CN207879275U - 花键卡瓦式钻柱联接装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于石油钻井等领域中的花键卡瓦式钻柱联接装置，由上部装置、下部装置和锁紧装置组成。上部装置包括钻杆单元、卡瓦a、卡瓦b和连接环a，下部装置包括驱动单元、卡瓦a、卡瓦b和连接环b，锁紧装置包括锁紧螺栓、双头销、环形垫圈和螺帽。其技术特征为：花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置和下部装置利用钻杆单元的外花键和驱动单元的内花键进行配合，通过双头销进行定位，通过锁紧螺栓、环形垫圈和螺帽固连锁紧。钻机工作时，驱动单元将钻机产生的扭矩通过花键传递给钻杆单元，从而带动钻头破岩钻进。本实用新型具有联接快速便捷且零部件较少、联接稳定性好等特点，可有效提高钻井效率，防止钻井事故的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于石油、天然气和地质钻井的钻杆接头，是一种联接快速方便、联接零部件少、稳定性高的联接装置。
背景技术
旋转钻孔通常用于钻探采矿或石油和天然气的勘探，依靠钻头的高速旋转和推力进行钻进。旋转钻头通过连续的连接管或钻杆等部分被推进到井底，这些部分统称为钻柱。钻机位于地平面处，通过驱动单元和中间适配器将转矩传递到钻杆。石油天然气及地质钻井中，钻杆不但连接地面动力设备和井下钻具，同时也是钻井液传输的通道，而钻杆往往通过钻杆接头连接，致使钻杆接头成为整个钻柱的薄弱环节。
现有技术下，钻杆一般通过设置在相应杆端部处的公母螺纹连接件相互连接。在钻孔期间，我们必须定期对钻柱的最下端的钻头或其它工具进行维修。这需要将钻柱提升至地面上并进行拆装。在拆卸钻柱的过程中，我们需要把用螺纹联接的相应两段钻杆端部拧松从而把钻杆拆下。如上所述，钻杆组件之间的螺纹会被经常的拧松或拧紧。由于这些反复的拆卸与安装，公母螺纹逐渐磨损，咬合性逐步变差，螺纹联接的稳定性也随着减弱，钻柱在驱动单元和钻杆单元之间很可能会脱落，导致钻井事故的发生。
随着经济不断发展，油气需求量越来越大，而我国浅层油气资源则口益枯竭，油气开发技术不断进步，油气井的深度增大，深井、超深井的数目增多。使钻井工程面临的地层工作环境更加复杂，钻井深度不断增加，如果能使用一种新型的钻柱联接装置，将各部分钻杆快速便捷的联接在一起，且需要修复时拆装方便，并能很好的防止钻杆各部分脱落导致发生钻井事故，则有利于提高钻井的效率，加快破岩的速度。
基于此，为了有效地缩短钻柱联接的时间，提高钻井效率，避免钻井事故的发生，推动快速钻井技术的发展，我们提出了一种花键卡瓦式钻柱联接装置。
实用新型内容
为了有效地缩短钻柱联接的时间，提高钻井效率，避免钻井事故的发生，推动快速钻井技术的发展，本实用新型提供了一种花键卡瓦式钻柱联接装置。
所述的花键卡瓦式钻柱联接装置，由上部装置、下部装置和锁紧装置组成；所述花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置包括钻杆单元、卡瓦a、卡瓦b和联接环a，其特征在于：两件卡瓦a对称安装在钻杆单元的矩形槽中，两件卡瓦b对称安装在钻杆单元上，联接环a安装在卡瓦a和卡瓦b上，钻杆单元外圆周上加工有外花键,外圆柱表面开设有2个对称分布的矩形槽，卡瓦a和卡瓦b外缘上均开设有3个轴向通孔，联接环a上开设有均匀分布的8个通孔，分别用于锁紧螺栓和双头销的安装；所述花键卡瓦式钻柱联接装置的下