CN210798912U - 一种防管具上顶的死卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防管具上顶的死卡，包括：本体，本体的底部安装在井口防喷器组钻井液出口以上，本体的中部设有供管具穿过的通孔；多个卡瓦，多个卡瓦均布在本体上，卡瓦可在本体上竖直上下并向中心运动；卡瓦的卡瓦牙伸入至本体的通孔内，多个卡瓦的卡瓦牙构成用于卡紧管具的卡腔；卡瓦锥体，卡瓦锥体安装在本体的顶部，卡瓦锥体的中部设有供管具穿过的锥形腔；卡瓦推环，卡瓦推环套在本体上，卡瓦的斜面底部对应抵在卡瓦推环的斜面拨块上；当向上推动卡瓦推环时，卡瓦推环带动卡瓦向中心聚集，使卡瓦牙咬紧管具，从而解决因石油井喷而造成的管具上顶问题。本实用新型死卡的响应时间短，可快速完成对管具的卡紧；同时，结构简单、锁紧力强。

Description

一种防管具上顶的死卡

技术领域

本实用新型属于石油天然气勘探开发井控安全设备技术领域，涉及一种防管具上顶的死卡，具体涉及一种在石油天然气井喷过程中防止管具被压力顶出的死卡。

背景技术

现有在石油天然气勘探开发钻井施工的过程中，由于会发生石油天然气井喷，因此需对管具(钻具)进行锁紧来防止因石油天然气井喷而造成的管具上顶。

现有的管具锁紧装置为：在发生井喷时在管具上设置两半圆形卡具，通过螺栓或螺丝将死卡卡在方钻杆或管具上，然后利用钢丝绳对锁紧后的方钻杆或管具和井架进行拉紧固定。

现有管具锁紧装置存在的缺陷为：现场安装时间长，不能及时的应对因石油天然气井喷而造成的管具上顶(有时可能因井内压力过高或其它原因来不及安装)；同时，利用钢丝绳和卡具的锁紧方式，固定强度较差。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种防管具上顶的死卡。

本实用新型公开了一种防管具上顶的死卡，包括：

本体，所述本体的底部安装在井口防喷器组钻井液出口以上，所述本体的中部设有供管具穿过的通孔；

多个卡瓦，多个所述卡瓦均布在所述本体上，所述卡瓦可在所述本体上竖直上下并向中心运动；所述卡瓦的卡瓦牙伸入至所述本体的通孔内，多个所述卡瓦的卡瓦牙构成用于卡紧管具的卡腔；

卡瓦锥体，所述卡瓦锥体安装在所述本体的顶部，所述卡瓦锥体的中部设有供管具穿过的锥形腔；

卡瓦推环，所述卡瓦推环安装在在所述本体上，所述卡瓦的斜面底部对应抵在所述卡瓦推环的斜面拨块上；当向上推动所述卡瓦推环时，所述卡瓦推环带动所述卡瓦向中心聚集，使所述卡瓦牙咬紧管具。

作为本实用新型的进一步改进，待命工况下，所述管具与所述卡瓦锥体的锥形腔、所述本体的通孔、所述卡腔均不接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述本体的顶部设有与所述卡瓦锥体的锥形腔相配合的锥体头。

作为本实用新型的进一步改进，所述本体上相对应所述卡瓦设有多个卡瓦容纳孔，所述卡瓦容纳孔的两侧设有第一卡瓦限位块，所述卡瓦的两侧设有与所述第一卡瓦限位块相配合的第二卡瓦限位块。

作为本实用新型的进一步改进，所述本体上相对应所述卡瓦容纳孔设有多个推环导向槽，所述卡瓦推环的斜面拨块对应置于所述推环导向槽内。

作为本实用新型的进一步改进，还包括拉簧；

所述拉簧连接在所述卡瓦推环与卡瓦之间，当卡瓦向上运动时，所述拉簧不作用；当解除卡紧状态恢复至待命工况时，所述卡瓦推环在自重力的作用下先行归位，当钻具向下活动时所述拉簧作用把所述卡瓦拉回安全位置上。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦的斜面底部为直斜面，所述斜面拨块为与所述卡瓦的斜面底部相配合的直斜面。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦包括卡瓦本体和所述卡瓦牙，所述卡瓦本体与所述卡瓦牙为一体式结构或可拆卸结构；

