[发明专利]一种钻井起下管柱卡瓦的滚珠式接触体

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井装备技术领域，特别涉及一种钻井起下管柱卡瓦的滚珠式接触体。

技术背景

石油钻井或者修井过程中的上卸扣操作，需要使用卡瓦来卡住并悬持井中管柱，其中的卡瓦牙板是其关键零部件，是卡瓦与管柱的直接接触体，对卡瓦的性能、寿命及对管柱的损伤程度起着关键性作用。常用的卡瓦牙板为齿式，工作时牙板牙齿会咬入管柱外壁，对管柱造成损伤。尤其是在腐蚀性井中，不锈钢管柱的使用较为普遍，由于这类管柱表面硬度较低，使用牙板所造成的表面损伤更为严重。牙板牙齿咬痕将降低管柱的强度和使用寿命，增加石油天然气开采成本，严重时甚至导致重大安全事故。

发明内容

为了克服现有卡瓦牙板的上述缺点，本发明的目的在于提供一种卡瓦的滚珠式接触体，具有结构简单、使用寿命长、通过摩擦自锁自动防止管柱上顶、在管柱表面不产生咬痕的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

钻井起下管柱卡瓦的滚珠式接触体，包括本体1和与之相适配的压板2以及螺栓3、复位架4、滚珠5、弹簧6；本体1内设计有螺纹孔8、滚珠滑槽9、复位架安装槽10及弹簧安装槽11。压板2上设计有螺栓孔15、滚珠限位槽12、复位架压槽13、弹簧压槽14；滚珠5装在滚珠滑槽9中，复位架4装在复位架安装槽10中，弹簧6安装在弹簧安装槽11中。压板2与本体1靠止口定位，并通过螺纹孔8及螺栓孔15用螺栓3进行联结。

滚珠滑槽9的底面与管柱16表面母线存在一个楔角7。

在弹簧6的弹力作用下，复位架4将滚珠5悬浮在滚珠滑槽9的偏上部。在压板2上设计的滚珠限位槽12、复位架压槽13、弹簧压槽14作用下，保证复位架4、滚珠5及弹簧6不会从本体1上脱落。

使用本发明，卡瓦的滚珠式接触体在工作过程中，可避免以往的齿状牙板直接咬入管柱外壁的情况发生，降低对管柱外壁的损伤程度，能很好地解决当前卡瓦牙板使用寿命短、对管柱外壁有损伤的缺点，且能通过自锁自动防止管柱上顶，具有极大的推广应用价值。本发明适合于现有三片或四片式卡瓦。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图。

图2是本发明的工作原理示意图。

图3是本发明的本体部件三维结构示意图。

图4是本发明的本体零件三维结构示意图。

图5是本发明的压板零件三维结构示意图。

图6是本发明的复位架零件三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。

参照图1-3，一种钻井起下管柱卡瓦的滚珠式接触体，包括本体1和与之相适配的压板2以及螺栓3、复位架4、滚珠5、弹簧6；参照图4，本体1内设计有螺纹孔8、滚珠滑槽9、复位架安装槽10及弹簧安装槽11；参照图5，压板2上设计有相对应的螺栓孔15、滚珠限位槽12、复位架压槽13及弹簧压槽14；参照图1、3，滚珠5装在滚珠滑槽9中，复位架4装在复位架安装槽10中，弹簧6安装在弹簧安装槽11中。在弹簧6的弹力作用下，复位架4将滚珠5悬浮在滚珠滑槽9的偏上部。压板2与本体1靠止口定位，并通过螺纹孔8及螺栓孔15用螺栓3进行联结。在压板2上设计的滚珠限位槽12、复位架压槽13、弹簧压槽14作用下，保证复位架4、滚珠5及弹簧6不会从本体1上脱落。

参照图2，滚珠滑槽9的底面与管柱16表面母线存在一个楔角7。

图6是本发明的复位架4的三维结构示意图，为一个竖杆上布置有多个横杆，用以保持全部滚珠的同步复位。

参照图2、3，本发明的工作原理为：卡瓦工作前，在复位架4及弹簧6作用下，滚珠5处于滚珠滑槽9的偏上部；工作开始时，管柱16的外壁与滚珠5接触，它们之间的摩擦力使得滚珠5旋转，并克服弹簧6向上的弹力向下运动，由于楔角7的作用，滚珠5被越挤越紧，最终卡坐在楔角内并形成自锁，从而卡住管柱，滚珠代替常规卡瓦中的牙板与管柱直接接触，且由滚珠5在楔角7内形成的摩擦自锁还可自动防止管柱上顶。工作结束后，在复位架4及弹簧6的作用下，滚珠5恢复到初始位置。