CN201794532U - 一种防扭转的钻铤套管气动卡瓦 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防扭转的钻铤套管气动卡瓦，属钻井配套设备技术领域。它由大方瓦、卡瓦体、动力缸、支撑盘、连接片、动力缸推拉杆、卡瓦牙、导向杆及扶正环等组成。大方瓦由两块组成，通过铰链连接，大方瓦上装置有与支撑盘连接的两个动力缸，支撑盘下面通过连接片装有卡瓦体，卡瓦体置于大方瓦内；大方瓦的底部装有扶正环。本实用新型采用全内置式气缸及气路结构，大大降低了卡瓦的工作高度，使工作面与钻台面基本平齐，方便液压大钳使用，提高了工作效率。解决了现有气动卡瓦存在工人劳动强度大，工作效率低，安全性能差的问题。而且同时具有防钮和防滑功能，提高了卡瓦的使用寿命。气路中配置有气控单向阀，提高了使用的安全性。

Description

一种防扭转的钻铤套管气动卡瓦

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种石油或地质钻井过程中起下钻铤和下放套管作业的防扭转的钻铤套管气动卡瓦，属钻井配套设备技术领域。

背景技术

[0002] 现在油田或地质钻井起下钻作业和下套管作业时，为了将作业的钻杆、钻铤或套管卡住固定在井口处，再利用液压大钳拆卸管具扣，一般采用双吊卡作业或单吊卡加手提式卡瓦的作业方式；同时为了防止钻铤或套管下滑，还要加装安全卡瓦。这些方式都存在工人劳动强度大，工作效率低，安全性能差等问题。特别是双吊卡作业方式，更容易造成单吊环起钻引发的重大工程和人身事故等问题。手提式钻杆卡瓦虽可提高一定的工作效率，但其自身重量较大，一般都在70公斤以上，工人劳动强度特别大，钻台上要配备多名操作人员轮班。

为了解决上述问题，有人对手提式卡瓦做过改进，但都只适用于起下钻杆使用。如中国专利：91229687.9，“一种石油钻井施工用气（液）动卡瓦”提供的多功能卡瓦，由于其工作高度高出钻台面较多、外置式动力缸占据空间大及运动易损件较多等原因，无法在现场得到大范围的推广。又如中国专利：92242347.4，“半自动钻柱卡瓦”，该卡瓦利用柱塞弹簧和操作人员施加的外力及体重实现卡瓦体的升降，工作高度较高，且同样存在自动化程度低，工人劳动强度大，工作效率低、安全性能差等问题。另有中国专利：02212500.0，“动力卡瓦”提供了一种利用外置式气缸为动力的钻柱卡瓦，气缸固定在大方瓦上面，气管线悬挂在外面，卡瓦体实际工作高度高，不利于井口设备和人员的操作。国外也有类似的气动钻杆动力卡瓦，工作高度均在600mm以上，井口进行液压大钳拆卸钻杆扣及摆放防喷盒等操作时相当困难，不适合我国国情使用。

上述的各种卡瓦，由于其卡瓦体在提升和下放的过程中是采用活动铰链靠卡瓦体的自重打开，经过多次作业后，会出现如上销轴固定螺丝滑扣、下销轴弯曲变形、导向杆固定螺丝松动等现象，工作可靠性较差；同时当出现铰链锈蚀时，卡瓦不能全部打开，易出现钻杆接箍与卡瓦体相碰撞，使卡瓦装置损坏的问题。

另外，以上几种改进过的气动卡瓦都不具有卡瓦体防钮功能，在起下钻铤过程中遇到液压背钳打滑时，夹持的钻具旋转会引起卡瓦体以及支撑盘、支撑盘连接组件、导向杆和气缸轴扭曲变形，严重影响卡瓦的使用，降低卡瓦使用寿命；在下套管过程中一般不打液压背钳，全部靠卡瓦的夹持力与液压钳配合接上套管接箍，因此卡瓦体径向夹持和轴向的防扭能力至关重要。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种以内置式气缸为推举动力，利用卡瓦体的重力上下滑动，并采用卡瓦体和大方瓦的锥度配合打开和收拢，具有卡瓦体凸台防钮功能，运行时可靠度高，更换卡瓦牙方便，能适用不同钻具的起下钻铤和下套管作业的防扭转的钻铤套管气动卡瓦。

