CN207701090U - 一种钻杆用半自动卡钳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻杆用半自动卡钳，它包括板状的卡钳座，所述卡钳座上开设有一与钻杆外径相适应的通孔；所述卡钳座上还铰接有一组钻杆用卡钳臂，该组卡钳臂至少包括两个卡钳臂；当该组卡钳臂均朝向内侧合拢后，其中部构成一空心圆结构，且该空心圆结构的位置与通孔的位置相对应；所述钻杆包括钻杆杆体和钻杆接头，所述空心圆结构的直径大于钻杆杆体的外径，且小于钻杆接头的外径。本实用新型所公开的一种钻杆用半自动卡钳，不仅结构简单、稳定性强、使用方便，增加了卸扣的稳定性，而且能减少工人操作，降低施工作业的难度和工人劳动的强度，从而提高了工作效率，增加了作业的安全系数。

Description

一种钻杆用半自动卡钳

技术领域

本实用新型涉及一种地质勘探用具，具体涉及一种钻杆用半自动卡钳。

背景技术

工程地质钻探是获取地表下准确的地质资料的重要的方法，而且通过钻探钻孔采取原状土样和现工程地质钻探是指利用机械设备或工具，在岩层中钻孔，并取出岩芯了解地质情况的手段，简称钻探。钻探是地质勘探的一种重要技术手段，广泛应用于寻找和勘探各种矿产、油气藏、地下水、地热，以及为水利建设、工程建筑和交通设施等提供地质资料；在工程地质测绘和物探获得一定资料的基础上，为进一步探明地下地质情况而进行的。

钻探机械主要包括钻机、泥浆泵、动力机和钻塔等。钻机是用于向地下钻孔的最重要的机械设备。泥浆泵又称钻井泵，是向钻孔里输送泥浆或清水等冲洗液的机械设备。钻塔又称井架，是架设在钻场或井场上方，配合钻机绞车进行升降钻具的塔架。

卡钳是地质钻探作业过程中的一种常用钻探辅具，常常用在拧卸钻杆的过程中，用以夹持剩余钻杆的一种地质工具。在钻探作业过程中，拧卸钻杆时，当钻杆与主动钻杆脱开后，需要工人用垫叉扳手卡住剩余钻杆，防止钻杆往下滑，等上一节钻杆拧卸完毕后，主动钻杆再与这卡住的钻杆相连，再靠人工撤去垫叉扳手。由于整个过程都是靠人工来完成，对于操作几吨重量的钻杆来说，需要工人之间熟练的配合，效率低下，可靠性、稳定性差，费时费力，还存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种钻杆用半自动卡钳，不仅结构简单、稳定性强、使用方便，增加了卸扣的稳定性，而且能减少工人操作，降低施工作业的难度和工人劳动的强度，从而提高了工作效率，增加了作业的安全系数。

本实用新型的目的是下述技术方案来实现的：

一种钻杆用半自动卡钳，其包括板状的卡钳座，所述卡钳座上开设有一与钻杆外径相适应的通孔；所述卡钳座上还铰接有一组钻杆用卡钳臂，该组卡钳臂至少包括两个卡钳臂，所述卡钳臂均朝向通孔铰接，且每个卡钳臂朝向通孔的一侧均为与钻杆外形相适应的弧形结构；当该组卡钳臂均朝向内侧合拢后，其中部构成一空心圆结构，且该空心圆结构的位置与通孔的位置相对应；所述钻杆包括钻杆杆体和钻杆接头，所述空心圆结构的直径大于钻杆杆体的外径，且小于钻杆接头的外径。

进一步的，该组卡钳臂为两个，且相对设置。

进一步的，所述卡钳臂包括旋转套、横臂和弧形卡块，所述横臂的一端与旋转套焊接，横臂的另一端与弧形卡块焊接。

进一步的，所述卡钳臂还包括垫块，所述垫块的顶部焊接在横臂的底部。

进一步的，所述卡钳臂还包括加强三角筋，所述加强三角筋分别与旋转套、弧形卡块和横臂焊接。

进一步的，所述卡钳座在对应安装卡钳臂的位置设有安装耳板；每个卡钳臂均对应设有两个安装耳板，且每个卡钳臂对应的两个安装耳板之间的距离与旋转套的长度相适应；所述安装耳板上均开设有安装旋转套的安装孔；所述卡钳臂通过销轴穿过对应位置的两个安装耳板上的安装孔和旋转套安装到卡钳座上。