当所述卡瓦本体与所述卡瓦牙为可拆卸结构时，所述卡瓦本体上设有底部开口、顶部封堵的插槽；当所述卡瓦牙插入所述插槽内，所述卡瓦牙的底部与所述卡瓦本体的底部固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦牙为倒牙。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦锥体的顶部安装有用于导向管具的喇叭口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型使用时，死卡的本体下端安装在井口防喷器组钻井液出口以上，管具自上之下穿过卡瓦锥体的锥形腔、本体的通孔后进行钻井；待命工况下，管具与卡瓦锥体的锥形腔、本体的通孔、卡瓦中心形成的卡腔均不接触；当发生石油井喷时，通过气动、液动或其他驱动方式驱动卡瓦推环向上运动，带动卡瓦向中心聚集，使卡瓦的卡瓦牙咬紧管具，从而解决因石油井喷而造成的管具上顶问题；

本实用新型死卡的响应时间短，可快速完成对管具的卡紧；同时，结构简单、锁紧力强。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的防管具上顶的死卡的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例公开的防管具上顶的死卡的爆炸分解图；

图3为图1或图2中卡瓦锥体的结构示意图；

图4为图1或图2中本体的结构示意图；

图5为图1或图2中卡瓦的结构示意图；

图6为图1或图2中卡瓦推环的结构示意图；

图7为图1或图2中卡瓦的插槽结构示意图。

图中：

1、卡瓦锥体；2、锥形腔；3、本体；4、锥体头；5、卡瓦容纳孔；6、推环导向槽；7、第一卡瓦限位块；8、卡瓦；9、卡瓦牙；10、第二卡瓦限位块；11、卡瓦推环；12、斜面拨块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1、2所示，本实用新型提供一种防管具上顶的死卡，具体为一种在石油井喷过程中防止管具被顶出的死卡；其包括：卡瓦锥体1、本体3、多个卡瓦8和卡瓦推环11；其中：

本实用新型的本体3的底部安装在井口防喷器组钻井液出口以上，本体3的中部设有供管具穿过的通孔，该通孔优选为圆形通孔；多个卡瓦8均布在本体3上，卡瓦8可在本体3上竖直上下并向中心运动；通过锥形腔体和锥形卡瓦的设计使卡瓦沿着锥形腔体上移致使管具与通孔环形间隙变小直至卡紧管具，使管具不能向上活动；卡瓦8的卡瓦牙9伸入至本体3的通孔内，多个卡瓦8的卡瓦牙构成用于卡紧管具的卡腔，卡腔优选为圆形通孔；卡瓦锥体1安装在本体3的顶部，卡瓦锥体1的中部设有供管具穿过的锥形腔2；卡瓦推环11套在本体3上且可在本体3上上下运动，卡瓦8的斜面底部对应抵在卡瓦推环11的斜面拨块12上。

本实用新型使用时，死卡的本体3下端安装在井口防喷器组钻井液出口以上，管具自上之下穿过卡瓦锥体的锥形腔、本体的通孔后进行钻井；待命工况下，管具与卡瓦锥体的锥形腔、本体的通孔、卡瓦中心形成的卡腔均不受力接触；当发生石油井喷时，当向上推动卡瓦推环11时，卡瓦推环11的斜面拨块12带动卡瓦8向中心聚集，使卡瓦牙咬紧管具，完成管具的卡紧。

