专利名称：起下油管液控吊卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油勘探开发技术领域，特别涉及一种井下作业现场的井口专用工具，是一种起下油管时远程液压控制的油管吊卡。
背景技术：
目前，国内井下作业现场起下油管时，井口操作需二至三人，完成挂摘吊环、搬吊卡、开关吊卡、推拉操控油管钳、推送油管等一系列动作，劳动强度大，施工速度要求快，井内工作液外溢及野外严寒酷暑对人体健康损害大，配合不默契时导致磕、碰、伤、残问题多。为解决上述难题，有些科研单位研制机器人操作也取得重大进展，但施工现场条件有限，成 本高，实际应用难。为此我们单位立项研制起下油管井口无人操作系统，液控油管吊卡开关、液控油管钳就位及上卸扣、液控机械手推拉油管及吊环。液控的油管吊卡是该操作系统中的重要组成部分。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种起下油管液控吊卡，井下作业起下油管时，利用远程液压控制开关的吊卡，取代人工在井口的吊卡操作，提高工作效率，降低劳动强度，减少井内工作液外溢。本实用新型采用的技术方案是起下油管液控吊卡，主要由吊卡主体、嵌齿闭锁环、扇形齿轮、液压马达、定位套和定位螺杆组成。吊卡主体采用现有的闭锁环式吊卡主体，吊卡主体有中心孔，吊卡主体有轴向豁口，油管通过轴向豁口能进入吊卡主体内。吊卡主体外壁的两侧对称分布有吊环耳，吊环耳的外侧有卡入槽，吊环能提起吊卡主体。吊卡主体符合国际通用API Spec-SA标准。其特征在于吊卡主体内壁上端有环形凹槽，吊卡主体上端环形凹槽内水平放置有一个嵌齿闭锁环；嵌齿闭锁环为圆环形，嵌齿闭锁环有轴向豁口，油管通过轴向豁口能进入嵌齿闭锁环内，嵌齿闭锁环的外壁上有外齿；吊卡主体外壁上通过定位套和定位螺杆固定有一个液压马达，液压马达的输出轴上连接有扇形齿轮，扇形齿轮的外齿与嵌齿闭锁环的外齿啮合。扇形齿轮中心有轴孔及轴孔内壁有键槽，扇形齿轮与液压马达的输出轴连接。液压马达为扇形齿轮提供旋转动力。液压马达通过管线连接修井机液压泵并通过方向控制阀实施正反转。嵌齿闭锁环外壁上外齿与扇形齿轮外齿的模数相同，外齿的弧度在135 145°之间。考虑安全因素，扇形齿轮外部侧面通过定位螺杆安装弧形防护罩。简述起下油管井口无人操作系统的液控油管吊卡的工作原理有助于理解本实用新型。来自液压泵的压力油经方向控制阀进入液压马达，液压马达带动输出轴上的扇形齿轮转动，扇形齿轮的外齿与啮合的嵌齿闭锁环的外齿同步转动，嵌齿闭锁环在吊卡主体上部的环形凹槽内旋转移动至封闭吊卡后端侧面纵向开口，对油管本体完成圆周包围形成闭锁。解除闭锁时，只需压力油经方向控制阀换向，扇形齿轮的外齿与啮合的嵌齿闭锁环的外齿同步反转，嵌齿闭锁环在环形凹槽内回转一定弧度后，全部恢复吊卡后端侧面纵向开口，解除对油管本体圆周包围。本实用新型的有益效果本实用新型起下油管液控吊卡，井下作业起下油管时，利用液压控制吊卡的开关，取代人工在井口的吊卡操作，提高工作效率，减小劳动强度，消减井内工作液外溢及野外严寒酷暑对人体的健康损害，消减配合不默契时导致磕、碰、伤、残的风险。制作简单，利于推广。
图I是本实用新型起下油管液控吊卡结构剖面示意图。图2是嵌齿闭锁环2的示意图。
图3是扇形齿轮3的示意图。图中，I-吊卡主体，2_嵌齿闭锁环，3_扇形齿轮，4-防护罩,5-定位螺杆，6_定位套，7-液压马达。
具体实施方式