本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的：

该防扭转的钻铤套管气动卡瓦由大方瓦、卡瓦体、动力缸、支撑盘、上销轴、连接片、下销轴、动力缸推拉杆、卡瓦体凸台、大方瓦凹槽、卡瓦牙、导向杆及扶正环组成，其特征在于：大方瓦由两块组成，通过铰链连接，大方瓦上装有动力缸，动力缸上装有动力缸推拉杆，动力缸推拉杆的另一端与支撑盘连接；支撑盘下面通过上销轴安装有连接片，连接片下端通过下销轴安装有卡瓦体，卡瓦体置于大方瓦内；大方瓦的底部装有扶正环。

大方瓦的内圆弧上部制作有大方瓦凹槽，卡瓦体的外圆弧上部制作有卡瓦体凸台；卡瓦体内圆弧面上制作有圆弧形的卡瓦牙。

本实用新型的有益效果在于：

该防扭转的钻铤套管气动卡瓦同时具有卡瓦体防钮功能以及卡瓦牙的防钮和防滑功能，在起下钻铤和套管的过程中，夹持的钻具打滑时不会引起卡瓦体以及支撑盘、支撑盘连接组件、导向杆和动力缸推拉杆的扭曲变形，提高了卡瓦的使用寿命。该防扭转的钻铤套管气动卡瓦采用全内置式气缸及气路结构，大大降低了卡瓦的工作高度，使其卡紧钻具时的工作面基本上与钻台面平齐，方便液压大钳使用；在气路配置中增加了气控单向阀，保证了气动卡瓦在张开状态下突然断气而不至下滑，提高了使用的安全性；减少了钻台上工作人员的配置，提高了工作效率。

附图说明：

图1为防扭转的钻铤套管气动卡瓦松开时的结构示意图；

图2为防扭转的钻铤套管气动卡瓦卡紧时的结构示意图；

图3为大方瓦与卡瓦体的凸台凹槽配合截面示意图。

图中：1、大方瓦，2、卡瓦体，3、动力缸，4、支撑盘，5、上销轴，6、连接片，7、下销轴，8、动力缸推拉杆，9、卡瓦体凸台，10、大方瓦凹槽，11、卡瓦牙，12、导向杆，13、扶正环，14、钻具。

具体实施方式：

该防扭转的钻铤套管气动卡瓦由大方瓦1、卡瓦体2、动力缸3、支撑盘4、上销轴5、连接片6、下销轴7、动力缸推拉杆8、卡瓦牙11、导向杆12及扶正环13构成。大方瓦1由两块组成，通过铰链连接，大方瓦1上安装有两个动力缸3，动力缸3上装有动力缸推拉杆8，动力缸推拉杆8的另一端与支撑盘4连接。支撑盘4下面的耳榫上通过销轴5安装有连接片6，连接片6下端通过下销轴7安装有卡瓦体2，卡瓦体2置于大方瓦1内。大方瓦1的底部装有扶正环13。大方瓦1的内圆弧上部制作有大方瓦凹槽10，卡瓦体2的外圆弧上部制作有卡瓦体凸台9；卡瓦体2的内圆弧面上制作有圆弧形的卡瓦牙11。

