專利名稱：多功能全自動鉆桿氣動卡瓦的制作方法
技術領域：
涉及領域本實用新型涉及石油(或地質)鉆井起下鉆桿、鉆鋌及下放套管作業(yè)的一種井口機械化動力工具，特別是具有刮泥和卡持桿柱雙重功能的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦。
背景技術：
現(xiàn)有石油(或地質)鉆井起下鉆作業(yè)時，大都采用雙吊卡作業(yè)或單吊卡加手提式卡瓦作業(yè)方式，均存在工人勞動強度大，工作效率低，安全性能差等問題。特別是雙吊卡作業(yè)方式容易造成單吊環(huán)起鉆引發(fā)的重大工程和人身事故等問題，而手提式鉆桿卡瓦雖可稍微提高工作效率，但自身重量較大，一般在60-80公斤以上，工人勞動強度大，鉆臺上要配備多人輪班，勞動強度特別大。
針對以上問題，中國專利91229687.9“一種石油鉆井施工用氣(液)動卡瓦”提供了一種可以卡持鉆桿、套管懸重并能傳遞轉盤動力扭矩及承座吊卡、帶有扶正裝置的多功能卡瓦，由于其工作高度高出鉆臺面較多、外置式動力缸占據(jù)空間大及運動易損件較多等原因無法在現(xiàn)場得到大范圍的推廣。又如中國專利92242347.4“半自動鉆柱卡瓦”采用一種特殊設計的升降柱塞彈簧系統(tǒng)及兩塊不相聯(lián)的卡瓦錐座、三自由度的懸吊裝置，可實現(xiàn)全井段吊卡與卡瓦配套的起下鉆柱作業(yè)，并克服了引進國外卡瓦技術配套難、安裝使用不便等問題，該卡瓦利用柱塞彈簧和操作人員的施加外力及體重實現(xiàn)卡瓦體的升降，工作高度較高，且同樣存在自動化程度低，工人勞動強度大，工作效率低、安全性能差等問題。另有中國專利02212500.0“動力卡瓦”提供了一種利用外置式氣缸為動力的鉆柱卡瓦，氣缸固定在大方瓦上面，氣管線懸掛在外面，卡瓦體實際工作高度高，不利于井口設備和人員的操作，且兩個氣缸采用獨立氣路，需要兩路共四根進出氣管線連接，氣路管線較多，不但裝卸麻煩，并且擺放在鉆臺面上易于損壞。國外也有類似的氣動鉆桿動力卡瓦，工作高度均在600mm以上，井口進行液壓大鉗拆卸鉆桿扣及擺放防噴盒等操作時相當困難，不適合我國國情使用。除此以外，以上幾種自動或半自動卡瓦都不具備鉆桿刮泥功能，起鉆時均需要人工刮泥或另配專門的鉆桿刮泥器。
技術內容本實用新型的目的在于提供一種結構緊湊、安裝使用方便、自動化程度高、勞動強度低、安全性能高的全內置式動力缸、雙氣缸單氣路供氣、兼具卡持桿柱及刮泥雙重功能的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括卡瓦座1、卡瓦體2、動力缸3、支撐盤4、導向桿5、連桿6、配氣銷軸7、刮泥托盤8、刮泥盤9、扶正環(huán)10，兩片卡瓦座1由配氣銷軸7及另一端的快速碰銷連接成一整體，卡瓦體2外側與卡瓦座1內側面接觸，動力缸3安裝在卡瓦座1內部，其附帶的集成式氣路通道11匯集于配氣銷軸7，動力缸3的活塞桿與導向桿5連接并固定在支撐盤4上，卡瓦體2絞接連桿6并與支撐盤4連接，刮泥托盤8與支撐盤4連接并在其間安裝刮泥盤9，扶正環(huán)10安裝在卡瓦座1的底部。
本實用新型還采用以下技術內容動力缸3及集成氣路通道11全部位于在卡瓦座1內部，動力缸3的活塞桿通過導向桿5與支撐盤4及卡瓦體2連接起來。
卡瓦體2外側與卡瓦座1內側接觸的圓弧錐面上設有階梯式臺階。
卡瓦座1內分布有分別與兩個動力缸3連通的集成式氣路通道11并匯集于配氣銷軸7內，配氣銷軸7同時連接兩片卡瓦座1。
支撐盤4上安裝易于拆卸的刮泥托盤8，刮泥盤9置于刮泥托盤8和支撐盤(4)形成的腔體內。
本實用新型具有以下優(yōu)點全內置式氣缸及氣路結構大大降低了卡瓦的工作高度，使其卡緊鉆桿時工作面基本與鉆臺面平齊；卡瓦座內錐面的階梯式結構進一步降低了卡瓦體上提松開后的工作高度，并充分四散展開為鉆桿接箍順利通過提供保障；獨特的配氣銷軸結構設計，同時起到了連接轉銷和連接兩片卡瓦座氣路的目的，實現(xiàn)了雙氣缸單氣路供氣，減少了鉆臺上的氣路管線；在支撐盤上增設易裝拆的刮泥托盤并內置刮泥盤，同時實現(xiàn)了刮泥和卡持鉆桿的雙重功能；所有卡瓦操作均由司鉆一人兼顧完成，井口可做到無人職守，真正做到了全自動化，高效機械化，在降低勞動強度的同時提高了安全性能，大大提高了工作效率。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為配氣銷軸7結構示意圖；圖3為增設的刮泥托盤8及刮泥盤9結構示意圖；圖4為集成式氣路通道11的結構示意圖。
