WO2020087511A1 - 自动刮泥起下管柱装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动刮泥起下管柱装置，包括呈柱体结构且轴向中空的主体（1）；可拆卸地安装于主体内且呈轴向中空的动力卡块（2）；安装于主体底部且结构呈环形的喷气装置（3），喷气装置通过高压气管连接至外部气源；安装于主体内下端的导向板（4），导向板位于动力卡块、喷气装置之间；连接主体、动力卡块的压紧装置（6），用于将动力卡块下压或上提，并实现管柱（7）的压紧或放松，压紧装置与外部气源连接；与喷气装置、压紧装置信号连接的后台控制器（5）；还公开一种自动刮泥起下管柱装置的工作方法。本装置及其工作方法能够实现松开提取管柱和喷气刮泥的同步进行，大幅度的降低了工人的劳动强度，有效提高了油田钻井作业的作业效率和作业安全性，具有良好的可靠性和适用性。

Description

自动刮泥起下管柱装置及其工作方法 技术领域
本发明涉及油田钻井作业技术领域，尤其是涉及一种自动刮泥起下管柱装置及其工作方法。
背景技术
当前，在油田钻井作业过程中，井口卡持工具已趋于自动化发展，一定程度上已减少了操作人员的劳动强度，但在钻井起钻作业时，钻杆从井下带出了大量的泥浆，目前，油田常用的清理管柱泥浆的方法是两位操作人员靠近钻杆，手动用布带依附在钻杆表面进行刮泥，安全隐患较大，且清除下来的泥浆还是流在钻台面上及转盘上，清洁效果差，既造成泥浆材料的流失浪费，又影响油田作业的安全生产。因此，本领域的技术人员致力于开发一种结构简单、高效、安全、操作便捷的集卡持功能与刮泥功能于一体的综合动力卡瓦。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有清理管柱泥浆的方法存在安全隐患、清洁效果差，造成泥浆材料的流失浪费的同时还影响油田作业的安全生产。
为解决上述的技术问题，本发明技术方案提供一种自动刮泥起下管柱装置，应用于油田钻井作业中，其中，所述装置包括：
呈柱体结构且轴向中空的主体；
可拆卸地安装于所述主体内且呈轴向中空的动力卡块，所述动力卡块用 于套设住管柱并将管柱安装于所述主体中；
安装于所述主体底部且结构呈环形的喷气装置，所述喷气装置用于在起下管柱时去除管柱上的泥浆，所述喷气装置通过高压气管连接至外部气源；
安装于所述主体内下端的导向板，所述导向板位于所述动力卡块、所述喷气装置之间；
连接所述主体、所述动力卡块的压紧装置，用于将所述动力卡块下压或上提，并实现管柱的压紧或放松，所述压紧装置与外部气源连接；
与所述喷气装置、所述压紧装置信号连接的后台控制器。
可选的，管柱贯穿所述动力卡块、所述导向板、所述喷气装置。
可选的，所述喷气装置中设置若干喷气孔，若干所述喷气孔方向指向井口中心偏下位置。
可选的，所述喷气装置在所述动力卡块松开管柱时对管柱进行喷气。
可选的，所述主体为两片式结构，两片所述主体之间可转动铰接；所述喷气装置为两片式结构，每一片所述喷气装置分别安装于一片所述主体的底部并跟随所述主体一同转动。
可选的，所述动力卡块呈锥形结构，所述主体与所述动力卡块的接触面呈与所述动力卡块的锥面匹配的斜面。
可选的，所述动力卡块侧壁具有凸块，所述主体的内壁具有与所述凸块结构匹配的环槽。
为解决上述的技术问题，本发明技术方案还提供一种如上述任一所述的自动刮泥起下管柱装置的工作方法，其中，所述工作方法如下：
后台控制器控制压紧装置将动力卡块上提，动力卡块松开管柱，管柱被向上提起；后台控制器同步控制喷气装置工作，喷气装置进行喷气并对上提过程中的管柱进行喷气刮泥动作。
本发明技术方案的有益效果是：
本发明的自动刮泥起下管柱装置能够实现松开提取管柱和喷气刮泥的 同步进行，大幅度的降低了工人的劳动强度，有效提高了油田钻井作业的作业效率和作业安全性，具有良好的可靠性和适用性。
附图说明
图1为本发明实施例中自动刮泥起下管柱装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中喷气装置的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参见图1和图2所示，示出了一种实施例的自动刮泥起下管柱装置，应用于油田钻井作业中，其中，装置包括：
呈柱体结构且轴向中空的主体1，并且主体1为两片式结构，本实施例 中优选的，两片主体12、13为半圆柱结构，两个半圆柱合并后轴向方向上贯通，且两者之间可转动铰接(或者以其他方式可转动连接)。
可拆卸地安装于主体1内、且轴向方向上同样呈中空结构的动力卡块2，动力卡块2可以是若干块，本实施例中优选的为两块22、23；动力卡块2用于套设在管柱7的外部并将管柱7通过卡压的方式固定于主体1中。
安装于主体1底部且结构呈环形的喷气装置3，喷气装置3具体结构如图2所示，喷气装置3用于在起下管柱7时去除管柱7上的泥浆，喷气装置3通过高压气管(未示出)连接至外部气源；喷气装置3为两片式结构，每一片喷气装置31、32分别安装于一片主体12、13的底部并跟随主体一同转动(如假设主体12固定，主体13绕主体12旋转，则喷气装置32跟随主体13一起旋转，反之亦然)。
安装于主体1内下端的导向板4，导向板4位于动力卡块2、喷气装置3之间，用于对管柱7进行移动导向。
连接主体1、动力卡块2的压紧装置6，用于将动力卡块2下压或上提，并实现管柱7的压紧或放松；压紧装置6可以是现有的气缸连杆结构，且压紧装置6与外部气源连接，通过气动连杆实现对动力卡块2或管柱7的上提和下压。
与喷气装置3、压紧装置6信号连接的后台控制器5，后台控制器5控制喷气装置3和压紧装置6工作。
本实施例中，管柱7贯穿动力卡块2、导向板4、喷气装置3(如图1所示)，且动力卡块2、导向板4、喷气装置3的中间通孔之间都大于管柱7直径，方便管柱7移动。
本实施例中，喷气装置3中具有喷气管31，喷气管31中设置有若干喷气孔311，若干喷气孔311方向指向井口中心偏下位置(如图2中B及A-A所示)，使得喷气时气流的方向指向水平中心偏下方，方便冲刷泥浆。如图2所示，每一片喷气装置3中均包含一个喷气管31，喷气管31呈Y字形结构， 喷气管31具有接头32，用于连接高压气管，另两个端头33封闭。
本实施例中，喷气装置3在动力卡块2松开管柱7的同时对管柱7进行喷气，喷气装置3、压紧装置6由后台控制器5同步控制。
本实施例中，动力卡块2呈锥形结构，安装时的方向为上宽下窄，主体1与动力卡块2的接触面呈斜面，斜面的倾斜角度与动力卡块2的锥面匹配；动力卡块2侧壁具有凸块21，主体1的内壁具有与凸块2结构匹配的环槽11；方便主体1和动力卡块2之间的匹配。
通过以下说明进一步的认识本发明的特性及功能。
本实施例中还提供一种如上述任一的自动刮泥起下管柱装置的工作方法，其中，工作方法如下：
本实施例的自动刮泥起下管柱装置安装于井口中，起下管时，后台控制器5控制压紧装置6启动，压紧装置6将动力卡块2上提，动力卡块2松开管柱7，管柱7被向上提起(管柱7可单独由外部其他提升装置进行提升)；在动力卡块2松开管柱7的同时，后台控制器5控制喷气装置3工作，喷气装置3进行喷气并对上提过程中的管柱7进行喷气刮泥动作。
综上所述，本发明的自动刮泥起下管柱装置能够实现松开提取管柱和喷气刮泥的同步进行，大幅度的降低了工人的劳动强度，有效提高了油田钻井作业的作业效率和作业安全性，具有良好的可靠性和适用性。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