进一步的，所述卡钳臂以销轴为旋转轴可以在卡钳座所在的平面上0～180°内旋转。

进一步的，所述销轴的两端均套设有轴用弹性挡圈，所述轴用弹性挡圈位于安装耳板的外侧。

进一步的，所述卡钳座为长方形板状，所述通孔位于卡钳座的中部位置。

进一步的，所述卡钳座的四个角上均开设有卡钳座安装孔。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型中的钻杆用半自动卡钳，其包括板状的卡钳座，所述卡钳座上开设有一与钻杆外径相适应的通孔；所述卡钳座上还铰接有一组钻杆用卡钳臂，该组卡钳臂至少包括两个卡钳臂，所述卡钳臂均朝向通孔铰接，且每个卡钳臂朝向通孔的一侧均为与钻杆外形相适应的弧形结构；当该组卡钳臂均朝向内侧合拢后，其中部构成一空心圆结构，且该空心圆结构的位置与通孔的位置相对应；所述钻杆包括钻杆杆体和钻杆接头，所述空心圆结构的直径大于钻杆杆体的外径，且小于钻杆接头的外径；具有结构简单、稳定性强、使用方便的优点。工人在使用此卡钳进行作业时，将卡钳固定在钻机立轴正下方的钻井平台上；当需要进行卸扣作业时，工人首先把卡钳臂合到水平位置，当主动钻杆与钻杆的螺纹松开后，剩余钻杆由于自重会下滑，在下滑的过程中，由于钻杆接头的丝扣处有一个凸台，且凸台的外径大于卡钳臂所围合空心圆结构的直径，因此凸台会触发卡钳臂抱紧剩余钻杆，限制剩余钻杆往下继续滑行；当需要接钻杆继续钻进作业时，即主动钻杆与钻杆连接后，依靠给进油缸往上整体提升钻杆，此时钻杆接头的凸台触碰到卡钳臂，由于凸台的触碰，有一个向上的力作用于卡钳臂上，从而使卡钳臂自动向上打开，失去对钻杆的抱紧作用；打开卡钳臂后，钻杆可依靠给进油缸上下自动运行。在使用所述钻杆用半自动卡钳时，卡钳臂由抱紧状态到打开状态，工人只需把卡钳臂合到水平位置，即可辅助拧卸钻杆，实现了其半自动的功能；对于操作几吨重量的钻杆来说，减少了工人的操作，降低了施工作业的难度和工人的劳动强度，从而提高了工作效率，增加了作业的安全系数。

(2)本实用新型中的钻杆用半自动卡钳，所述卡钳臂还包括垫块，所述垫块的顶部焊接在横臂的底部；所述垫块增加了卡钳臂的稳定性。

(3)本实用新型中的钻杆用半自动卡钳，所述卡钳臂还包括加强三角筋，所述加强三角筋分别与旋转套、弧形卡块和横臂焊接；所述加强三角筋增强了卡钳臂的强度和刚性，克服了因壁厚差别带来的应力不均所造成的卡钳臂歪扭变形。

(4)本实用新型中的钻杆用半自动卡钳，所述卡钳臂以销轴为旋转轴可以在卡钳座所在的平面上0～180°内旋转，在拧卸钻杆时，需工人把卡钳臂合上时，不需要工人之间熟练的配合即可完成，降低了操作难度，并且增加了作业的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中钻杆用半自动卡钳的俯视图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图3是本实用新型实施例中钻杆用半自动卡钳的侧视图；

图4是本实用新型实施例中卡钳臂抱紧状态的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中卡钳臂被触发自动打开状态的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中安装耳板的安装示意图。

图中：1、卡钳臂；101、弧形卡块；102、横臂；103、加强三角筋；104、垫块；105、旋转套；2、卡钳座；3、安装耳板；4、空心圆结构；5、卡钳座安装孔；6、销轴；7、轴用弹性挡圈；8、安装耳板安装孔；9、钻杆接头一；10、钻杆接头二；11、钻杆杆体；12、通孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1-图6所示：