部装置包括卡瓦a、卡瓦b、联接环b和驱动单元，其特征在于：两件卡瓦a对称安装在驱动单元的矩形槽中，两件卡瓦b对称安装在驱动单元上，联接环b安装在卡瓦a和卡瓦b上，驱动单元内圆周上加工有内花键、外圆柱表面上开设有2个对称分布的矩形槽，联接环b上开设有均匀分布的8个通孔，分别用于锁紧螺栓和双头销的安装；所述花键卡瓦式钻柱联接装置的锁紧装置包括锁紧螺栓、双头销、环形垫圈和螺帽，其特征在于：花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置和下部装置利用钻杆单元的外花键和驱动单元的内花键进行配合，通过双头销进行定位，通过锁紧螺栓、环形垫圈和螺帽固连锁紧。
本实用新型与现有技术比较，其有益效果是：花键卡瓦式钻柱联接装置结构简单，零部件较少，具有拆卸方便，联接快速便捷，联接稳定性好等特点，可大大缩短钻井过程中起下钻时钻柱部分的联接时间，可有效提高钻井效率，降低钻井成本，防止钻井事故的发生。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型图1中上部装置结构示意图。
图3为本实用新型图1中下部装置结构示意图。
图4为本实用新型图1中联接环锁紧时的工作示意图。
图5为本实用新型图1中钻杆单元的结构示意图
图6为本实用新型图1中驱动单元的结构示意图。
图7为本实用新型图1中卡瓦a的结构示意图。
图8为本实用新型图1中卡瓦b的结构示意图。
图9为本实用新型图1中双头销结构示意图。
图10为本实用新型图1中联接环a的结构示意图。
图11为本实用新型图1中联接环b的结构示意图。
图中1.钻杆单元，2.卡瓦a，3.锁紧螺栓，4卡瓦b，5.连接环a，6.双头销，7.连接环b，8.环形垫圈，9.螺帽，10.驱动单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
参见附图1，一种花键卡瓦式钻柱联接装置，由上部装置、下部装置和锁紧装置组成。
参见附图2，所述上部装置所述花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置包括钻杆单元1、卡瓦a2、卡瓦b4和联接环a5，钻杆单元1外圆周上加工有外花键, 外圆柱表面开设有2个对称分布的矩形槽，卡瓦a2和卡瓦b4外缘上均开设有3 个轴向通孔，中间的通孔的直径略大于锁紧螺栓的公称直径，供锁紧螺栓穿过，使卡瓦通过螺纹连接与联轴器国定，另外两个通孔可防止卡瓦受力时应力集中，提高使用寿命，联接环a5上开设有均匀分布的8个通孔，分别用于锁紧螺栓3 和双头销6的安装。
参见附图3，所述花键卡瓦式钻柱联接装置的下部装置包括卡瓦a2、卡瓦 b4、联接环b7和驱动单元10，驱动单元10内圆周上加工有内花键、外圆柱表面上开设有2个对称分布的矩形槽，联接环b7上开设有均匀分布的8个通孔，分别用于锁紧螺栓3和双头销6的安装。
参见附图4，所述花键卡瓦式钻柱联接装置的锁紧装置包括锁紧螺栓3、双头销6、环形垫圈8和螺帽9。
参见附图5、6，钻杆单元1与驱动单元通过花键配合，钻机工作时，驱动单元将钻机产生的扭矩通过花键传递给钻杆单元，使其绕轴线转动，从而带动钻头钻进破岩。
参见附图7、8，卡瓦a2和卡瓦b4下端为楔形结构，其厚度随楔入的长度的增加而增加，卡瓦a(2)楔入联接环a(5)和钻杆单元(1)之间，将钻杆单元(1)和联接环a(5)卡紧；卡瓦b(4)楔入联接环b(7)与驱动单元(10) 之间，将联接环b(7)和驱动单元(10)卡紧；卡瓦a2上的通孔直径略大于锁紧螺栓3的公称直径，可为锁紧螺栓3提供微小的位移空间，而不影响锁紧螺栓 3与联接环a、联接环b和卡瓦b上通孔的对准性，并在联接中产生应力，保证上部装置、下部装置的联接锁紧。
