CN217760909U - 一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，涉及修井设备技术领域，用于修井作业中起、下油管和上、卸油管丝扣及套磨铣等作业，包括：修井液压钳主钳，吊卡，角度调节机构，定位导向机构，吊卡由吊卡主体、第一吊耳、第二吊耳组成，修井液压钳主钳安装在吊卡主体内，修井液压钳主钳的右侧与吊环吊臂间设有吊卡角度调节机构，修井液压钳主钳下端可调节地连接有定位导向机构，本技术方案将主钳与吊卡相组合，背钳单独置于井口处，在每次起下油管作业中上卸油管丝扣时只需将液压动力钳背钳移向井口和远离井口，主钳无需移动，从而简化了施工，降低了作业安全风险，提高了作业效率，利用本技术方案的组合装置还可进行油水井套磨铣作业。

Description

一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置

技术领域

本发明涉及油田油水井修井设备领域，具体涉及一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置。

背景技术

修井液压动力钳是在油井修井作业中用来上、卸一定范围内油管螺纹的工具。它以背钳抱紧井内油管上端接箍，主钳抱紧上部油管本体，通过液压动力驱动主钳抱紧油管，使油管与卡瓦悬挂的管柱上端接箍发生相对转动，以上、卸油管连接丝扣。在油田油水井修井作业中，利用修井设备起下油管或上卸油管是油水井施工作业的常规工序。

然而，传统的起下油管和上卸油管丝扣作业时，修井液压动力钳常采用主钳与背钳一体化结构，在起下管柱作业中需要吊卡与修井液压动力钳配合频繁地使修井液压动力钳移向井口和撤离井口操作，而在油水井小修进行套磨铣作业时还需增加相应动力设备才能完成，本技术完全可利用修井液压钳主钳和吊卡组合装置加以实现，大大降低了工人的劳动强度。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，设计一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，以克服现有修井作业中起、下油管和上卸扣过程中操作流程烦琐、自动化程度低、操作安全性差等不足。

本发明是由下述技术方案实现的：

一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，涉及修井设备技术领域，用于修井作业中起、下油管和上、卸油管丝扣及套磨铣作业，包括：修井液压钳主钳，吊卡，吊卡角度调节机构，定位导向机构，所述修井液压钳主钳由钳头夹紧机构、钳头制动机构、齿轮传动轮系组成，所述修井液压钳主钳和吊卡连接成为一体式结构，所述齿轮传动轮系包括大齿轮，所述钳头夹紧机构安装在大齿轮的中部环形平台上，所述钳头夹紧机构由坡板、颚板架、颚板、牙板组成，所述颚板安装在颚板架的限制轨道内，所述牙板固定安装在颚板上，所述颚板和牙板设置为三组，所述吊卡包括吊卡主体，所述大齿轮及吊卡主体为封闭完整结构。

进一步地，所述修井液压钳主钳安装在吊卡主体内。

进一步地，所述钳头制动机构由制动盘、摩擦片、制动片、弹簧组成，所述齿轮传动轮系还包括联轮总成、双联齿轮及惰性齿轮，所述联轮总成由输入轴、第一挡主动齿轮、换挡总成、第二挡主动齿轮组成，所述输入轴、第一挡主动齿轮、第二挡主动齿轮自上而下空套设置在输入轴上，第一挡主动齿轮、第二挡主动齿轮分别与双联齿轮的上下端齿轮相啮合，双联齿轮与惰性齿轮相啮合，惰性齿轮与大齿轮相啮合，所述动力驱动装置的输出轴与输入轴通过键固定连接，并将动力传递至输入轴。

进一步地，所述吊卡还包括第一吊耳、第二吊耳组成，吊卡主体的上表面垂直地固定设置有第一吊耳和第二吊耳，修井液压钳主钳的右侧与吊臂间设有角度调节机构，吊卡主体下端可调节地连接有定位导向机构。

进一步地，所述吊卡角度调节机构由第一油缸、第二油缸以及分别与第一油缸、第二油缸铰接连接的第一套环和第二套环组成，所述第一套环和第二套环套设于吊环的吊臂上。

进一步地，所述定位导向机构由油管导向总成、反扭矩手柄和调节定位销组成，油管导向总成下端开口处为喇叭状，所述反扭矩手柄及调节定位销安装在油管导向总成上。

本发明采用将主钳与吊卡相组合的设计，因此主钳不再是与背钳组合安装在一起使用，背钳可单独座于井口处，彻底避免了主钳开口与油管对中效率低下的问题，这样在每次起下油管作业中上卸油管丝扣时只需将液压动力钳背钳移向井口和远离井口，另外在套磨铣施工中不需增加其他动力设备便可由修井液压钳主钳和吊卡组合装置自主完成而不需人力克服主钳工作时的反扭矩，从而简化了施工，降低了作业安全风险，极大程度地提高了作业效率。

