CN216866577U - 一种顶驱下套管内卡式驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种顶驱下套管内卡式驱动装置，属于钻井技术领域。解决了进行套管安装时还需要借助其他设备、下套管装置大多数结构比较复杂以及使用及维修比较麻烦的问题，所述芯轴上端与锁套相连，所述锁套的下端连接有上凸轮，所述上凸轮的下段螺纹连接有中凸轮，下凸轮的下端连接有卡瓦笼，所述卡瓦滑动连接在芯轴上，保持架设置在卡瓦下方并与芯轴固定连接，芯轴上设有弧线部，卡瓦内壁上设有弧线配合部，所述碟形弹簧一端连接在下凸轮的底部内壁上，碟形弹簧另一端连接在孔用弹簧挡环上，孔用弹簧挡环设置在下凸轮内部，所述限位组件与下凸轮相连，上凸轮、中凸轮和下凸轮均套在芯轴上。

Description

一种顶驱下套管内卡式驱动装置

技术领域

本实用新型属于钻井技术领域，特别是涉及一种顶驱下套管内卡式驱动装置。

背景技术

目前，国内外生产和使用顶驱下套管装置的种类较多，分别通过机械驱动和液压辅助机械驱动卡瓦内卡套管或外卡套管实现下套管作业，各有特点；

现有的顶驱下套管装置，通过顶驱旋转使卡瓦夹持套管，并使套管上扣和下入，能适应较大范围的套管尺寸；

现有的全机械式外卡式顶驱下套管装置，能够通过顶驱的正/反转驱动卡瓦复位/张开，从而松开/夹持套管，能传递扭矩和轴向载荷，可进行套管上扣，旋转或旋转循环下入套管管柱；

但这两种顶驱下套管装置在夹持套管时，需借助其它设备进行套管安装，影响下套管效率，同时下套管装置大多数结构比较复杂，使用及维修比较麻烦，因此，需要结构更加精简、性能更加完善以及使用和维护更加简便易行的下套管装置已经成为亟待解决的问题，所以设计了一种顶驱下套管内卡式驱动装置。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种顶驱下套管内卡式驱动装置,能够解决进行套管安装时还需要借助其他设备、下套管装置大多数结构比较复杂且使用及维修比较麻烦的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种顶驱下套管内卡式驱动装置，包括芯轴、锁套、上凸轮、限位组件、中凸轮、下凸轮、缓冲器、卡瓦笼、卡瓦、保持架、碟形弹簧和孔用弹簧挡环，所述芯轴上端与锁套相连，所述锁套的下端连接有上凸轮，所述上凸轮的下段螺纹连接有中凸轮，缓冲器连接在下凸轮下端，下凸轮的下端连接有卡瓦笼，卡瓦笼与芯轴滑动连接，所述卡瓦滑动连接在芯轴上，所述卡瓦上端面与卡瓦笼下端面相接触，保持架设置在卡瓦下方并与芯轴固定连接，芯轴上设有弧线部，卡瓦内壁上设有与弧线部相配合的弧线配合部，所述碟形弹簧一端连接在下凸轮的底部内壁上，碟形弹簧另一端连接在孔用弹簧挡环上，孔用弹簧挡环设置在下凸轮内部，所述限位组件与下凸轮相连，上凸轮、中凸轮和下凸轮均套在芯轴上；所述限位组件用于对下凸轮的移动限位。

更进一步的，所述限位组件包括滑块、定位销螺钉、凸轮仓、弹簧和弹簧端环，所述凸轮仓上圆周均匀贯穿多个弧线导程槽，每个所述弧线导程槽内滑动连接有一个滑块，每个所述滑块上连接有定位销螺钉，若干所述定位销螺钉连接在下凸轮的圆周壁上，所述凸轮仓容置在下凸轮内，所述弹簧设置在凸轮仓内且下端连接在凸轮仓内壁上，弹簧上端连接有弹簧端环，弹簧端环上端面抵在定位销螺钉上。

