CN207229041U - 套管送入工具液力执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种套管送入工具液力执行器，芯轴上部设置有两个台阶，靠上的一个台阶上设置有背帽，靠下的一个台阶上设置有上轴承组；上轴承组外圈套装有液缸壳体，液缸壳体上端口通过一圈上螺柱及其上螺母连接有端盖，液缸壳体的内壁套接有液缸活塞，液缸壳体下端口通过下螺钉安装有下端盖；芯轴下部的长台阶分别安装有弹簧和轴承套，轴承套外周套装有下轴承组，下轴承组外圈设置有轴承盖，轴承盖上端内沿与液缸活塞下端口外沿螺纹套接。本实用新型的结构紧凑，稳固性和可靠性好，液压缸无需持续保持液压力。
Description
技术领域
本实用新型属于机械设备技术领域，涉及一种套管送入工具液力执行器。
背景技术
顶驱套管送入装置是顶驱装置的延伸产品，它扩大了顶驱装置的应用范围，除了钻井作业外还可完成下套管作业，替代了目前普遍应用的液压套管钳等设备，集机械、液压于一体，设计有内、外两种夹持形式。利用顶驱套管送入装置进行上扣时，其夹持机构(内卡或外卡)与套管的接触面积更大，相应的单位面积压应力更小，进而对套管的损伤降低，这对于提高套管寿命和油井寿命均有重要意义。
在进行下套管作业时，其中的卡瓦卡定系统至关重要，而其作业过程必然离不开卡瓦卡定和解卡的执行机构，即套管送入工具液力执行器。套管送入工具液力执行器需要提供推力或拉力驱动卡瓦装置，同时在液力丧失的情况下为了保证安全，卡瓦装置必须紧紧抱住套管柱以保证卡瓦的卡定状态，防止套管意外掉落而造成事故；因此套管送入工具液力执行器除了保证操作安全性以外，还要保证作业的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种套管送入工具液力执行器，解决了现有技术在卡紧或放松套管的动力不足，液压源意外丧失情况下不能保证套管卡定夹持安全，套管作业过程的可靠性不够的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种套管送入工具液力执行器，芯轴上部设置有两个台阶，靠上的一个台阶上设置有背帽，靠下的一个台阶上设置有上轴承组；上轴承组外圈套装有液缸壳体，液缸壳体上端口通过一圈上螺柱及其上螺母连接有端盖，液缸壳体的内壁套接有液缸活塞，液缸壳体下端口通过下螺钉安装有下端盖；
芯轴下部的长台阶分别安装有弹簧和轴承套，轴承套外周套装有下轴承组，下轴承组外圈设置有轴承盖，轴承盖上端内沿与液缸活塞下端口外沿螺纹套接。
本实用新型的套管送入工具液力执行器，其特征还在于：
所述的液缸活塞上部与液缸壳体接触面安装有上导向环和上密封圈，液缸活塞中部外凸台与液缸壳体接触面安装有活塞密封，液缸活塞下部外圆周面与下端盖内壁的接触面安装有下导向环和下端盖内密封，下端盖外壁与液缸壳体下部内壁的接触面安装有下端盖外密封。
所述的液缸壳体的中部径向开有上油口A2，液缸壳体的下部径向开有下油口A3。
所述的弹簧的上端通过弹簧上垫圈与长台阶端面顶接，弹簧的下端通过弹簧下垫圈与轴承套及下轴承组内圈顶接。
所述的芯轴的上部连接螺纹A1用于连接顶驱，芯轴的下部连接螺纹A4 用于连接下部套管作业工具系统。
所述的端盖与芯轴的接触面设置有上防尘圈，轴承盖与轴承套的接触面设置有下防尘圈。
本实用新型的有益效果是，能配合顶驱和套管卡紧工具进行套管钻井和下套管作业，用于驱动套管作业工具卡瓦装置，实现卡瓦装置卡定套管和解卡的驱动功能，起到对套管的夹持和松开作业的动力供给，属于顶驱套管送入系统中的子系统。优点包括：
1)采用内液缸活塞组件轴向动作方式减少外壳旋转，以降低外壳动作时带来的作业风险；2)采用统一液缸组件完成内外顶驱套管作业卡瓦装置，提高工具的通用性；3)采用预压式弹簧保证卡瓦装置在卡定状态下的安全性和稳定性；4)上下轴承均能承受轴向载荷和径向载荷，确保作业过程中扭矩的卸载，保证卡瓦上部连接杆仅承受轴向拉力。
附图说明
图1是本实用新型装置的截面结构示意图；
图2是本实用新型装置的立体结构示意图。
