，在旋转架中间有上钳总成和下钳总成。上钳总成和下钳总成由一个销轴串联在一起。

下钳总成由左下钳体和右下钳体组成。左下钳体和右下钳体由销轴连接，开口、闭口液压缸的两端分别由固定销连接在左下钳体和右下钳体的尾部。开口、闭口液压缸的伸缩能实现左下钳体和右下钳体以销轴为中心转动，并实现左下钳体和右下钳体张开与闭合。左下钳体和右下钳体闭合后，左下钳体和右下钳体之间有圆形钳口。在左下钳体和右下钳体上分别各固定有一个卡紧液压缸，两个卡紧液压缸相对，两个卡紧液压缸端部有卡紧牙座。两个卡紧液压缸同时伸出时，能推动卡紧牙座卡紧管柱外壁，固定管柱。卡紧牙座能卡紧或松开管柱是由卡紧液压缸的伸缩实现的。能适应不同规格外径的管柱，管柱外径在85-210mm范围内无需更换任何零部件。

上钳总成由左上钳体和右上钳体组成。左上钳体和右上钳体由销轴连接。开口、闭口液压缸的两端分别由固定销连接在左上钳体和右上钳体的尾部。开口、闭口液压缸的伸缩能实现左上钳体和右上钳体以销轴为中心转动，并实现左上钳体和右上钳体张开与闭合。左上钳体和右上钳体闭合后，左上钳体和右上钳体之间有圆形钳口。在左上钳体和右上钳体上分别各固定有一个卡紧液压缸，两个卡紧液压缸相对，两个卡紧液压缸端部有卡紧牙座。两个卡紧液压缸同时伸出时，能推动卡紧牙座卡紧管柱外壁，固定管柱。在左上钳体和右上钳体上分别各固定有两个旋扣液压缸，四个旋扣液压缸放射状固定。每个旋扣液压缸的端部有旋扣轮。四个旋扣液压缸同时伸出，能推动旋扣轮卡紧管柱外壁并旋转，能带动管柱向左或向右旋转。

所述的四个旋扣轮通过齿轮减速传动器连接液压旋扣马达。液压旋扣马达固定在左上钳体上。液压旋扣马达为动力，带动齿轮减速传动器并带动四个旋扣轮实现正反转，能完成管柱旋扣(包括上扣或卸扣)。

所述的旋扣轮的外圆上有凸出的管牙，能卡紧管柱外壁，带动管柱旋转时不会打滑。

在上钳总成和下钳总成的尾部分别与扭矩液压缸连接，能够实现以管柱为轴心，上钳总成相对下钳总成的扭转，实现管柱松扣或紧扣。

在所述上钳总成与下钳总成的卡紧牙座顶部有钳牙块。

安装座固定在现今任何钻台面上，无需任何吊索，液压缸推动旋转架旋转带动上钳总成和下钳总成到达井口和小鼠洞。不用时还可以手动绕安装座使上钳总成和下钳总成移至其它位置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型钻井管柱旋扣装置实现石油勘探钻井作业过程中，钻杆、钻铤及各种管柱接头端部丝扣的连接或拆卸，能够适应不同外径管柱，管柱外径在85-210mm范围内无需更换任何零部件。钳头开口或闭合靠液压缸伸缩实现，进入或退离井口灵活。卡紧牙座与卡紧液压缸连接，能够适应不同外径规格管柱，旋扣液压缸带动旋扣轮卡紧管柱并且旋扣(包括上扣或卸扣)。扭矩液压缸完成紧扣或松扣，同时扭矩大小可调节控制，为不同规格的钻具，提供精确紧扣扭矩。克服原有动力钳作业时需要更换相应规格卡紧牙座的不足。

以下通过附图及实施例对本实用新型进一步加以说明。

附图说明

图1是本实用新型钻井管柱旋扣装置整体结构纵剖面示意图。

图2是图1俯视图。

图3是钻井管柱旋扣装置下钳总成5结构示意图。

图4是钻井管柱旋扣装置上钳总成4结构示意图。

图中，1.安装座，2.旋转架，3.液压旋扣马达，4.上钳总成，5.下钳总成，6.销轴，7.液压控制台，8.扭矩液压缸，9.左下钳体，10.右下钳体，11.卡紧液压缸，12.卡紧牙座，13.牙块，14.开口、闭口液压缸，15.固定销，16.左上钳体，17.右上钳体，18.旋扣轮，19.旋扣液压缸。