实施例I :以一个起下油管液控吊卡为例，对本实用新型作进一步详细说明。以一个适用27/8"加厚油管的液控油管吊卡为例进行说明。参阅图I。本实用新型起下油管液控吊卡，主要由吊卡主体I、嵌齿闭锁环2、扇形齿轮3、液压马达7、防护罩4、定位套6和定位螺杆5组成。吊卡主体I采用现有的闭锁环式吊卡主体，吊卡主体I型号为BDY82，长440毫米、高220毫米。吊卡主体I有82毫米中心孔，吊卡主体I有轴向豁口，油管通过轴向豁口能进入吊卡主体I内。吊卡主体I外壁的两侧对称分布有吊环耳，吊环耳的外侧有卡入槽，吊环能提起吊卡主体I。吊卡主体I符合国际通用API Spec_8A标准。在现有的闭锁环式吊卡主体上进行改进。吊卡主体I内壁上端有环形凹槽，吊卡主体I上端环形凹槽内水平放置有一个嵌齿闭锁环2。参阅图2。嵌齿闭锁环2为圆环形，嵌齿闭锁环2有轴向豁口，油管通过轴向豁口能进入嵌齿闭锁环2内，嵌齿闭锁环2的外壁上有外齿。嵌齿闭锁环2外径143毫米、内径99毫米、轴向豁口宽86毫米、材质合金钢。铣出外齿138. 5°，齿顶圆直径135毫米、分度圆直径130毫米、模数2. 5、完成齿数20。参阅图I。吊卡主体I外壁上通过两个圆弧形的定位套6和四根定位螺杆5固定有一个液压马达7，液压马达7的输出轴上连接有扇形齿轮3，扇形齿轮3的外齿与嵌齿闭锁环2的外齿啮合。参阅图3。扇形齿轮3中心有轴孔及轴孔内壁有键槽，扇形齿轮3与液压马达的输出轴连接。扇形齿轮3外齿部分宽138. 5°，齿顶圆直径135毫米、分度圆直径130毫米、模数2. 5、完成齿数20个、厚度13毫米，中心轴孔直径25毫米、键槽宽度8毫米。参阅图I。液压马达7是摆线液压马达,型号BM-D80,排量80晕升每转、压力10兆帕、扭矩93牛顿米，长120毫米，最大部分直径100毫米，输出轴直径25毫米。扇形齿轮3外部侧面通过定位螺杆5安装弧形防护罩4。护罩4是高60毫米、厚4毫米钢板，弧形半径100毫米，水平翼板宽20毫米，翼板上下各有7毫米通孔。定位套6是高15毫米、厚4毫米钢板，弧形半径100毫米，两侧翼板各有7毫米通孔，共两套。
定位螺杆5是M6六角头螺栓，共8个。
权利要求1.一种起下油管液控吊卡，主要由吊卡主体(I)、嵌齿闭锁环(2)、扇形齿轮(3)、液压马达(7)、定位套(6)和定位螺杆(5)组成；吊卡主体(I)采用现有的闭锁环式吊卡主体，吊卡主体(I)有中心孔，吊卡主体(I)有轴向豁口，油管通过轴向豁口能进入吊卡主体(I)内；吊卡主体(I)外壁的两侧对称分布有吊环耳，吊环耳的外侧有卡入槽，其特征在于吊卡主体(I)内壁上端有环形凹槽，吊卡主体(I)上端环形凹槽内水平放置有一个嵌齿闭锁环⑵；嵌齿闭锁环(2)为圆环形，嵌齿闭锁环(2)有轴向豁口，嵌齿闭锁环(2)的外壁上有外齿；吊卡主体(I)外壁上通过定位套(6)和定位螺杆(5)固定有一个液压马达(7)，液压马达(7)的输出轴上连接有扇形齿轮(3)，扇形齿轮(3)的外齿与嵌齿闭锁环(2)的外齿啮合；扇形齿轮(3)中心有轴孔及轴孔内壁有键槽，扇形齿轮(3)与液压马达的输出轴连接。
2.根据权利要求I所述的起下油管液控吊卡，其特征是所述的嵌齿闭锁环⑵外壁上外齿与扇形齿轮(3)外齿的模数相同，外齿的弧度在135 145°之间。
3.根据权利要求I所述的起下油管液控吊卡，其特征是扇形齿轮(7)外部侧面通过定位螺杆(5)安装弧形防护罩(4)。
专利摘要起下油管液控吊卡，应用于井下作业现场起下油管。吊卡主体采用现有的闭锁环式吊卡主体，吊卡主体内壁上端有环形凹槽，吊卡主体上端环形凹槽内水平放置有一个嵌齿闭锁环；嵌齿闭锁环为圆环形，嵌齿闭锁环有轴向豁口，嵌齿闭锁环的外壁上有外齿；吊卡主体外壁上通过定位套和定位螺杆固定有一个液压马达，液压马达的输出轴上连接有扇形齿轮，扇形齿轮的外齿与嵌齿闭锁环的外齿啮合。扇形齿轮中心有轴孔及轴孔内壁有键槽，扇形齿轮与液压马达的输出轴连接。效果是井下作业起下油管时，利用液压控制吊卡的开关，取代人工在井口的吊卡操作，提高工作效率，减小劳动强度。
文档编号E21B19/06GK202531058SQ20122002475
公开日2012年11月14日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者刘德文, 孙连会, 李宝军, 李建伟, 杨达玉, 王婷婷, 王忠林, 王铁锋, 谷全福, 黄树 申请人:中国石油天然气股份有限公司