花键卡瓦式钻柱联接装置，其特征在于：卡瓦a2对称安装在钻杆单元1的矩形槽中，卡瓦b4对称安装在钻杆单元1上，联接环a5安装在卡瓦a2和卡瓦 b4上，完成上部装置的安装；卡瓦a2对称安装在驱动单元10的矩形槽中，卡瓦b4对称安装在驱动单元10上，联接环b7安装在卡瓦a2和卡瓦b4上，完成下部装置的安装；花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置和下部装置利用钻杆单元 1的外花键和驱动单元10的内花键进行配合，通过双头销6进行定位，通过锁紧螺栓3、环形垫圈8和螺帽9固连锁紧。
Claims (4)
1.花键卡瓦式钻柱联接装置，由上部装置、下部装置和锁紧装置组成；所述花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置包括钻杆单元(1)、卡瓦a(2)、卡瓦b(4)和联接环a(5)，其特征在于：钻杆单元(1)外圆周上加工有外花键，外圆柱表面开设有2个对称分布的矩形槽，卡瓦a(2)对称安装在钻杆单元(1)的矩形槽中，卡瓦b(4)对称安装在钻杆单元(1)上，卡瓦a(2)和卡瓦b(4)外缘上均开设有3个轴向通孔，联接环a(5)安装在卡瓦a(2)和卡瓦b(4)上，联接环a(5)上开设有均匀分布的8个通孔；所述花键卡瓦式钻柱联接装置的下部装置包括卡瓦a(2)、卡瓦b(4)、联接环b(7)和驱动单元(10)，其特征在于：驱动单元(10)内圆周上加工有内花键、外圆柱表面上开设有2个对称分布的矩形槽，卡瓦a(2)对称安装在驱动单元(10)的矩形槽中，卡瓦b(4)对称安装在驱动单元(10)上，联接环b(7)安装在卡瓦a(2)和卡瓦b(4)上，联接环b(7)上开设有均匀分布的8个通孔，分别通过锁紧螺栓(3)、双头销(6)与联接环a(5)连接；所述花键卡瓦式钻柱联接装置的锁紧装置包括锁紧螺栓(3)、双头销(6)、环形垫圈(8)和螺帽(9)，其特征在于：花键卡瓦式钻柱联接装置的上部装置和下部装置利用钻杆单元(1)的外花键和驱动单元(10)的内花键进行配合，通过双头销(6)进行定位，通过锁紧螺栓(3)、环形垫圈(8)和螺帽(9)固连锁紧。
2.根据权利要求1所述的花键卡瓦式钻柱联接装置，其特征在于：卡瓦a(2)和双头销(6)均间隔90°均匀布置安装，卡瓦a(2)和卡瓦b(4)下端为楔形结构，其厚度随楔入的长度的增加而增加，卡瓦a(2)楔入联接环a(5)和钻杆单元(1)之间，将钻杆单元(1)和联接环a(5)卡紧；卡瓦b(4)楔入联接环b(7)与驱动单元(10)之间，将联接环b(7)和驱动单元(10)卡紧。
3.根据权利要求1所述的花键卡瓦式钻柱联接装置，其特征在于：当卡瓦a(2)卡紧联接环a(5)时，卡瓦a(2)上的通孔直径略大于锁紧螺栓(3)的公称直径，可为锁紧螺栓(3)提供微小的位移空间，不影响锁紧螺栓(3)的对准性，使得上部装置、下部装置的联接锁紧。
4.根据权利要求1所述的花键卡瓦式钻柱联接装置，其特征在于：所述的卡瓦a(2)数量为4件，卡瓦b(4)数量为4件，双头销(6)数量为4件，锁紧螺栓(3)数量为4件，环形垫圈(8)数量为4件，螺帽(9)数量为4。
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