具体实施方式

实施例1：参阅图1。本实用新型钻井管柱旋扣装置的包括安装座1高度2500毫米，下部有能旋转的底盘。旋转架2为“C”字形，上钳总成4上部与旋转架2之间采用横向销轴连接。上钳总成4上固定有液压旋扣马达3。液压旋扣马达3连接齿轮减速传动器。上钳总成4上固定一个液压控制台7。安装座1上固定有一个旋转架2，在旋转架2中间一个上钳总成4和一个下钳总成5。上钳总成4和下钳总成5之间由一个纵向的销轴6串联在一起。液压旋扣马达3与液压控制台7之间有高压管线连接。参阅图2。在上钳总成4和下钳总成5的尾部分别与扭矩液压缸8连接，扭矩液压缸8的缸径为150毫米。扭矩液压缸8的作用是使上钳总成4和下钳总成5之间产生相对旋转运动，完成紧扣和卸扣动作。

参阅图3。下钳总成5由左下钳体9和右下钳体10组成。左下钳体9和右下钳体10由销轴6连接。开口、闭口液压缸14的两端分别由固定销15连接在左下钳体9和右下钳体10的尾部。开口、闭口液压缸14的伸缩能带动左下钳体9和右下钳体10以销轴6为中心转动。开口、闭口液压缸14的缸径为80毫米。左下钳体9和右下钳体10闭合后，左下钳体9和右下钳体10之间有圆形钳口。所述的圆形钳口内径为220毫米。在左下钳体9和右下钳体10上分别各固定有一个卡紧液压缸11。两个卡紧液压缸11的缸径为120毫米。两个卡紧液压缸11相对，两个卡紧液压缸11端部有卡紧牙座12。每个卡紧牙座12顶部有2块钳牙块13。卡紧液压缸11与液压控制台7之间有高压管线连接。

参阅图4。上钳总成4由左上钳体16和右上钳体17组成。左上钳体16和右上钳体17由销轴6连接。开口、闭口液压缸14的两端分别由固定销15连接在左上钳体16和右上钳体17的尾部。开口、闭口液压缸14的伸缩能带动左上钳体16和右上钳体17以销轴6为中心转动。左上钳体16和右下钳体17闭合后，左下钳体16和右下钳体17之间有圆形钳口。所述的圆形钳口内径为220毫米。在左上钳体16和右上钳体17上分别各固定有一个卡紧液压缸11，两个卡紧液压缸11、卡紧牙座12和钳牙块13的结构形状、位置关系与下钳总成5相同。在左上钳体16和右上钳体17上分别各固定有两个旋扣液压缸19，旋扣液压缸19的缸径为80毫米。四个旋扣液压缸19放射状固定，每个旋扣液压缸19的端部有一个旋扣轮18。旋扣轮18的外圆上有均匀分布有条状的凸出管牙。旋扣液压缸19与液压控制台7之间有高压管线连接。所述的四个旋扣轮18通过齿轮减速传动器连接液压旋扣马达3。液压旋扣马达3固定在左上钳体16上。液压旋扣马达3与液压控制台7之间有高压管线连接。

叙述钻井管柱旋扣装置的使用过程，有助于理解本实用新型。

1、上扣过程：

操作液压控制台7，使开口、闭口液压缸14缩短，上钳总成4和下钳总成5开口，井口管柱进入上钳总成4和下钳总成5的圆形钳口。然后，开口、闭口液压缸14伸长，推动上钳总成4和下钳总成5闭合。此时，操作液压控制台7使下钳总成5的两个卡紧液压缸11伸长，推动卡紧牙座12卡紧管柱接头下部。上钳总成5的四个旋扣液压缸19伸长，带动旋扣轮18卡紧管柱接头上部；并且液压旋扣马达3带动齿轮减速传动器和旋扣轮18旋转，迫使管柱上部转动并上扣。此时尽是上扣，并没有紧扣。然后，上钳总成4的旋扣液压缸19缩短，旋扣轮18回退，松开管柱。上钳总成4的两个卡紧液压缸11伸长，卡紧牙座12随着靠近井口管柱上部并且卡紧。扭矩液压缸8缩短，带动上钳总成4以管柱为中心相对下钳总成5扭转一定角度，实现管柱紧扣。最后，开口、闭口液压缸14缩短，上钳总成4和下钳总成5开口；上钳总成4和下钳总成5退出井口管柱。