该防扭转的钻铤套管气动卡瓦用于起钻铤作业时，按照装吊卡或吊装接头——上提钻具——卡紧钻具——折卸螺纹——装吊卡或吊装接头的过程循环进行。装吊卡或吊装接头：移开起出的钻具，将吊卡或吊装接头安装在待起出的钻具接头下方，插上安全销或锁紧螺母；上提钻具：先用大钩挂住钻铤吊卡，司钻操作二位五通阀使动力缸3从缸底部先进气，活塞上行，活塞杆通过动力缸推拉杆8推动支撑盘4上升，支撑盘4拉动连接片6带动卡瓦体2上行，同时上提钻具14，四片卡瓦体2开成的圆开口直径在自重的作用下逐渐增至最大，让开钻具通道，钻具则继续上行，当需拆卸处的钻铤接头螺纹离开气动卡瓦的支撑盘4上端面500mm时，停止上提钻具，而将钻具卡紧。

卡紧钻具由安装在动力缸3下端和上端的两位五通阀控制，同时下端进气口还安装有气控单向阀，防止卡瓦体2在打开状态时主气路被意外砸断而下滑砸坏钻具14的事情发生。卡住钻具时先通过操作二位五通阀使动力缸3从缸上部先进气，活塞下行，经动力缸推拉杆8拉动支撑盘4下降，同时在卡瓦体2重力的作用下，支撑盘4通过连接片6带动卡瓦体2沿大方瓦1内弧面下行，四片卡瓦体2构成的圆开口直径逐渐减小，直至抱合卡紧钻具14为止。卡瓦体2下滑动到卡紧钻具14时，卡瓦体2背面的卡瓦体凸台9刚好卡在大方瓦1的大方瓦凹槽10内，通过卡瓦体凸台9与大方瓦凹槽10的间隙配合形成周向防扭力。

折卸螺纹：使用液压大钳折卸螺纹，移去起下的钻具14。为了使卡紧的钻具14工作可靠，在卡瓦体2与钻杆接触的表面上制有卡瓦牙11，卡瓦牙11的齿形为园形，卡紧钻具14时即具有防止钻具14下滑的功能，同时也具有防止钻具14受液压大钳旋转扭矩周向打滑的功能。

扶正环13的作用是在起钻作业中当钻具偏离井口中心时，避免钻具14磨损大方瓦1或避免钻具14接头磕碰卡瓦体2的下端部。

该防扭转的钻铤套管气动卡瓦用于下钻铤或下套管作业时，工作过程与起钻作业时基本相同，按照在下钻的钻具顶部安装吊卡或吊装接头——加装钻具并旋转扭紧螺纹——上提钻具松开卡瓦（松开后不继续上提）——下放钻具——卡紧钻具——折卸吊卡或吊装接头的过程循环进行。

本实用新型适用于ZP175、ZP205、ZP275和ZP375及同类的钻机钻盘，可用于卡持钻铤、套管等系统杆柱及管具。适用于钻铤和套管的取下钻作业。

Claims (2)

1.一种防扭转的钻铤套管气动卡瓦，它由大方瓦（1）、卡瓦体（2）、动力缸（3）、支撑盘（4）、上销轴（5）、连接片（6）、下销轴（7）、动力缸推拉杆（8）、卡瓦体凸台（9）、大方瓦凹槽（10）、卡瓦牙（11）、导向杆（12）及扶正环（13）组成，其特征在于：大方瓦（1）由两块组成，通过铰链连接，大方瓦（1）上装有动力缸（3），动力缸（3）上装有动力缸推拉杆（8），动力缸推拉杆（8）的另一端与支撑盘（4）连接；支撑盘（4）下面通过上销轴（5）安装有连接片（6），连接片（6）下端通过下销轴（7）安装有卡瓦体（2），卡瓦体（2）置于大方瓦（1）内；大方瓦（1）的底部装有扶正环（13）。

2.根据权利要求1所述的一种防扭转的钻铤套管气动卡瓦，其特征在于：大方瓦（1）的内圆弧上部制作有大方瓦凹槽（10），卡瓦体（2）的外圆弧上部制作有卡瓦体凸台（9）；卡瓦体（2）的内圆弧面上制作有圆弧形的卡瓦牙（11）。

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