图中，1.芯轴，2.上防尘圈，3.端盖，4.上螺母，5.上螺柱，6.背帽，7. 上轴承组，8.液缸壳体，9.导向环，10.上密封圈，11.活塞密封，12.弹簧上垫圈，13.液缸活塞，14.下导向环，15.下端盖外密封，16.下端盖内密封，17. 下螺钉，18.下端盖，19.弹簧，20.弹簧下垫圈，21.轴承盖，22.下轴承组，23. 下防尘圈，24.轴承套，
另外，A1.上部连接螺纹，A2.上油口，A3.下油口，A4.下部连接螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1、图2，本实用新型装置的结构是，
包括芯轴1，芯轴1为套管送入工具液力执行器主要承载体，芯轴1的上部连接螺纹A1用于连接顶驱，芯轴1的下部连接螺纹A4用于连接下部套管作业工具系统；芯轴1上部设置有两个台阶，靠上的一个台阶上设置有背帽6，靠下的一个台阶上设置有上轴承组7，背帽6用于轴向限位上轴承组7内圈；上轴承组7外圈套装有液缸壳体8，液缸壳体8上端口通过一圈上螺柱5及其上螺母4连接有端盖3，端盖3与芯轴1的接触面设置有上防尘圈2，液缸壳体8的内壁套接有液缸活塞13，液缸壳体8下端口通过下螺钉17安装有下端盖18；
液缸活塞13上部与液缸壳体8接触面安装有上导向环9和上密封圈10，液缸活塞13中部外凸台与液缸壳体8接触面安装有活塞密封11，液缸活塞 13下部外圆周面与下端盖18内壁的接触面安装有下导向环14和下端盖内密封16，下端盖18外壁与液缸壳体8下部内壁的接触面安装有下端盖外密封 15；
液缸壳体8的中部径向开有上油口A2，液缸壳体8的下部径向开有下油口A3，通过上油口A2将高压介质通入液缸活塞13中部外凸台之上的空间，通过下油口A3将高压介质通入液缸活塞13中部外凸台之下的空间；
芯轴1下部的长台阶分别安装有弹簧19和轴承套24，轴承套24外周套装有下轴承组22，弹簧19的上端通过弹簧上垫圈12与长台阶端面顶接，弹簧19的下端通过弹簧下垫圈20与轴承套24及下轴承组22内圈顶接；下轴承组22外圈设置有轴承盖21，轴承盖21上端内沿与液缸活塞13下端口外沿螺纹套接，轴承盖21与轴承套24的接触面设置有下防尘圈23。
上轴承组7通过背帽6实现内圈上端定位从而实现上轴承组7内圈轴向定位；背帽6与芯轴1之间利用螺纹实现连接。液缸壳体8上设置有台阶定位上轴承组7外圈下端，端盖3的凸起台肩定位上轴承组7外圈上端；液缸活塞13上部通过液缸壳体内设置的台肩实现上部轴向限位。
弹簧下垫圈20与轴承套24之间采用螺纹套接；轴承套24外装有下轴承组22，轴承套24上设置有台肩，与弹簧下垫圈20下端面一道实现下轴承组22内圈轴向定位；下轴承组22外装有轴承盖21，轴承盖21与液缸活塞 13下端由螺纹实现连接。轴承盖21上设置有台阶，与液缸活塞13下部端面一道定位下轴承组22外圈。轴承套24下部外沿设置有卡槽式结构，可连接顶驱套管送入系统工具的下部卡瓦装置，下部卡瓦有内部夹持工具和外部夹持工具两种形式。
上述的上防尘圈2、端盖3、上螺母4、上螺柱5、液缸壳体8、下导向环14、下端盖外密封15、下端盖内密封16、下螺钉17和下端盖18一起称为轴向固定液缸外壳组件，该轴向固定液缸外壳组件靠上轴承组7实现轴向定位且能够绕芯轴1回转实现扭矩卸载。
上述的上导向环9、上密封圈10、活塞密封11、液缸活塞13、弹簧下垫圈20、轴承盖21、下轴承组22、下防尘圈23、轴承套24一起称为轴向移动液缸活塞组件，该轴向移动液缸活塞组件两端为等承压面积的杆腔，液缸活塞13中部外凸台的轴向移动受限于液缸壳体8下台肩和下端盖18上端面。
芯轴1下台阶定位有弹簧上垫圈12、弹簧19、弹簧下垫圈20，整个作业过程中弹簧19始终处于压缩状态，产生向下推力驱使轴向移动液缸活塞组件具有向下移动趋势，保证卡瓦装置的稳固性和可靠性。
本实用新型的工作原理是，
安装过程：在工作时，首先利用芯轴1的下部连接螺纹A4实现与下部作业工具(内撑式工具或外夹式工具)连接，然后利用轴承套24将其与卡瓦装置连接可靠，这样完成套管作业工具装配；再利用芯轴1的上部连接螺纹A1将其与顶驱连接牢靠，再连接好液路管线，整个工具安装完毕。
