专利名称：一种全液压多功能井口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对煤炭、煤层气、天然气等资源勘探开发的技术装备，特别是 用于煤层气勘察、开采、瓦斯气抽排放和煤炭工程抢险施工的全液压多功能煤层气钻机的 全液压多功能井口装置。
背景技术：
在全世界范围内，随着油气资源的日益枯竭和人们的环保意识的不断增强，清洁 型能源-煤层气的勘探开发和利用已经成为人们高度重视的自然能源之一。煤层气的诱人 潜力首先来自它巨大的储量。在美国，2000m以浅的煤层气储量相当于常规天然气储量的 一半多。在我国，煤层气储量居世界第三位，陆上2000m以浅的煤层气资源为31万亿m3，这 么大的储量和能源供给越来越有危机的当今社会，煤层气的勘探开发前景必定是非常广阔 的。煤矿投产前瓦斯的抽排放，一方面可以作为洁净能源加以经济利用来造福人类， 另一方面对煤矿安全生产、保护环境、减少灾害和增加经济效益是极为有利的，为此，研发 多功能全液压煤层气钻机，完善煤层气勘探技术装备配套，优化钻探施工工艺成为煤层气 勘探与抽采工作的当务之急。煤层气钻机全液压多功能井口装置就是为多功能全液压煤层气钻机配套的关键 部件之一。目前用于煤层气勘探开发的钻探设备主要是石油钻机，水源钻机和煤田用传统立 轴式钻机。实践表明，以上三种类型钻机都不能很好地适用于煤层气开发井的钻进作业需 求，明显存在以下问题1、石油钻机用于煤层气勘探施工，功能上能满足钻探需求，有钻井平台，可以布置 井口装置和防喷器，但因其是转盘驱动，无加压功能，钻进效率低，钻机及配套成本过于昂 贵，施工成本太高，另因设备庞大、平整井场和修路成本高、设备搬迁周期长、困难多，搬迁 成本高难以广泛应用。2、水源钻机用于煤层气勘探施工，因设备造价相对石油钻机低，施工成本较低，因 没有钻井平台，不便于布置井口装置和防喷器，施工中有可能发生井喷和漏气，存在严重的 安全隐患，且同样是转盘驱动，存在不能加压和工作效率低问题。3、传统立轴式岩心钻机，设备投入成本较低，具有立轴加压功能，钻进效率略高， 存在问题是同样没有钻井平台，不便于布置井口装置和防喷器，钻机能力较小，钻孔较浅。4、以上各种类型设备都不适应大口径钻井，不能下放大直径套管和钻具。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种适应不同钻探工 艺，可下放不同规格套管的全液压多功能井口装置。本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种全液压多功能井口装置，包括井口工作台，其特点是在井口工作台上面设有左右向设置的滑道，在滑道上装 有活动卡座，活动卡座设置为左右两块，在两块活动卡座对接处对称的设有左右半圆形卡 口，在卡口内设有锥孔座，在锥孔座内设有锥度定心导向座，在锥度定心导向座内装有卡环 组件，所述锥孔座设有锥形的定心内孔，锥孔座与活动卡座相对应的设置为左右两块，所述锥度定心导向座均勻设有四个定心齿，定心齿设有与上述锥孔座的定心内孔 配合定心的锥面，锥度定心导向座经其中相对的两个定心齿的中心线分割为左右两块， 所述卡环组件由四块组成，每块的外壁都设有定位凸台，定位凸台设置在锥度定 心导向座每相邻的两个定心齿之间。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在锥孔座底部 设有弹簧缓冲装置，弹簧缓冲装置包括限位销钉、弹簧和缓冲套，缓冲套通过限位销钉浮动 的装在锥孔座的底部，弹簧套装在缓冲套下面的销钉上，缓冲套设有向上顶在锥度定心导 向座底部的凸台。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，活动卡座与井 口工作台之间设有插、拔销锁紧装置。本发明与现有技术相比，在原有井口工作台的基础上，增加了井口平移装置；插、 拔销锁紧装置；锥度定心导向座导向定心装置；快速更换各种卡环和缓冲结构。井口平移 使开孔直径加大，适应不同钻探工艺，下放不同规格的套管；插拔销锁紧增加了井口移动装 置的刚性和工作平稳性；导向座锥度定心和凸缘定位，卡环用锥度圆定心，沿导向座凸缘导 向自重滑移，自动卡紧并自锁，能快速方便地更换不同规格的卡环，快速对中，安全可靠地 卡紧钻杆或套管；缓冲装置能保证在可靠卡紧的情况下更换卡环时拆卸轻快方便。本发明能满足多功能全液压煤层气钻机多工艺方法钻探要求，下放各种规格套管 的直径尺寸需求，且功能完善、操作方便、快捷，使用安全可靠，结构紧凑。