2、卸扣过程：

操作液压控制台7，使开口、闭口液压缸14缩短，上钳总成4和下钳总成5开口，井口管柱进入上钳总成4和下钳总成5的圆形钳口。然后，开口、闭口液压缸14伸长，上钳总成4和下钳总成5闭合。此时，操作液压控制台7使下钳总成5的两个卡紧液压缸11伸长，推动卡紧牙座12卡紧管柱接头下部。上钳总成4的两个卡紧液压缸11伸长，卡紧牙座12随着靠近井口管柱上部并且卡紧。液压扭矩缸8伸长，带动上钳总成4以管柱为中心相对下钳总成5扭转一定角度，实现管柱松扣。此时尽是松扣，没有卸扣。上钳总成4卡紧液压缸11缩短，带动卡紧牙座12缩回。上钳总成4的四个旋扣液压缸19伸出带动旋扣轮18卡紧管柱上部，并且旋扣轮18旋转带动管柱上部转动快速卸扣。最后旋扣液压缸19缩短，旋扣轮18跟着退回，松开管柱。开口、闭口液压缸14缩短，上钳总成4和下钳总成5钳头开口，并退出井口。

Claims (8)

1.一种钻井管柱旋扣装置，包括安装座(1)、旋转架(2)、上钳总成(4)、下钳总成(5)、液压旋扣马达(3)、齿轮减速传动器和液压控制台(7)，其特征在于：安装座(1)上固定有旋转架(2)，在旋转架(2)中间有上钳总成(4)和下钳总成(5)，上钳总成(4)和下钳总成(5)由一个销轴(6)串联在一起，液压旋扣马达(3)与液压控制台(7)之间有高压管线连接。

2.根据权利要求1所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：下钳总成(5)由左下钳体(9)和右下钳体(10)组成，左下钳体(9)和右下钳体(10)由销轴(6)连接，开口、闭口液压缸(14)的两端分别由固定销(15)连接在左下钳体(9)和右下钳体(10)的尾部，开口、闭口液压缸(14)的伸缩能带动左下钳体(9)和右下钳体(10)以销轴(6)为中心转动，左下钳体(9)和右下钳体(10)闭合后，左下钳体(9)和右下钳体(10)之间有圆形钳口，在左下钳体(9)和右下钳体(10)上分别各固定有一个卡紧液压缸(11)，两个卡紧液压缸(11)相对，两个卡紧液压缸(11)端部有卡紧牙座(12)，卡紧液压缸(11)与液压控制台(7)之间有高压管线连接。

3.根据权利要求1所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：上钳总成(4)由左上钳体(16)和右上钳体(17)组成，左上钳体(16)和右上钳体(17)由销轴(6)连接，开口、闭口液压缸(14)的两端分别由固定销(15)连接在左上钳体(16)和右上钳体(17)的尾部，开口、闭口液压缸(14)的伸缩能带动左上钳体(16)和右上钳体(17)以销轴(6)为中心转动，左上钳体(16)和右上钳体(17)闭合后，左上钳体(16)和右上钳体(17)之间有圆形钳口，在左上钳体(16)和右上钳体(17)上分别各固定有一个卡紧液压缸(11)，两个卡紧液压缸(11)相对，两个卡紧液压缸(11)端部有卡紧牙座(12)，在左上钳体(16)和右上钳体(17)上分别各固定有两个旋扣液压缸(19)，四个旋扣液压缸(19)放射状固定，每个旋扣液压缸(19)的端部有旋扣轮(18)，旋扣液压缸(19)与液压控制台(7)之间有高压管线连接。

4.根据权利要求3所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：所述的四个旋扣轮(18)通过齿轮减速传动器连接液压旋扣马达(3)，液压旋扣马达(3)固定在左上钳体(16)上，液压旋扣马达(3)与液压控制台(7)之间有高压管线连接。

5.根据权利要求3或4所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：所述的旋扣轮(18)的外圆上有凸出的管牙。

6.根据权利要求3或4所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：所述的圆形钳口内径在180-250毫米之间。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：在上钳总成(4)和下钳总成(5)的尾部分别与扭矩液压缸(8)连接。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的钻井管柱旋扣装置，其特征是：在所述上钳总成(4)与下钳总成(5)的卡紧牙座(12)顶部有钳牙块(13)。

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