具体的：

如图3所示，本实用新型的卡瓦锥体1可选用上小下大的阶梯柱状结构，卡瓦锥体1的中部设有上小下大的锥形腔2；卡瓦锥体1用于限位卡瓦的上端，锥形腔2角度的设计原则为：在卡瓦8的卡瓦牙面成竖直时，锥形腔2的锥形面紧贴卡瓦牙9的长边。上述锥形腔2的设计保证卡瓦8在卡瓦推环11的驱动下向上运动时，卡瓦8所形成的卡腔始终为圆形通孔。

本实用新型卡瓦锥体1的上圆柱顶面上设有螺纹孔，通过该螺纹孔可在卡瓦锥体1上安装喇叭口，用于导向管具；本实用新型卡瓦锥体1的下圆柱和本体3上对应设有螺栓孔，用于通过螺栓连接卡瓦锥体1和本体3。

如图4所示，本实用新型的本体3为上部锥体头4、下部柱体的结构，锥体头4的外锥面与锥形腔2相配合，安装时锥体头4插入卡瓦锥体1的锥形腔2内，卡瓦锥体1通过螺栓安装在本体3的下部柱体上。本实用新型在本体3的上部锥体头4和下部柱体的竖直方向上设有多个卡瓦容纳孔5，卡瓦容纳孔5用于卡瓦8的卡瓦牙9穿过卡瓦容纳孔5伸入至本体3的通孔内。同时，为防止卡瓦8不落入本体3的通孔内，本实用新型在卡瓦容纳孔5的两侧设有第一卡瓦限位块7，卡瓦8的两侧设有与第一卡瓦限位块7相配合的第二卡瓦限位块10；使用时，第一卡瓦限位块7抵住第二卡瓦限位块10，使卡瓦8无法落入本体3的通孔内。

本实用新型在本体3的下部柱体在卡瓦容纳孔5的外侧对应设有推环导向槽6，推环导向槽6用于卡瓦推环11的旋转限位。

如图5所示，本实用新型的卡瓦8包括卡瓦本体和卡瓦牙9，卡瓦本体的两侧设有第二卡瓦限位块10；卡瓦本体和卡瓦牙9可为一体式结构或可拆卸结构，当卡瓦本体与卡瓦牙9为一体式结构时，其可采用机械加工一体成型；当卡瓦本体与卡瓦牙9为可拆卸结构时，卡瓦本体上设有底部开口、顶部封堵的插槽，如图7所示；当卡瓦牙9插入插槽后，将卡瓦牙9的底部与卡瓦本体的底部通过螺栓或螺丝固定；当需要更换时，仅需拆卸螺栓或螺栓、抽出卡瓦牙9，更换新的卡瓦牙即可；而无需整个更换卡瓦。

如图6所示，本实用新型的卡瓦推环11包括卡瓦推环本体和卡瓦推环本体内壁上的斜面拨块12，卡瓦推环11的斜面拨块12置于推环导向槽6内，从而使卡瓦推环11可在本体3上上下运动，但不可旋转；卡瓦8的斜面底部对应抵在斜面拨块12上；其中，卡瓦的斜面底部为直斜面，斜面拨块12为与卡瓦的斜面底部相配合的直斜面。使用时，通过斜面拨块12与卡瓦8斜面底部的斜面配合，当卡瓦推环11向上运动时，带动卡瓦8向上和向中心运动，从而使卡瓦牙9咬紧管具，完成卡紧。

本实用新型还可在卡瓦推环与卡瓦之间设置拉簧；当卡瓦向上运动时，拉簧不作用；当解除卡紧状态恢复至待命工况时，卡瓦推环在自重力的作用下先行归位，当钻具向下活动时拉簧作用把卡瓦拉回安全位置上。

本实用新型驱动卡瓦推环11上下运动的驱动机构可采用气动或液动结构，具体为：可采用气缸通过联动装置连接卡瓦推环11，带动卡瓦推环11上下运动；或者采用液压机通过联动装置连接卡瓦推环11，带动卡瓦推环11上下运动；上述联动装置为连接气缸杆或液压伸出杆与卡瓦推环11的连接件，同时上述驱动连接方式为现有常规的连接方式，故在此不做详细阐述。

