一种石油修井用铁钻工的制作方法

本发明涉及石油修井中的辅助设备，特别涉及一种石油修井用铁钻工。

背景技术：

铁钻工源于石油钻井领域，其为钻井系统中用于起下钻具上卸管柱丝扣的一种半自动化辅助操作设备，可完成钻杆、套管等钻具的旋扣连接工作，是目前最先进的扭矩旋扣设备。铁钻工主要由人工辅助装置和液压大钳组成，因为能够部分代替部分人力操作，减轻工人劳动强度，被称为铁钻工。

铁钻工改变了传统大钳的工作原理，是一种多功能、安全、高效的钻具旋扣设备。铁钻工将上扣、卸扣和紧扣、冲扣工作分为两部分完成，前端钳体分为旋扣装置和冲扣装置上、下两部分，简化了上扣、卸扣工作过程，开放式的钳口设计扩大的夹持范围，增加了最大输出扭矩，能完成套管、钻杆、井下工具等大管径钻具的连接需要，操作便利，动作简单快捷。目前，铁钻工已广泛适用于陆地、海洋多种钻井平台和不同的野外环境的钻井作业，在钻井系统中得到了全面的应用；但是，在修井系统中铁钻工还为得到广泛应用。

如申请号为201310497099.6的发明专利所示，现有用于钻井用的贴钻工主要包括基座总成、伸缩臂总成和液压钳总成，如图1所示，其中，液压钳总成用于对钻杆上下扣，伸缩臂总成用于移动液压总成使其到达合适位置，基座总成用于承载工作部件并将铁钻工整体固定在钻井平台上。但是修井系统中没有钻井平台，如果将基座总成直接安装在井口附件的地面上，由于液压钳总成和伸缩臂总成的自重较大，基座总成根本无法承受液压钳总成和伸缩臂总成的重量，十分容易发生倾覆，不但导致铁钻工不能正常作业，还及有可能发生安全生产事故。因此，铁钻工在修井系统中很难得到应用。

因此，有必要解决现有铁钻工的支撑问题，使其能够应用在修井作业中。本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种修井用铁钻工，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种石油修井用铁钻工，能够整体卡装在井口法兰上，进而应用于无钻井平台的修井作业中。

为达到上述目的，本发明提出一种石油修井用铁钻工，固定在井口法兰上，其中，所述铁钻工包括液压钳总成、能摆动的摆送总成和支撑所述摆送总成的卡装机构，所述卡装机构具有卡装本体，所述卡装本体为Y形板，包括两个固定端和一个安装端，每个所述固定端的上表面设有向上凸出的定位柱，所述卡装本体其中部的上表面还设有将所述卡装本体锁紧到所述井口法兰的锁紧装置，所述安装端上安装有所述摆送总成，所述液压钳总成设置在所述摆送总成上。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，两个所述固定端之间形成有开口槽，所述锁紧装置具有能朝向所述开口槽伸缩的工作端。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述锁紧装置包括固定部和丝杠，所述固定部固设在所述卡装本体的上表面，所述固定部上开设有朝向所述开口槽的螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线与所述卡装本体的上表面平行，所述丝杠贯穿所述螺纹通孔，所述丝杠朝向所述开口槽的一端为所述工作端。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述锁紧装置包括锁紧液压缸，所述锁紧液压缸固定在所述卡装本体的上表面，所述工作端连接在所述锁紧液压缸上。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述开口槽为圆弧形。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述摆送总成包括摆送液压缸、伸缩杆和支座，所述摆送液压缸和所述支座均安装在所述安装端的上表面，所述伸缩杆能转动地安装在所述支座上，所述伸缩杆的底端与所述摆送液压缸的活塞铰接，所述伸缩杆的顶端连接有所述液压钳总成。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述伸缩杆通过销轴和轴承安装在所述支座上，所述销轴沿所述伸缩杆的径向贯穿所述伸缩杆，所述销轴的两端均通过所述轴承能转动地安装在所述支座上。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述摆送液压缸与修井机液压油路的控制部分连接。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述液压钳总成通过液压钳连接件连接于所述伸缩杆的顶端，所述液压钳连接件具有呈平板状的安装平台，所述安装平台的下表面设有呈倒U形的固定座，所述伸缩杆的顶端插入所述固定座内，固定销轴贯穿所述固定座和所述伸缩杆的顶端，所述液压钳总成固设在所述安装平台的上表面。