更进一步的，所述锁套下端连接有外体，所述上凸轮容置在外体内。

更进一步的，所述下凸轮的外侧固定连接有滑套。

更进一步的，所述芯轴上连接有回位拉环，所述回位拉环与卡瓦笼滑动连接，回位拉环下端与卡瓦上端相连。

更进一步的，所述芯轴下端螺纹连接有下轴，所述下轴外壁上套接有转套，所述转套上从上向下依次套接密封座、密封套、隔套和导套，密封套上端抵在密封座上，隔套上端抵在密封套上，导套上端与隔套相连。

更进一步的，所述的中凸轮下端均布若干第一卡和部，所述的下凸轮上端设有若干与第一卡和部相配合的第二卡和部。

更进一步的，所述的锁套、上凸轮、外体、中凸轮、滑套、下凸轮、凸轮仓、缓冲器、卡瓦笼、回位拉环、卡瓦、保持架、下轴、导套、隔套、密封套、转套、密封座、碟形弹簧、孔用弹簧挡环、弹簧和弹簧端环均与所述芯轴同轴心布置。

更进一步的，所述弧线部的轴向长度大于弧线配合部的轴向长度。

更进一步的，所述下凸轮上设有连接定位销螺钉的开孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过芯轴带动上凸轮转动，从而驱动中凸轮最终带动下凸轮向下运动，下凸轮会带动卡瓦笼向下运动，卡瓦笼会带动卡瓦与芯轴相对滑动，从而使卡瓦向外张开完成对套管的卡紧，可以不接触外部设备来完成对套管的卡紧，且结构简单，易维修；

2、能够防止卡瓦运动过位，保证使用过程中的安全性；

3、能够利用密封套对套管进行密封，确保钻井套管水眼通过芯轴水眼与顶驱水眼有效形成循环。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置的上凸轮的结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置的中凸轮的结构示意图；

图4为本实用新型所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置的凸轮仓的结构示意图；

图5为本实用新型所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置的下凸轮的结构示意图。

芯轴1；锁套2；上凸轮3；外体4；中凸轮5；滑块6；定位销螺钉7；滑套8；下凸轮9；凸轮仓10；缓冲器11；卡瓦笼12；回位拉环13；卡瓦14；保持架15；下轴16；导套17；隔套18；密封套19；转套20；密封座21；碟形弹簧22；孔用弹簧挡环23；弹簧24；弹簧端环25；弧线导程槽26；弧线部 27；弧线配合部28；第一卡和部29；第二卡和部30。

具体实施方式

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、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。

参见附图说明本实施方式，一种顶驱下套管内卡式驱动装置，包括芯轴1、锁套2、上凸轮3、限位组件、中凸轮5、下凸轮9、缓冲器11、卡瓦笼12、卡瓦14、保持架15、碟形弹簧22和孔用弹簧挡环23，所述芯轴1上端与锁套2 相连，所述锁套2的下端连接有上凸轮3，所述上凸轮3的下段螺纹连接有中凸轮5，缓冲器11连接在下凸轮9下端外部，下凸轮9的下端连接有卡瓦笼12，卡瓦笼12伸入到下凸轮9内，卡瓦笼12与芯轴1滑动连接，所述卡瓦14滑动连接在芯轴1上，所述卡瓦14上端面与卡瓦笼12下端面相接触，保持架15 设置在卡瓦14下方并与芯轴1固定连接，芯轴1上设有弧线部27，卡瓦14内壁上设有与弧线部27相配合的弧线配合部28，所述碟形弹簧22一端连接在下凸轮9的底部内壁上，碟形弹簧22另一端连接在孔用弹簧挡环23上，孔用弹簧挡环23设置在下凸轮9内部，所述限位组件与下凸轮9相连，上凸轮3、中凸轮5和下凸轮9均套在芯轴1上；所述限位组件用于对下凸轮9的移动限位；所述限位组件包括滑块6、定位销螺钉7、凸轮仓10、弹簧24和弹簧端环25，所述凸轮仓10上圆周均匀贯穿多个弧线导程槽26，每个所述弧线导程槽26内滑动连接有一个滑块6，每个所述滑块6上连接有定位销螺钉7，若干所述定位销螺钉7连接在下凸轮9的圆周壁上，所述凸轮仓10容置在下凸轮9内，所述弹簧24设置在凸轮仓10内且下端连接在凸轮仓10内壁上，弹簧24上端连接有弹簧端环25，弹簧端环25上端面抵在定位销螺钉7上，所述的中凸轮5下端均布若干第一卡和部29，所述的下凸轮9上端设有若干与第一卡和部29相配合的第二卡和部30，所述的锁套2、上凸轮3、外体4、中凸轮5、滑套8、下凸轮9、凸轮仓10、缓冲器11、卡瓦笼12、回位拉环13、卡瓦14、保持架15、下轴16、导套17、隔套18、密封套19、转套20、密封座21、碟形弹簧22、孔用弹簧挡环23、弹簧24和弹簧端环25均与所述芯轴1同轴心布置，上凸轮3、中凸轮5、下凸轮9和凸轮仓10均为圆柱状，上凸轮3、中凸轮5和下凸轮9在一侧端面上设有突起。