进一步，本实用新型的卡瓦牙9为倒牙结构，卡瓦牙9的强度大于管具的强度；可咬紧管具，防止管具向上顶出。

进一步，本实用新型的卡瓦8的数量为至少2个，优选为如图所示的4个；卡瓦8的数量与卡瓦容纳孔5、推环导向槽6、斜面拨块12的数量一致。

进一步，本实用新型死卡中各组件的材料可根据实际需求进行选择，保证抗拉强度等性能

本实用新型安装时：

将本体3安装在井口防喷器组钻井液出口以上，将卡瓦推环11自上至下套在本体3上，将四个卡瓦8对应安装在本体3上，最后安装卡瓦锥体1。

本实用新型使用时：

死卡的本体下端安装在井口防喷器组钻井液出口以上，管具自上之下穿过卡瓦锥体的锥形腔、本体的通孔后进行钻井；待命工况下，管具与卡瓦锥体的锥形腔、本体的通孔、卡瓦中心形成的卡腔均不接触；当发生石油井喷时，通过气动、液动或其他驱动方式驱动卡瓦推环向上运动，带动卡瓦向中心聚集，使卡瓦的卡瓦牙咬紧管具，从而解决因石油井喷而造成的管具上顶问题。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防管具上顶的死卡，其特征在于，包括：

本体，所述本体的底部安装在井口防喷器组钻井液出口以上，所述本体的中部设有供管具穿过的通孔；

多个卡瓦，多个所述卡瓦均布在所述本体上，所述卡瓦可在所述本体上竖直上下并向中心运动；所述卡瓦的卡瓦牙伸入至所述本体的通孔内，多个所述卡瓦的卡瓦牙构成用于卡紧管具的卡腔；

卡瓦锥体，所述卡瓦锥体安装在所述本体的顶部，所述卡瓦锥体的中部设有供管具穿过的锥形腔；

卡瓦推环，所述卡瓦推环安装在所述本体上，所述卡瓦的斜面底部对应抵在所述卡瓦推环的斜面拨块上；当向上推动所述卡瓦推环时，所述卡瓦推环带动所述卡瓦向中心聚集，使所述卡瓦牙咬紧管具。

2.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，待命工况下，所述管具与所述卡瓦锥体的锥形腔、所述本体的通孔、所述卡腔均不接触。

3.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，所述本体的顶部设有与所述卡瓦锥体的锥形腔相配合的锥体头。

4.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，所述本体上相对应所述卡瓦设有多个卡瓦容纳孔，所述卡瓦容纳孔的两侧设有第一卡瓦限位块，所述卡瓦的两侧设有与所述第一卡瓦限位块相配合的第二卡瓦限位块。

5.如权利要求4所述的死卡，其特征在于，所述本体上相对应所述卡瓦容纳孔设有多个推环导向槽，所述卡瓦推环的斜面拨块对应置于所述推环导向槽内。

6.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，还包括拉簧；

所述拉簧连接在所述卡瓦推环与卡瓦之间，当卡瓦向上运动时，所述拉簧不作用；当解除卡紧状态恢复至待命工况时，所述卡瓦推环在自重力的作用下先行归位，当钻具向下活动时所述拉簧作用把所述卡瓦拉回安全位置上。

7.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，所述卡瓦的斜面底部为直斜面，所述斜面拨块为与所述卡瓦的斜面底部相配合的直斜面。

8.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，所述卡瓦包括卡瓦本体和所述卡瓦牙，所述卡瓦本体与所述卡瓦牙为一体式结构或可拆卸结构；

当所述卡瓦本体与所述卡瓦牙为可拆卸结构时，所述卡瓦本体上设有底部开口、顶部封堵的插槽；当所述卡瓦牙插入所述插槽内，所述卡瓦牙的底部与所述卡瓦本体的底部固定。

9.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，所述卡瓦牙为倒牙。

10.如权利要求1所述的死卡，其特征在于，所述卡瓦锥体的顶部安装有用于导向管具的喇叭口。

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