[发明专利]钻杆液压动力卡瓦

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油或地质钻井过程中起下钻杆的动力卡瓦；特别涉及一种钻杆液压动力卡瓦，属钻井配套设备技术领域。

背景技术

现在油田或地质钻井起下钻作业和下套管作业时，为了将作业的钻杆、钻铤或套管卡住固定在井口处，利用液压大钳拆卸管具扣加减钻具，大都采用双吊卡作业或单吊卡加手提式卡瓦的作业方式。这些作业方式都存在工人劳动强度大，工作效率低，安全性能差等问题。特别是采用双吊卡作业方式，容易造成单吊环起钻引发的重大工程和人身事故等问题。手提式钻杆卡瓦虽可稍微提高工作效率，但其自身重量较大，一般都在70公斤以上，工人劳动强度特别大，钻台上要配备多名操作人员轮班。

为了解决上述问题，有人对卡瓦做过改进，如中国专利：ZL 91229687.9，名称为“一种石油钻井施工用气（液）动卡瓦”提供了一种可以卡持钻杆、套管悬重并能传递转盘动力扭矩及承座吊卡、带有扶正装置的多功能卡瓦，由于其工作高度高出钻台面较多、外置式动力缸占据空间大以及运动易损件较多等原因，无法在现场得到大范围的推广。又如中国专利：ZL92242347.4，名称为“半自动钻柱卡瓦”，采用一种特殊设计的升降柱塞弹簧系统及两块不相联的卡瓦锥座、三自由度的悬吊装置，可实现全井段吊卡与卡瓦配套的起下钻柱作业；并克服了引进国外卡瓦技术配套难、安装使用不便等问题。但该卡瓦是利用柱塞弹簧和操作人员施加的外力及自重实现卡瓦体的升降，工作高度较高，且同样存在自动化程度低，工人劳动强度大，工作效率低、安全性能差等问题。另有中国专利：ZL 02212500.0，名称为“动力卡瓦”，提供了一种利用外置式气缸为动力的钻柱卡瓦，气缸固定在大方瓦上面，气管线悬挂在外面，卡瓦体实际工作高度高，不利于井口设备和人员的操作，且两个气缸采用独立气路，需要两路共四根进出气管线连接，气路管线较多，不但装卸麻烦，并且摆放在钻台面上易于损坏。国外也有类似的气动钻杆动力卡瓦，工作高度均在600mm以上，井口进行液压大钳拆卸钻杆扣及摆放防喷盒等操作时相当困难，使用时不适合我国国情。

国内也有利用液压作为动力对卡瓦作过改进的，如专利：ZL97217249.1，名称为“液压式油管卡瓦”，其特征是通过连杆安装在活动盘上的卡瓦的结构为空心双锥度园锥体的一部分，且空心双锥度园锥体的上锥度大、下锥度小，安装在固定盘上的锁环为园环形结构，其内壁为双锥度园锥体结构，且上锥度小、下锥度大，使用时需要把底盘固定在井口上作业；再如专利号ZL200920274294.1，名称为“旋转式液压卡瓦和使用这种卡瓦的旋转式双向液压卡瓦”，该专利提供一种在管柱需要上、卸扣，或进行打捞、套、磨、铣等旋转作业时不需要松开卡瓦，卡瓦始终对管柱施加控制力，使管柱处于受控状态，不容易发生窜管事故，增加作业的安全性工具。

以上国内的几种改进都是基于使用气缸或液压缸作为动力，都存在结构复杂，气液路管线繁多，维修不便等缺陷，同时在使用时需要吊进转盘补心或直接安装在井口上，不用时又要取出或吊走，具有使用不方便，安全性差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种使用液压作为动力，利用举升油缸带动与提升臂相连接的卡瓦体进行升降，并结合卡瓦体的外锥面与转盘方补心的内锥面的楔紧作用，卡紧与松开钻杆作业；同时利用旋转油缸把卡瓦体运移进出井口中心，并具有自动刮泥功能，适合与自动化液压钻机配套使用的钻杆液压动力卡瓦。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

该钻杆液压动力卡瓦由刮泥托盘、刮泥盘、耐磨环、提升臂、上销轴、连接片、下销轴、卡瓦体、转盘补心、旋转油缸、提升臂支架、油缸上支架、旋转油缸支架，活动立柱、油缸下支架、举升油缸和固定立柱组成；其特征在于：卡瓦体由三片构成，其中一片卡瓦体通过下销轴、连接片和上销轴悬挂在提升臂左端的下方；提升臂左端的上方安装有刮泥托盘，刮泥托盘内装有刮泥盘，提升臂左端的中心孔内安装有耐磨环；提升臂的右端通过主轴转销安装在提升臂支架上，提升臂支架通过支架背板固定在活动立柱上，支架背板上安装有旋转油缸支架，旋转油缸的一端通过油缸转销与旋转油缸支架上端连接，旋转油缸的另一端通过油缸转销与提升臂连接；活动立柱安装在固定立柱内，活动立柱与固定立柱之间均布装有四个导向滑块，活动立柱通过油缸上支架、举升油缸和油缸下支架与固定立柱连接；提升臂的右端上方装有两个安全销。

所述的卡瓦体内弧面上装有卡瓦牙；所述的刮泥托盘为对半式结构，通过小销轴与提升臂连接，并且可以90度旋转，刮泥盘通过连接柱和紧固螺钉固定在刮泥托盘下方。