此外，本发明结构简单，工作可靠，特别适用于修井作业井口自动化及作业效率要求较高的场合，对提高油水井修井作业安全生产水平、降低工人劳动强度和减少用工数量具有非常重要的现实意义。

附图说明

图1本发明实施例修井液压钳主钳和吊卡组合装置的正面结构视图；

图2本发明实施例修井液压钳主钳和吊卡组合装置的俯视结构视图；

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图标记说明：

100-修井液压钳主钳；110-钳头夹紧机构；111-坡板；112-颚板架；113-颚板；114-牙板；120-钳头制动机构；121-制动盘；122-摩擦片；123-制动片；124-弹簧；130-齿轮传动轮系；131-大齿轮；200-动力驱动装置；210-输入轴；220-联轮总成；221-第一挡主动齿轮；222-换挡总成；223-第二挡主动齿轮；224-双联齿轮；225-惰性齿轮；300-吊卡；I-吊环；310-吊卡主体；321-第一吊耳；322-第二吊耳；400-角度调节机构；410-油缸；411-第一油缸；412-第二油缸；420-套环；421-第一套环；422-第二套环；500-定位导向机构；510-油管导向总成；520-反扭矩手柄；530-调节定位销。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置。如图1-2所示，一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，涉及修井设备技术领域，用于修井作业中起下油管和上、卸油管丝扣，包括：修井液压钳主钳100，吊卡300，吊卡角度调节机构400和定位导向机构500。所述修井液压钳主钳100由钳头夹紧机构110、钳头制动机构120、齿轮传动轮系130组成。

所述钳头夹紧机构110安装在大齿轮131的中部环形平台上，所述钳头夹紧机构110由坡板111、颚板架112、颚板113、牙板114组成，所述颚板113安装在颚板架112的限制轨道内，所述坡板111固定设置于大齿轮131内侧，所述牙板114固定安装在颚板113上。

所述钳头制动机构120由制动盘121、摩擦片122、制动片123、弹簧124组成。制动片123由颚板架112带动旋转，固定在制动盘121上的摩擦片122通过弹簧124夹紧制动片123，从而在钳头夹紧机构110开始旋转时，颚板架112滞后于坡板111动作，坡板111在旋转过程中，使颚板113在坡板111的作用下沿径向向中心运动，而反向旋转时在离心力作用下缩回，从而实现钳头夹紧机构110对油管的夹持或松开。

所述齿轮传动轮系130由大齿轮131、联轮总成220、双联齿轮224及惰性齿轮225组成，大齿轮131与常规设计不同之处在于其为封闭完整齿轮，联轮总成220由输入轴210、第一挡主动齿轮221、换挡总成222、第二挡主动齿轮223组成。输入轴210、第一挡主动齿轮221、第二挡主动齿轮223自上而下固定设置在输入轴210上。第一挡主动齿轮221、第二挡主动齿轮223分别与双联齿轮224的上下端齿轮相啮合，双联齿轮224与惰性齿轮225相啮合，惰性齿轮225与大齿轮131相啮合。动力驱动装置200一端与外部的液压马达相连接，另一端与输入轴210通过键连接的方式固定连接，液压马达将动力通过动力驱动装置200传递至输入轴210。挂一挡时，拨叉拨动换挡总成222向上移动，与第一挡主动齿轮221联结起来传递扭矩，输入轴210的动力依次通过第一挡主动齿轮221、双联齿轮224、惰性齿轮225传递至大齿轮131；挂二挡时，拨叉拨动换挡总成222向下移动，与第二挡主动齿轮223联结起来传递扭矩，输入轴210的动力依次通过第二挡主动齿轮223、双联齿轮224、惰性齿轮225传递至大齿轮131。钳头夹紧机构110在上卸油管丝扣时，颚板113上的牙板114抱紧油管，而在需悬挂油管或油管柱时，油管接箍下端面则座在颚板113的顶面上。

所述吊卡300由吊卡主体310、第一吊耳321、第二吊耳322组成，修井液压钳主钳100安装在吊卡主体310内，吊卡主体310的上表面垂直地固定设置有第一吊耳321和第二吊耳322，修井液压钳主钳100的右侧与吊臂间设有角度调节机构400，吊卡主体310下端固定连接有定位导向机构500，吊卡主体310为封闭完整结构。

所述吊卡角度调节机构400由第一油缸411、第二油缸412以及分别与第一油缸411、第二油缸412铰接连接的第一套环421和第二套环422组成，所述第一套环421和第二套环422套设于吊环I的吊臂上，由第一油缸411和第二油缸412进行驱动，以控制修井液压钳主钳和吊卡组合装置的倾斜角度。