一种钻杆用半自动卡钳，其包括板状的卡钳座2，所述卡钳座2上开设有一与钻杆外径相适应的通孔12；所述卡钳座2上还铰接有一组钻杆用卡钳臂1，该组卡钳臂1至少包括两个卡钳臂1，所述卡钳臂1均朝向通孔12铰接，且每个卡钳臂1朝向通孔12的一侧均为与钻杆外形相适应的弧形结构；当该组卡钳臂1均朝向内侧合拢后，其中部构成一空心圆结构4，且该空心圆结构4的位置与通孔12的位置相对应；所述钻杆包括钻杆杆体11和钻杆接头，所述空心圆结构4的直径大于钻杆杆体11的外径，且小于钻杆接头的外径；具有结构简单、稳定性强、使用方便的优点。工人在使用此卡钳进行作业时，将卡钳固定在钻机立轴正下方的钻井平台上；当需要进行卸扣作业时，工人首先把卡钳臂1合到水平位置，当主动钻杆与钻杆的螺纹松开后，剩余钻杆由于自重会下滑，在下滑的过程中，由于钻杆接头一9的丝扣处有一个凸台，且凸台的外径大于卡钳臂1所围合空心圆结构4的直径，因此凸台会触发卡钳臂1抱紧剩余钻杆，限制剩余钻杆往下继续滑行；当需要接钻杆继续钻进作业时，即主动钻杆与钻杆连接后，依靠给进油缸往上整体提升钻杆，此时钻杆接头二10的凸台触碰到卡钳臂1，由于凸台的触碰，有一个向上的力作用于卡钳臂1上，从而使卡钳臂1自动向上打开，失去对钻杆的抱紧作用；打开卡钳臂1后，钻杆可依靠给进油缸上下自动运行。在使用所述钻杆用半自动卡钳时，卡钳臂1由抱紧状态到打开状态，工人只需把卡钳臂1合到水平位置，即可辅助拧卸钻杆，实现了其半自动的功能；对于操作几吨重量的钻杆来说，减少了工人的操作，降低了施工作业的难度和工人的劳动强度，从而提高了工作效率，增加了作业的安全系数。

具体的，该组卡钳臂1为两个，且相对设置。当然，卡钳臂1的数量可以为多个，只要满足：当该组卡钳臂1均朝向内侧合拢后，其中部构成一空心圆结构4，该空心圆结构4的直径大于钻杆杆体11的外径，且小于钻杆接头的外径；也就是说，当该组卡钳臂1均朝向内侧合拢时，该组卡钳臂1均可以卡住钻杆接头，从而可以实现卡钳臂1将钻杆抱紧。

具体的，所述卡钳臂1包括旋转套105、横臂102和弧形卡块101，所述横臂102的一端与旋转套105焊接，横臂102的另一端与弧形卡块101焊接。

具体的，所述卡钳臂1还包括垫块104，所述垫块104的顶部焊接在横臂102的底部；所述垫块104增加了卡钳臂1的稳定性。

具体的，所述卡钳臂1还包括加强三角筋103，所述加强三角筋103分别与旋转套105、弧形卡块101和横臂102焊接；所述加强三角筋103增强了卡钳臂1的强度和刚性，克服了因壁厚差别带来的应力不均所造成的卡钳臂1歪扭变形。

具体的，所述卡钳座2在对应安装卡钳臂1的位置设有安装耳板3；每个卡钳臂1均对应设有两个安装耳板3，且每个卡钳臂1对应的两个安装耳板3之间的距离与旋转套105的长度相适应；所述安装耳板3上均开设有安装旋转套105的安装孔；所述卡钳臂1通过销轴6穿过对应位置的两个安装耳板3上的安装孔和旋转套105安装到卡钳座2上。

具体的，所述卡钳臂1以销轴6为旋转轴可以在卡钳座2所在的平面上0～180°内旋转。在本实施例中，所述卡钳臂1为相对设置的两个，即左、右各设置一个，且两卡钳臂1在作业时都能独立运动，因此在拧卸钻杆时，当工人把卡钳臂1合上时，不需要工人之间熟练的配合即可完成，降低了操作难度，并且增加了作业的安全系数。