夹紧过程：在执行夹紧操作时，控制高压介质通过上油口A2进入液缸活塞13上部，驱动由上导向环9、上密封圈10、活塞密封11、液缸活塞13、弹簧下垫圈20、轴承盖21、下轴承组22、下防尘圈23、轴承套24以及连接与轴承套下部的卡瓦装置等组成的动组件实现轴向向下移动，驱使卡瓦装置产生夹持动作；在作业过程中，弹簧19所提供弹簧力驱使动组件始终趋于向下运动趋势，保证卡瓦装置在控制液力丧失或一定震动工况下处于卡定状态确保作业安全。
释放过程：在执行完套管旋扣、送入等过程需要将顶驱套管作业系统与已下入套管之间脱离时，需要松开卡瓦对套管的夹持作用；此时控制高压介质通过下油口A3进入液缸活塞13下部，驱动由上导向环9、上密封圈10、活塞密封11、液缸活塞13、弹簧下垫圈20、轴承盖21、下轴承组22、下防尘圈23、轴承套24以及连接与轴承套下部的卡瓦装置等组成的动组件实现轴向向上移动，带动卡瓦装置实现径向松管；在该过程中，需要克服弹簧19 所施加的弹簧力。
Claims (6)
1.一种套管送入工具液力执行器，其特征在于：芯轴(1)上部设置有两个台阶，靠上的一个台阶上设置有背帽(6)，靠下的一个台阶上设置有上轴承组(7)；上轴承组(7)外圈套装有液缸壳体(8)，液缸壳体(8)上端口通过一圈上螺柱(5)及其上螺母(4)连接有端盖(3)，液缸壳体(8)的内壁套接有液缸活塞(13)，液缸壳体(8)下端口通过下螺钉(17)安装有下端盖(18)；
芯轴(1)下部的长台阶分别安装有弹簧(19)和轴承套(24)，轴承套(24)外周套装有下轴承组(22)，下轴承组(22)外圈设置有轴承盖(21)，轴承盖(21)上端内沿与液缸活塞(13)下端口外沿螺纹套接。
2.根据权利要求1所述的套管送入工具液力执行器，其特征在于：所述的液缸活塞(13)上部与液缸壳体(8)接触面安装有上导向环(9)和上密封圈(10)，液缸活塞(13)中部外凸台与液缸壳体(8)接触面安装有活塞密封(11)，液缸活塞(13)下部外圆周面与下端盖(18)内壁的接触面安装有下导向环(14)和下端盖内密封(16)，下端盖(18)外壁与液缸壳体(8)下部内壁的接触面安装有下端盖外密封(15)。
3.根据权利要求2所述的套管送入工具液力执行器，其特征在于：所述的液缸壳体(8)的中部径向开有上油口A2，液缸壳体(8)的下部径向开有下油口A3。
4.根据权利要求1所述的套管送入工具液力执行器，其特征在于：所述的弹簧(19)的上端通过弹簧上垫圈(12)与长台阶端面顶接，弹簧(19)的下端通过弹簧下垫圈(20)与轴承套(24)及下轴承组(22)内圈顶接。
5.根据权利要求1所述的套管送入工具液力执行器，其特征在于：所述的芯轴(1)的上部连接螺纹A1用于连接顶驱，芯轴(1)的下部连接螺纹A4用于连接下部套管作业工具系统。
6.根据权利要求1所述的套管送入工具液力执行器，其特征在于：所述的端盖(3)与芯轴(1)的接触面设置有上防尘圈(2)，轴承盖(21)与轴承套(24)的接触面设置有下防尘圈(23)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112065807A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-12-11 | 中石化石油机械股份有限公司研究院 | 顶驱下套管装置用旋转油缸 |
| CN112324389A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-02-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 随钻旁通注入工具 |
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2017
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