在本实施例中，所述锁套2下端连接有外体4，所述上凸轮3容置在外体4 内，锁套2能够为芯轴1提供保护。

在本实施例中，所述下凸轮9的外侧固定连接有滑套8，滑套8能够对中凸轮5和下凸轮9提供保护作用。

在本实施例中，所述芯轴1上连接有回位拉环13，所述回位拉环13与卡瓦笼12滑动连接，回位拉环13下端与卡瓦14上端相连，回位拉环13可以起到减少卡瓦笼12与芯轴1相对滑动时的阻力，同时防止卡瓦14脱落。

在本实施例中，所述芯轴1下端螺纹连接有下轴16，所述下轴16外壁上套接有转套20，所述转套20上从上向下依次套接密封座21、密封套19、隔套18 和导套17，密封套19上端抵在密封座21上，隔套18上端抵在密封套19上，导套17上端与隔套18相连，密封套19在套管中对套管起到密封的作用，确保钻井套管水眼通过芯轴水眼与顶驱水眼有效形成循环。

工作中，下套管时，顶驱辅助机构将已经连接完成的套管组合移送至该驱动装置导向密封端，并向下引入，至缓冲器11与套管端部管箍接触，达到一定压力时，碟形弹簧22提供的预紧力以及缓冲器11自身的重力使得缓冲器11 与套管端部之间形成静摩擦力使缓冲器11相对静止，芯轴1上端连接顶驱，用以驱动芯轴1进行转动，芯轴1在转动时会带动锁套2进行转动，锁套2转动会带动上凸轮3和外体4进行同步转动，外体4可以起到良好的保护作用，由于缓冲器11此时由于静摩擦力保持静止，所以上凸轮3在转动时会通过螺纹带动中凸轮5向下运动，中凸轮5在初始位置时，第一卡和部29和第二卡和部 30部分接触，此时中凸轮5的转动受到限制从而只进行上下方向上的运动，中凸轮5下端均布若干第一卡和部29，下凸轮9上端设有若干与第一卡和部29 相配合的第二卡和部30，当第一卡和部29向下完全卡入第二卡和部30时，中凸轮5会带动下凸轮9向下运动，下凸轮9向下运动会带动卡瓦笼12向下运动，卡瓦笼12会带动卡瓦14向下运动，卡瓦14与芯轴1发生相对运动，通过弧线部27和弧线配合部28配合，使得卡瓦14胀出，从而将套管进行卡紧，在此过程中，下凸轮9向下运动时会通过定位销螺钉7带动滑块6向下运动，滑块6 会通过弧线导程槽26使凸轮仓10进行转动，当滑块6滑动到弧线导程槽26 的极限位置时，下凸轮9与凸轮仓10的相对位置锁死，可以防止下凸轮9运动过量，从而防止卡瓦14运动过量对保持架15造成过大的压力，当需要松开套管时，芯轴1反向转动，卡瓦14恢复形变推动卡瓦笼12向上复位，上凸轮3 随着芯轴1转动时会带动中凸轮5向上运动，卡瓦笼12带动下凸轮9与中凸轮 5同步向上运动，所以中凸轮5还是会只保持上下方向上的运动，而不会进行转动，弹簧24会带动弹簧端环25复位，弹簧端环25会带动定位销螺钉进行复位，从而使得凸轮仓10转回初始位置，此时下凸轮9完成复位并停止运动，中凸轮5继续向上运动回到初始位置，整体完成复位。