如上所述的石油修井用铁钻工，其中，所述定位柱为设置在所述固定端的上表面向上凸出的柱状体。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的石油修井用铁钻工具有卡装机构，安装时将卡装机构的卡装本体的上表面对应到井口法兰的下表面，将两个定位柱从下往上插入井口法兰任意两个螺丝孔内，通过两个定位柱和锁紧装置夹紧井口法兰的侧边，使卡装本体固定在井口法兰上。这样利用卡装机构，只需要借助井口法兰，便可以实现铁钻工的安装和固定，解决了修井时应因无钻井平台而导致铁钻工无法固定的问题，实现了在修井作业中使用铁钻工代替部分人力劳动，减轻了工人劳动强度，提供了生产时效。

本发明提出的石油修井用铁钻工，利用卡装机构实现固定，不需要钻井平台作为安装基础，不受井口法兰外径、厚度限制，可在所有采油井口法兰、修井防喷器法兰上安装，应用范围广泛。

本发明提出的石油修井用铁钻工，卡装机构结构简单，具有体积小、重量轻、安装方便且牢靠的优点，利于在修井作业中广泛推广和应用。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明提出的石油修井用铁钻工的结构示意图；

图2为本发明中卡装机构一实施方式的结构示意图；

图3为本发明中卡装机构一实施方式的俯视图；

图4为本发明中摆送总成的结构示意图；

图5为图4中D-D方向的剖面图；

图6为本发明中卡装机构另一实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

100 铁钻工； 110 液压钳总成；

120 摆送总成； 121 摆送液压缸；

122 伸缩杆； 123 支座；

124 销轴； 126 液压钳连接件；

1261 安装平台； 1262 固定座；

1263 固定销轴； 130 卡装机构；

131 卡装本体； 1311 固定端；

1312 安装端； 1313 开口槽；

132 定位柱； 133 锁紧装置；

1331 工作端； 1332 固定部；

1333 丝杠； 1334 锁紧液压缸；

200 井口法兰。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

请参考图1至图5，其中，图1为本发明提出的石油修井用铁钻工的结构示意图；图2为本发明中卡装机构一实施方式的结构示意图；图3为本发明中卡装机构一实施方式的俯视图；图4为本发明中摆送总成的结构示意图；图5为图4中D-D方向的剖面图。如图1至图5所示，本发明提出的石油修井用铁钻工100，包括液压钳总成110、摆送总成120和卡装机构130，卡装机构130具有卡装本体131，卡装本体131为Y字形钢板，包括两个固定端1311和一个安装端1312，固定端1311的上表面设有向上凸出的定位柱132，卡装本体131中部的上表面还设有能将卡装本体131锁紧到井口法兰200的锁紧装置133安装端1312上安装有摆送总成120，液压钳总成110设置在摆送总成120上。

本发明提出的石油修井用铁钻工100具有卡装机构130，如图1所示，卡装机构130是石油修井用铁钻工100的固定部分，安装时将卡装机构130的卡装本体131的上表面对应到井口法兰200的下表面，将两个定位柱132从下往上分别插入井口法兰任意两个螺丝孔内通过两个定位柱132和锁紧装置133夹紧井口法兰200的侧边，使卡装本体131锁紧在井口法兰200上，摆送总成120设置在卡装本体131的安装端1312上，液压钳总成110设置在摆送总成120上。这样利用卡装机构130，只需要借助井口法兰200，便可以实现石油修井用铁钻工100的安装和固定，解决了修井时应因无钻井平台而导致铁钻工无法固定的问题，实现了在修井作业中使用铁钻工代替部分人力劳动，减轻了工人劳动强度，提高了生产时效。

本发明提出的石油修井用铁钻工100，利用卡装机构130实现固定，不需要钻井平台作为安装基础，不受井口法兰200外径、厚度限制，可在所有采油井口法兰、修井防喷器法兰上安装，应用范围广泛。

本发明提出的石油修井用铁钻工100，卡装机构130的结构简单，具有体积小、重量轻、安装方便且牢靠的优点，利于在修井作业中广泛推广和应用。

在本发明一个可选的例子中，在卡装本体131的两个固定端1311之间还开设有开口槽1313，锁紧装置133具有能朝向开口槽1313伸缩的工作端1331。安装时，将两个定位柱132从下往上分别插入井口法兰任意两个螺丝孔内，使锁紧装置133的工作端1331伸出并顶抵在井口法兰200的侧边上，通过两个定位柱132和工作端1331夹紧井口法兰200的侧边，使卡装本体131固定在井口法兰200上。开口槽131进一步增加了两个固定端1311之间的距离，为井口法兰200下方的套管预留出了更大的空间，也就减少因固定端1311顶抵在套管的管壁上而使定位柱132不能准确对应到井口法兰200预定安装位置的情况发生，定位柱132可以更方便地插入井口法兰200螺栓孔内，而不受井口法兰200及位于井口法兰下方套管的尺寸限制，使本发明提出的铁钻工100的应用范围更加广泛。