所述定位导向机构500由油管导向总成510、反扭矩手柄520和调节定位销530组成，所述油管导向总成510下端开口为喇叭状，便于对油管导向穿入修井液压钳主钳100。反扭矩手柄520通过调节定位销530安装在油管导向总成510上，在本装置工作时，反扭矩手柄520沿井架上的轨道上下运行，以承受修井液压钳主钳100对油管上卸扣和套磨铣作业时的反扭矩。

常规修井液压钳采用双颚板结构设计，其目的是在移动液压钳时便于油管从两个颚板之间并于钳口出入，本技术方案在起下油管和上卸扣作业中只需将修井液压钳主钳100套入或脱出油管，不需水平移动液压钳主钳，同时在起下油管中还用于悬挂油管或油管柱，为提高修井液压钳主钳100的承载能力，颚板113和牙板114设置为三组，这样就增加了上卸油管时牙板114与油管之间的接触面积，减小了牙板114对油管的伤害。另外，与主钳和背钳一体式安装成组合钳的常规结构设计不同，本发明中的修井液压钳主钳100与背钳分离，并把修井液压钳主钳100与吊卡300相组合，背钳单独安装于井口处，这样在每次起下油管作业中上卸油管丝扣时只需将液压动力钳背钳移向井口和远离井口，而当进行套磨铣等施工时也可由修井液压钳主钳和吊卡组合装置自主完成不需人力克服主钳工作时的反扭矩，从而简化了作业过程，降低了作业安全风险，大大提升了作业效率。

本发明一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置的工作原理如下：

在进行修井下油管作业时，将修井液压钳主钳和吊卡组合装置经第一吊耳321、第二吊耳322悬挂在吊环I上，安装好角度调节机构400，通过调节定位销530整好定位导向机构500的位置，连接好相应液压管线，当修井设备提升系统悬挂修井液压钳主钳和吊卡组合装置下放到油管举升机要求高度时，第一油缸411和第二油缸412伸出，推动修井液压钳主钳和吊卡组合装置整体旋转一定倾斜角度，使修井液压钳主钳和吊卡组合装置的轴线方向与举升机输送的油管轴线方向接近一致，举升机推送油管在油管导向总成510的导向作用下穿入修井液压钳主钳100，此时操作动力驱动装置200顺时针方向工作，驱动输入轴210转动，经换挡总成222和齿轮传动轮系130带动钳头夹紧机构110内的坡板111转动，从而驱使颚板113向着油管中心方向径向移动，使牙板114抱住油管。之后，修井设备提升系统上行，第一油缸411和第二油缸412逐渐缩回，油管接箍台阶落在颚板113顶面上，并随修井液压钳主钳和吊卡组合装置一起上行，将油管提升到一定高度后下放使油管下端公扣落入井口悬挂的油管上端接箍内，操纵背钳向井口伸出并卡紧井口卡瓦悬持的油管上端接箍，修井液压钳主钳100挂挡工作顺时针旋转使牙板114抱紧油管旋转，从而将油管下端公扣与井口悬挂的油管上端接箍旋合上紧，在上扣过程中修井液压钳主钳100的反扭矩则由反扭矩手柄520和井架上的导轨共同承受。上扣作业完成后，将油管下入井内并经卡瓦悬挂，如此重复上述操作直到完成下油管作业的全部工作。

在进行修井起油管作业时，修井设备提升系统悬挂修井液压钳主钳和吊卡组合装置下行，在油管导向总成510的导向作用下套入卡瓦悬持的井内油管柱上方接箍下方，将修井液压钳主钳100工作状态旋钮旋至卸扣位，操作动力驱动装置200逆时针方向工作，驱动输入轴210转动，经换挡总成222和齿轮传动轮系130带动钳头夹紧机构110内的坡板111转动，从而驱使颚板113向着油管中心方向径向移动，使牙板114对抱住油管。之后，修井设备提升系统经修井液压钳主钳和吊卡组合装置悬挂井内管柱上行，油管柱上端接箍下端面座到颚板113顶面上，与此同时卡瓦打开，当上提至一根油管全部出井而下一根油管上端接箍到一定高度时，修井设备提升系统停止处于悬持井内管柱状态，卡瓦关闭，操作修井设备提升系统稍作下放，井内管柱由卡瓦夹紧悬持，操作控制背钳向井口伸出并卡紧井口卡瓦悬持油管的上端接箍，挂挡动力驱动装置200逆时针工作，驱动修井液压钳主钳100的颚板113带动牙板114抱紧油管逆时针旋转，从而将出井油管下端公扣与井口悬挂的油管上端接箍母扣中旋出，在卸扣过程中修井液压钳主钳100的反扭矩则由反扭矩手柄520和井架上的导轨共同承受。卸扣作业完成后，操纵背钳退后让开井口，修井设备提升系统经修井液压钳主钳和吊卡组合装置悬挂从井内管柱中卸下的一根油管上提到与举升机要求高度后停止，将该油管甩到举升机滑道，下放油管，随着油管的不断下放，第一油缸411和第二油缸412活塞杆伸出推动修井液压钳主钳和吊卡组合装置跟随油管角度的变化而发生相应的倾斜，当油管完全落入举升机油管滑道后，举升机滑道带动油管一起后撤，并将油管从修井液压钳主钳100中抽出，当举升机让开位置后，第一油缸411和第二油缸412活塞杆缩回，修井液压钳主钳和吊卡组合装置进入垂直状态，修井机提升系统悬挂修井液压钳主钳和吊卡组合装置下行进入下一根油管的起出作业。如此重复上述操作直到完成起油管作业的全部工作。