以上公开的本实用新型实施例只是用于帮助阐述本实用新型。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。

Claims (10)

1.一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：包括芯轴(1)、锁套(2)、上凸轮(3)、限位组件、中凸轮(5)、下凸轮(9)、缓冲器(11)、卡瓦笼(12)、卡瓦(14)、保持架(15)、碟形弹簧(22)和孔用弹簧挡环(23)，所述芯轴(1)上端与锁套(2)相连，所述锁套(2)的下端连接有上凸轮(3)，所述上凸轮(3)的下段螺纹连接有中凸轮(5)，缓冲器(11)连接在下凸轮(9)下端，下凸轮(9)的下端连接有卡瓦笼(12)，卡瓦笼(12)与芯轴(1)滑动连接，所述卡瓦(14)滑动连接在芯轴(1)上，所述卡瓦(14)上端面与卡瓦笼(12)下端面相接触，保持架(15)设置在卡瓦(14)下方并与芯轴(1)固定连接，芯轴(1)上设有弧线部(27)，卡瓦(14)内壁上设有与弧线部(27)相配合的弧线配合部(28)，所述碟形弹簧(22)一端连接在下凸轮(9)的底部内壁上，碟形弹簧(22)另一端连接在孔用弹簧挡环(23)上，孔用弹簧挡环(23)设置在下凸轮(9)内部，所述限位组件与下凸轮(9)相连，上凸轮(3)、中凸轮(5)和下凸轮(9)均套在芯轴(1)上；所述限位组件用于对下凸轮(9)的移动限位。

2.根据权利要求1所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述限位组件包括滑块(6)、定位销螺钉(7)、凸轮仓(10)、弹簧(24)和弹簧端环(25)，所述凸轮仓(10)上圆周均匀贯穿多个弧线导程槽(26)，每个所述弧线导程槽(26)内滑动连接有一个滑块(6)，每个所述滑块(6)上连接有定位销螺钉(7)，若干所述定位销螺钉(7)连接在下凸轮(9)的圆周壁上，所述凸轮仓(10)容置在下凸轮(9)内，所述弹簧(24)设置在凸轮仓(10)内且下端连接在凸轮仓(10)内壁上，弹簧(24)上端连接有弹簧端环(25)，弹簧端环(25)上端面抵在定位销螺钉(7)上。

3.根据权利要求1所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述锁套(2)下端连接有外体(4)，所述上凸轮(3)容置在外体(4)内。

4.根据权利要求1所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述下凸轮(9)的外侧固定连接有滑套(8)。

5.根据权利要求2所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述芯轴(1)上连接有回位拉环(13)，所述回位拉环(13)与卡瓦笼(12)滑动连接，回位拉环(13)下端与卡瓦(14)上端相连。

6.根据权利要求5所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述芯轴(1)下端螺纹连接有下轴(16)，所述下轴(16)外壁上套接有转套(20)，所述转套(20)上从上向下依次套接密封座(21)、密封套(19)、隔套(18)和导套(17)，密封套(19)上端抵在密封座(21)上，隔套(18)上端抵在密封套(19)上，导套(17)上端与隔套(18)相连。

7.根据权利要求1所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述的中凸轮(5)下端均布若干第一卡和部(29)，所述的下凸轮(9)上端设有若干与第一卡和部(29)相配合的第二卡和部(30)。

8.根据权利要求6所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述的锁套(2)、上凸轮(3)、外体(4)、中凸轮(5)、滑套(8)、下凸轮(9)、凸轮仓(10)、缓冲器(11)、卡瓦笼(12)、回位拉环(13)、卡瓦(14)、保持架(15)、下轴(16)、导套(17)、隔套(18)、密封套(19)、转套(20)、密封座(21)、碟形弹簧(22)、孔用弹簧挡环(23)、弹簧(24)和弹簧端环(25)均与所述芯轴(1)同轴心布置。

9.根据权利要求1所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述弧线部(27)的轴向长度大于弧线配合部(28)的轴向长度。

10.根据权利要求2所述的一种顶驱下套管内卡式驱动装置，其特征在于：所述下凸轮(9)上设有连接定位销螺钉(7)的开孔。

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