在一个可选的例子中，开口槽1313为圆弧形，以便与井口法兰的形状相近或相吻合。

在本发明一个可选的例子中，如图2、图3所示，锁紧装置133包括固定部1332和丝杠1333，固定部1332固设在卡装本体131的上表面，固定部1332上开设有朝向开口槽1313的螺纹通孔，该螺纹通孔的轴线与卡装本体131的上表面平行，丝杠1333贯穿该螺纹通孔，丝杠1333朝向开口槽1313的一端形成工作端1331。

在本发明另一个可选的例子中，如图6所示，锁紧装置133包括锁紧液压缸1334，锁紧液压缸1334固定在卡装本体131的上表面，锁紧液压缸1334与工作端1331相连接。

在本发明一个可选的例子中，如图4、图5所示，摆送总成120包括摆送液压缸121、伸缩杆122和支座123，摆送液压缸121和支座123均安装在卡装本体131其安装端1312的上表面，伸缩杆122能转动地安装在支座123上，伸缩杆122的一端与摆送液压缸121活塞铰接，伸缩杆122的另一端连接有液压钳总成110。伸缩杆122能转动地安装在支座123上并与摆送液压缸121连接，共同组成一个杠杆机械，摆送液压缸121的活塞推动伸缩杆122往复摆动，需要将液压钳总成110推送至井口时，使摆送液压油缸121的活塞伸出，活塞推动伸缩杆122向前摆动将液压钳总成110送至井口；需要将液压钳总成110收回时，使摆送液压油缸121的活塞缩回，活塞带着伸缩杆122向后摆动将液压钳总成110收回。

进一步的，伸缩杆122通过销轴124和轴承安装在支座123上，销轴124沿伸缩杆122的径向贯穿伸缩杆122，销轴124的两端均通过轴承能转动地安装在支座123上。

在一个可选的例子中，摆送液压缸121与修井机液压油路的控制部分连接。使用时可以通过修井机液压油路控制摆送液压缸121，当液压油路输出时，摆送液压缸121活塞伸出，反之，摆送液压缸121活塞收回。

在本发明一个可选的例子中，液压钳总成110通过液压钳连接件126连接于伸缩杆122上，液压钳连接件126具有呈平板状的安装平台1261，安装平台1261的下表面设有呈倒U形的固定座1262，伸缩杆122的端部插入固定座1262内，固定销轴1263贯穿倒U形固定座的两侧壁和伸缩杆122的端部，液压钳总成110固设在安装平台1261的上表面。

在本发明一个可选的例子中，定位柱123为设置在固定端1311的上表面且向上凸出的柱状体。

本发明提出的石油修井用铁钻工100的工作过程如下：

石油修井用铁钻工100选择某油田的一口作业井投入使用，石油修井用铁钻工100应用时可先在地面组装，如图1所示，首先将卡装机构130和摆送总成120组装在一起，再将伸缩杆122顶部的液压钳连接件126与液压钳总成110连接上，之后由修井机绞车将卡机构130连同液压钳总成110整体吊至与井口法兰200呈水平状态，卡装本体131的上表面对应到井口法兰200的下表面，将两个定位柱132从井口法兰200下表面插入到井口法兰200的任意两螺丝孔内，最后上紧位于井口法兰200侧面的锁紧装置133使其工作端1331顶抵在法兰200的侧边并锁紧，这样便完成了石油修井用铁钻工100的固定。将摆动液压缸121与修井机液压油路控制部分连接，完成铁钻工100的安装。

使用时通过修井机液压油路控制摆送液压缸121，当液压油路输出时，摆送液压缸121活塞伸出，伸缩杆122向前摆动，推送液压钳总成110至井口，反之将液压钳总成110收回到待命状态。

在正常起下作业过程中，利用摆送总成120的推送功能，平稳的完成了液压钳总成110的推送，能够有效减少操作人员工作量、降低劳动强度、提高生产时效。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。