图1为本发明的结构简图。图2为拔销、活动卡座平移后下大直径套管示意图。图3为锥孔座示意图。图4为锥度定心导向座示意图。图5为图4的侧视图。图6为套管卡环示意图。图7为图6的侧视图。图8为钻铤卡环结构图。图9为图8的侧视图。
具体实施例方式一种全液压多功能井口装置，包括井口工作台1，在井口工作台1上面设有左右向 设置的滑道，在滑道上装有活动卡座3，活动卡座3与井口工作台之间设有插、拔销锁紧装 置8。活动卡座3设置为左右两块，用压板固定，靠油缸2的动作实现其移动功能，其上布置有供插销进入的四个销孔，在两块活动卡座3对接处对称的设有左右半圆形卡口，在卡口 内设有锥孔座7，在锥孔座7内设有锥度定心导向座6，在锥度定心导向座6内装有卡环组 件5，在卡环组件5内还可以装钻铤卡环4。所述锥孔座7设有锥形的定心内孔，锥孔座与活动卡座相对应的设置为左右两 块，井口工作台作为基础件，安装在钻机桅杆的下部，其上设置有安装滑移式卡座的 滑动导轨、安装压板，下端安装4个插拔销油缸。拔销后，活动卡座可平移，孔口张大，供下 放大直径套管，卡座平移收回时，销插入锁定供装卸钻杆钻具操作。所述锥度定心导向座6均勻设有四个定心齿12，定心齿12设有与上述锥孔座的定 心内孔配合定心的锥面，锥度定心导向座经其中相对的两个定心齿的中心线分割为左右两 块，所述卡环组件5由四块组成，每块的外壁都设有定位凸台13，定位凸台13设置在 锥度定心导向座每相邻的两个定心齿之间。在锥孔座底部设有弹簧缓冲装置，弹簧缓冲装置包括限位销钉10、弹簧11和缓冲 套9，缓冲套9通过限位销钉10浮动的装在锥孔座的底部，弹簧11套装在缓冲套下面的销 钉10上，缓冲套设有向上顶在锥度定心导向座底部的凸台。卡环组件为4瓣式结构，当套管或钻杆放入时，起补心作用，靠自重和摩擦力沿锥 孔斜面下移，将套管或钻杆钻具卡死。通过更换不同规格的套管卡环和钻杆卡环来达到夹 持不同规格的套管和钻杆。弹簧缓冲装置，一方面保证自然状态时卡环在抬起状态，另一方 面当套管或钻具太重、下降速度太快时弹簧给予一定的反冲力以保证套管卡 环顺利抬起。
权利要求
一种全液压多功能井口装置，包括井口工作台，其特征在于在井口工作台上面设有左右向设置的滑道，在滑道上装有活动卡座，活动卡座设置为左右两块，在两块活动卡座对接处对称的设有左右半圆形卡口，在卡口内设有锥孔座，在锥孔座内设有锥度定心导向座，在锥度定心导向座内装有卡环组件，所述锥孔座设有锥形的定心内孔，锥孔座与活动卡座相对应的设置为左右两块，所述锥度定心导向座均匀设有四个定心齿，定心齿设有与上述锥孔座的定心内孔配合定心的锥面，锥度定心导向座经其中相对的两个定心齿的中心线分割为左右两块，所述卡环组件由四块组成，每块的外壁都设有定位凸台，定位凸台设置在锥度定心导向座每相邻的两个定心齿之间。
2.根据权利要求1所述的全液压多功能井口装置，其特征在于在锥孔座底部设有弹 簧缓冲装置，弹簧缓冲装置包括限位销钉、弹簧和缓冲套，缓冲套通过限位销钉浮动的装在 锥孔座的底部，弹簧套装在缓冲套下面的销钉上，缓冲套设有向上顶在锥度定心导向座底 部的凸台。
3.根据权利要求1所述的全液压多功能井口装置，其特征在于活动卡座与井口工作 台之间设有插、拔销锁紧装置。
全文摘要
一种全液压多功能井口装置，包括井口工作台，在井口工作台上面设有左右向设置的滑道，在滑道上装有活动卡座，活动卡座设置为左右两块，在两块活动卡座对接处对称的设有左右半圆形卡口，在卡口内设有锥孔座，在锥孔座内设有锥度定心导向座，在锥度定心导向座内装有卡环组件；采用导向座锥度定心和凸缘定位，卡环用锥度圆定心，沿导向座凸缘导向自重滑移，自动卡紧并自锁，能快速方便地更换不同规格的卡环，快速对中，安全可靠地卡紧钻杆或套管；缓冲装置能保证在可靠卡紧的情况下更换卡环时拆卸轻快方便。能满足多功能全液压煤层气钻机多工艺方法钻探要求，下放各种规格套管的直径尺寸需求，且功能完善、操作方便、快捷，使用安全可靠，结构紧凑。
文档编号E21B33/03GK101858202SQ201010147010
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者刘文杰, 文治国, 袁刚, 马松岭 申请人:连云港黄海机械厂有限公司