在利用修井液压钳主钳和吊卡组合装置进行套磨铣作业时，修井设备提升系统将修井液压钳主钳和吊卡组合装置悬挂着井内油管柱，挂挡使牙板114抱紧油管上端本体旋转，由油管柱带动井下的磨鞋或套铣工具旋转，与此同时修井设备提升系统逐渐下放，从而实现套磨铣作业。在套磨铣作业过程中，修井液压钳主钳100的反扭矩由反扭矩手柄520和井架上的导轨共同承受。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，涉及修井设备技术领域，用于修井作业中起、下油管和上、卸油管丝扣及套磨铣作业，包括：修井液压钳主钳(100)，吊卡(300)，吊卡角度调节机构(400)，定位导向机构(500)，所述修井液压钳主钳(100)由钳头夹紧机构(110)、钳头制动机构(120)、齿轮传动轮系(130)组成，所述修井液压钳主钳(100)和吊卡(300)连接成为一体式结构，所述齿轮传动轮系(130)包括大齿轮(131)，所述钳头夹紧机构(110)安装在大齿轮(131)的中部环形平台上，所述钳头夹紧机构(110)由坡板(111)、颚板架(112)、颚板(113)、牙板(114)组成，所述颚板(113)安装在颚板架(112)的限制轨道内，所述牙板(114)固定安装在颚板(113)上，所述颚板(113)和牙板(114)设置为三组，所述吊卡(300)包括吊卡主体(310)，所述大齿轮(131)及吊卡主体(310)为封闭完整结构。

2.根据权利要求1所述的一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，其特征在于，所述修井液压钳主钳(100)安装在吊卡主体(310)内。

3.根据权利要求2所述的一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，其特征在于，所述钳头制动机构(120)由制动盘(121)、摩擦片(122)、制动片(123)、弹簧(124)组成，所述齿轮传动轮系(130)还包括联轮总成(220)、双联齿轮(224)及惰性齿轮(225)，所述联轮总成(220)由输入轴(210)、第一挡主动齿轮(221)、换挡总成(222)、第二挡主动齿轮(223)组成，所述输入轴(210)、第一挡主动齿轮(221)、第二挡主动齿轮(223)自上而下空套设置在输入轴(210)上，第一挡主动齿轮(221)、第二挡主动齿轮(223)分别与双联齿轮(224)的上下端齿轮相啮合，双联齿轮(224)与惰性齿轮(225)相啮合，惰性齿轮(225)与大齿轮(131)相啮合，所述输入轴(210)通过键固定连接有动力驱动装置(200)，动力驱动装置(200)将动力传递至输入轴(210)。

4.根据权利要求3所述的一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，其特征在于，所述吊卡(300)还包括第一吊耳(321)、第二吊耳(322)组成，吊卡主体(310)的上表面垂直地固定设置有第一吊耳(321)和第二吊耳(322)，修井液压钳主钳(100)的右侧与吊臂间设有角度调节机构(400)，吊卡主体(310)下端可调节地连接有定位导向机构(500)。

5.根据权利要求4所述的一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，其特征在于，所述吊卡角度调节机构(400)由第一油缸(411)、第二油缸(412)以及分别与第一油缸(411)、第二油缸(412)铰接连接的第一套环(421)和第二套环(422)组成，所述第一套环(421)和第二套环(422)套设于吊环(I)的吊臂上。

6.根据权利要求5所述的一种修井液压钳主钳和吊卡组合装置，其特征在于，所述定位导向机构(500)由油管导向总成(510)、反扭矩手柄(520)和调节定位销(530)组成，油管导向总成(510)下端开口处为喇叭状，所述反扭矩手柄(520)及调节定位销(530)安装在油管导向总成(510)上。

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