具体的，所述销轴6的两端均套设有轴用弹性挡圈7，所述轴用弹性挡圈7位于安装耳板3的外侧。

具体的，所述卡钳座2为长方形板状，所述通孔12位于卡钳座2的中部位置。

具体的，所述卡钳座2的四个角上均开设有卡钳座安装孔5，且在安装耳板3的对应位置上开设有安装耳板安装孔8。

在本实施例中，在卡钳座2、卡钳臂1表面涂有防锈漆，能有效隔绝金属与空气接触，对其起到了保护作用，增加了使用寿命。

本实用新型中的钻杆用半自动卡钳在具体进行应用时，可以进行接单根、下钻和起钻，其具体的操作过程为：

1、接单根

在钻探过程中，随着井眼的不断加深，需要不断的接长钻杆柱。首先上提钻杆，待主动钻杆全部露出后，工人把卡钳臂1合上，在放开主动钻杆后，主动钻杆在重力作用下下滑，使主动钻杆与主动钻杆下方的第一钻杆的钻杆接头一9的凸台坐在卡钳臂1上，对第一钻杆有一个锁紧作用，不至于继续下滑；然后卸开主动钻杆与第一钻杆的钻杆接头一9之间的丝扣，在主动钻杆上接上单根，移至井中第一钻杆上方并对好扣，上扣，锁紧；接好单根后，依靠给进油缸往上整体提升钻杆，直至第一钻杆与其下一根钻杆的钻杆接头二10的凸台触碰到卡钳臂1，由于凸台的触碰，有一个向上的力作用于卡钳臂1上，从而使卡钳臂1自动向上打开，失去对钻杆的抱紧作用；打开卡钳臂1后，钻杆可依靠给进油缸上下自动运行，从而使接好的单根下到井中。

2、下钻

在钻探过程中，将钻具组合下到井中，使钻头接触井底，准备钻井。首先用高速档将空吊卡提升至二层台高度，在二层台处扣吊卡，将立根稍提移至井眼中心，对扣，此时卡钳臂1为锁紧状态，并有一钻杆的钻杆接头的凸台坐在卡钳臂1上；然后将立根与坐在卡钳臂1上的钻杆上扣，紧扣；接好立根后，依靠给进油缸往上整体提升钻杆，直至打开卡钳臂1；打开卡钳臂1后，用机械刹车或辅助刹车控制下放速度，将钻杆下放一个立根高度；在下放过程中，当所接立根快要完全下到井中时，此时工人要将打开的卡钳臂1置于合拢状态，使立根的钻杆接头的凸台轻坐在卡钳臂1上；重复上述操作，直到下完全部立根，接上主动钻杆准备钻井。

3、起钻

在钻探结束时，将井中钻杆全部起出。首先用吊卡扣住钻杆接头，提升钻杆一个立根高度，在提升过程中，工人将卡钳臂1置于合拢状态，使钻杆提升到一个立根高度时，能够坐在卡钳臂1上；然后用大钳或崩扣气缸崩扣，卸扣；将立根移入钻杆盒和二层台尺梁中，摘开吊卡；下放空吊卡至井口；重复上述操作，直到起出全部钻杆。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钻杆用半自动卡钳，其特征在于：包括板状的卡钳座，所述卡钳座上开设有一与钻杆外径相适应的通孔；所述卡钳座上还铰接有一组钻杆用卡钳臂，该组卡钳臂至少包括两个卡钳臂，所述卡钳臂均朝向通孔铰接，且每个卡钳臂朝向通孔的一侧均为与钻杆外形相适应的弧形结构；当该组卡钳臂均朝向内侧合拢后，其中部构成一空心圆结构，且该空心圆结构的位置与通孔的位置相对应；所述钻杆包括钻杆杆体和钻杆接头，所述空心圆结构的直径大于钻杆杆体的外径，且小于钻杆接头的外径。

2.根据权利要求1所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：该组卡钳臂为两个，且相对设置。

3.根据权利要求1或2所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳臂包括旋转套、横臂和弧形卡块，所述横臂的一端与旋转套焊接，横臂的另一端与弧形卡块焊接。

4.根据权利要求3所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳臂还包括垫块，所述垫块的顶部焊接在横臂的底部。

5.根据权利要求4所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳臂还包括加强三角筋，所述加强三角筋分别与旋转套、弧形卡块和横臂焊接。

6.根据权利要求5所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳座在对应安装卡钳臂的位置设有安装耳板；每个卡钳臂均对应设有两个安装耳板，且每个卡钳臂对应的两个安装耳板之间的距离与旋转套的长度相适应；所述安装耳板上均开设有安装旋转套的安装孔；所述卡钳臂通过销轴穿过对应位置的两个安装耳板上的安装孔和旋转套安装到卡钳座上。

7.根据权利要求6所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳臂以销轴为旋转轴可以在卡钳座所在的平面上0～180°内旋转。

8.根据权利要求7所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述销轴的两端均套设有轴用弹性挡圈，所述轴用弹性挡圈位于安装耳板的外侧。

9.根据权利要求8所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳座为长方形板状，所述通孔位于卡钳座的中部位置。

10.根据权利要求9所述的钻杆用半自动卡钳，其特征在于：所述卡钳座的四个角上均开设有卡钳座安装孔。