[发明专利]钻杆导引机构

说明书

本发明为一种钻杆导引机构，包括有连接底座、回转臂和驱动油缸；回转臂一端枢接在连接底座上，回转臂另一端枢接有U形导引夹，驱动油缸的缸体枢接在连接底座，驱动油缸的活塞杆枢接在回转臂上；连接底座、回转臂和驱动油缸构成一曲柄摇块机构；驱动油缸的缸体上固定设置一能测量活塞杆位移的位移传感器；U形导引夹的两侧臂上分别相对设有一弹性卡锁机构。该钻杆导引机构用于在连续循环钻井过程中引导及扶正钻杆，能够确保钻杆进入或脱出动力钳时与连续循环钻井装置的主机轴线对中，防止钻杆及动力钳的卡瓦牙受伤害；提高接卸钻杆的速度和效率；保证上卸扣操作时动力钳的三瓣卡瓦均匀夹持钻杆本体，有效避免伤害钻杆接头螺纹。

技术领域

本发明是关于石油行业的钻井装备，尤其涉及一种用于连续循环钻井装置的钻杆导引机构。

背景技术

专利ZL201010271989.1提出了一种不间断循环钻井装置，主要由钻杆动力钳、动力钳底板、平衡补偿油缸、腔体总成、上腔旁通阀、下腔旁通阀、支架总成和钻井动力卡瓦组成。连续循环钻井在整个钻进期间内实现了稳定的当量循环密度和不间断的岩屑排出，全面改善了井眼条件和钻井安全。该技术特别适合窄钻井液密度窗口条件下的安全钻井。另外，在大位移井、水平井、高压高温井、欠平衡井中，该技术可最大限度地保证井壁不发生垮塌，避免卡钻，降低了钻井事故，提高机械钻速。

连续循环钻井装置主机的动力钳是环形闭式结构，接单根过程中新接入钻杆进入动力钳或起钻卸单根过程中将预移出钻杆移出动力钳时，钻杆与动力钳内的卡瓦可能会发生磕碰，从而导致钻杆或动力钳的卡瓦牙伤害的现象发生。因此，现有不间断循环钻井装置需要设计一辅助扶正装置来扶正新接入钻杆(或预移出钻杆)，使其竖直进入(或脱出)动力钳；在接单根过程中，连接新接入钻杆与顶驱加长接头螺纹时，也需要辅助扶正装置以确保新接入钻杆与顶驱加长接头顺利对扣；在密闭腔体内连接新接入钻杆与其下部钻柱的螺纹时，还是需要辅助扶正装置，以使新接入钻杆与其下的下部钻柱轴心严格对中(下部钻柱和连续循环钻井装置主机的轴心是对中的)，由此，才能保证不伤害密闭腔体内的钻杆接头螺纹；再者，动力钳的卡紧机构为三瓣对心结构，上卸扣操作夹紧钻杆时为保证动力钳的三瓣卡瓦均匀夹持钻杆本体，也需要一种辅助扶正装置，来确保钻杆与连续循环钻机装置主机轴线严格对中。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种钻杆导引机构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻杆导引机构，用于在连续循环钻井过程中引导及扶正钻杆，确保钻杆进入或脱出动力钳时与连续循环钻井装置的主机轴线对中，防止钻杆及动力钳的卡瓦牙受伤害；提高接卸钻杆的速度和效率。

本发明的另一目的在于提供一种钻杆导引机构，保证上卸扣操作时动力钳的三瓣卡瓦均匀夹持钻杆本体，有效避免伤害钻杆接头螺纹。

本发明的目的是这样实现的，一种钻杆导引机构，该钻杆导引机构安装在连续循环钻井装置的动力钳上，所述钻杆导引机构包括有连接底座、回转臂和驱动油缸；连接底座固定连接在连续循环钻井装置主机的动力钳上，回转臂一端枢接在连接底座上，回转臂另一端枢接有U形导引夹，驱动油缸的缸体枢接在连接底座，驱动油缸的活塞杆枢接在回转臂上；所述连接底座、回转臂和驱动油缸构成一曲柄摇块机构；驱动油缸的缸体上固定设置一能测量活塞杆位移的位移传感器；U形导引夹的两侧臂上分别相对设有一弹性卡锁机构。

在本发明的一较佳实施方式中，U形导引夹呈两侧臂水平并列同一平面设置，U形导引夹的枢轴水平设于其侧臂上且枢轴通过其质心，U形导引夹随回转臂摆动时处于平动状态。

在本发明的一较佳实施方式中，所述回转臂包括平行设置的第一回转臂和第二回转臂，第一回转臂和第二回转臂由连接杆连接为一体；所述驱动油缸包括有平行设置的第一驱动油缸和第二驱动油缸，所述位移传感器设置在第一驱动油缸的缸体上。

在本发明的一较佳实施方式中，U形导引夹的开口处两侧臂的相对内侧面形成向开口端渐扩的喇叭状。