  1. 一种自动刮泥起下管柱装置，应用于油田钻井作业中，其特征在于，所述装置包括：
    呈柱体结构且轴向中空的主体；
    可拆卸地安装于所述主体内且呈轴向中空的动力卡块，所述动力卡块用于套设住管柱并将管柱安装于所述主体中；
    安装于所述主体底部且结构呈环形的喷气装置，所述喷气装置用于在起下管柱时去除管柱上的泥浆，所述喷气装置通过高压气管连接至外部气源；
    安装于所述主体内下端的导向板，所述导向板位于所述动力卡块、所述喷气装置之间；
    连接所述主体、所述动力卡块的压紧装置，用于将所述动力卡块下压或上提，并实现管柱的压紧或放松，所述压紧装置与外部气源连接；
    与所述喷气装置、所述压紧装置信号连接的后台控制器。
  2. 根据权利要求1所述的自动刮泥起下管柱装置，其特征在于，管柱贯穿所述动力卡块、所述导向板、所述喷气装置。
  3. 根据权利要求1所述的自动刮泥起下管柱装置，其特征在于，所述喷气装置中设置若干喷气孔，若干所述喷气孔方向指向井口中心偏下位置。
  4. 根据权利要求1所述的自动刮泥起下管柱装置，其特征在于，所述喷气装置在所述动力卡块松开管柱时对管柱进行喷气。
  5. 根据权利要求1所述的自动刮泥起下管柱装置，其特征在于，所述主体为两片式结构，两片所述主体之间可转动铰接；所述喷气装置为两片式结构，每一片所述喷气装置分别安装于一片所述主体的底部并跟随所述主体一同转动。
  6. 根据权利要求1所述的自动刮泥起下管柱装置，其特征在于，所述动力卡块呈锥形结构，所述主体与所述动力卡块的接触面呈与所述动力卡块的 锥面匹配的斜面。
  7. 根据权利要求6所述的自动刮泥起下管柱装置，其特征在于，所述动力卡块侧壁具有凸块，所述主体的内壁具有与所述凸块结构匹配的环槽。
  8. 一种如权利要求1-7任一所述的自动刮泥起下管柱装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：
    后台控制器控制压紧装置将动力卡块上提，动力卡块松开管柱，管柱被向上提起；后台控制器同步控制喷气装置工作，喷气装置进行喷气并对上提过程中的管柱进行喷气刮泥动作。
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