具體實施如圖1所示，中間桿柱為鉆桿或鉆鋌，左側為桿柱下放卡瓦卡緊狀態(tài)，右側為桿柱上提卡瓦松開狀態(tài)。本實用新型主要由卡瓦座1、卡瓦體2、動力缸3、支撐盤4、導向桿5、連桿6、配氣銷軸7、刮泥托盤8、刮泥盤9、扶正環(huán)10等組成。以起鉆作業(yè)為例其工作過程說明如下卡瓦開始工作時，在提升鉆柱前，司鉆操作動力缸3通過配氣銷軸7從缸底部先進氣，活塞上行，活塞桿通過導向桿5推動支撐盤4上升，支撐盤4拉動連桿6帶動卡瓦體2沿卡瓦座1錐面上行，四片卡瓦體2形成的圓開口直徑逐漸增至最大，讓開鉆柱通道，鉆柱上行，同時刮泥盤9開始工作，將鉆桿粘附的泥漿刮入井口；反之，要卡住鉆桿則通過配氣銷軸7從動力缸3上部進氣，活塞下行，經導向桿5拉動支撐盤4下降，支撐盤4通過連桿6帶動卡瓦體2沿卡瓦座1錐面下行，四片卡瓦體2形成的圓開口直徑逐漸減小，直至抱合卡緊鉆桿為止。扶正環(huán)10的作用，是當鉆柱偏斜井口時，避免鉆柱直接磨損卡瓦座1或避免鉆桿接箍磕碰卡瓦體2上的鉗牙。
下鉆作業(yè)時卡瓦工作過程與起鉆作業(yè)時基本相同，也是先上提鉆柱松開卡瓦然后后下放鉆柱再由卡瓦收縮卡緊鉆桿，但操作前可以將易于拆卸的刮泥托盤8及刮泥盤9先行拆下。
本實用新型適用于520、275、375等任何類型的鉆機鉆盤，可用于卡持鉆桿、鉆鋌、套管等系列桿柱及管柱，卡瓦體(2)可選用4片或6片，刮泥托盤(8)及刮泥盤(9)在不同場合可以作為備選部件。此外，動力缸(3)內的動力源除了可取用鉆臺上的壓縮空氣外，也可以采用液壓源，全部管路通道均可通過液壓油等介質。
權利要求1.多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，包括卡瓦座(1)、卡瓦體(2)、動力缸(3)、支撐盤(4)、導向桿(5)、連桿(6)、配氣銷軸(7)、刮泥托盤(8)、刮泥盤(9)、扶正環(huán)(10)，其特征在于兩片卡瓦座(1)由配氣銷軸(7)及另一端的快速碰銷連接成一整體，卡瓦體(2)外側與卡瓦座(1)內側面接觸，動力缸(3)安裝在卡瓦座(1)內部，其附帶的集成式氣路通道(11)匯集于配氣銷軸(7)，動力缸(3)的活塞桿與導向桿(5)連接并固定在支撐盤(4)上，卡瓦體(2)絞接連桿(6)并與支撐盤(4)連接，刮泥托盤(8)與支撐盤(4)連接并在其間安裝刮泥盤(9)，扶正環(huán)(10)安裝在卡瓦座(1)的底部。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于動力缸(3)及集成氣路通道(11)全部位于在卡瓦座(1)內部，動力缸(3)的活塞桿通過導向桿(5)與支撐盤(4)及卡瓦體(2)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于卡瓦體(2)外側與卡瓦座(1)內側接觸的圓弧錐面上設有階梯式臺階。
4.根據(jù)權利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于卡瓦座(1)內分布有分別與兩個動力缸(3)連通的集成式氣路通道(11)并匯集于配氣銷軸(7)內，配氣銷軸(7)同時連接兩片卡瓦座(1)。
5.根據(jù)權利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于支撐盤(4)上安裝刮泥托盤(8)，刮泥盤(9)置于刮泥托盤(8)和支撐盤(4)形成的腔體內。
6.據(jù)權利要求1所述的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，其特征在于動力缸(3)內的動力源除可取用壓縮空氣外，也可以采用液壓源。
專利摘要一種用于石油(或地質)鉆井起下鉆桿、鉆鋌及下放套管作業(yè)的多功能全自動鉆桿氣動卡瓦，主要由卡瓦體2、動力缸3、配氣銷軸7、刮泥托盤8、刮泥盤9等組成，兩片卡瓦座1由配氣銷軸7連接成整體，卡瓦體2與卡瓦座1通過尺寸相同的圓弧錐面接觸并可相對滑動，動力缸3安裝在卡瓦座1內部，動力缸3的活塞桿與導向桿5連接并固定在支撐盤4上，卡瓦體2絞接連桿6并與支撐盤4連接，刮泥托盤8與支撐盤4連接并在其間安裝刮泥盤9，為整體式吊裝結構，動力端操作由司鉆一人完成，卡瓦全自動升降動作，兼有卡持桿柱及刮泥雙重功能，裝卸方便，操作簡單，安全高效，性能優(yōu)越。
文檔編號E21B19/00GK2656607SQ20032010040
公開日2004年11月17日 申請日期2003年10月13日 優(yōu)先權日2003年10月13日
發(fā)明者檀朝東, 涂彬 申請人:北京雅丹石油技術開發(fā)有限公司