一种岩心钻机液压卡盘系统的增力装置的制作方法

本实用新型涉及用于岩心钻机的设备领域。特别涉及一种带有增加钻杆夹持力的岩心钻机液压卡盘系统增力装置。

背景技术：

随着人类对油气资源需求的日益增加以及常规油气藏的不断减少，油气勘探开发深度已从浅部、中部转向深部。随着油气勘探开发深度的不断加大，对深层岩心钻机，尤其是其卡盘系统提出了越来越高的要求。

岩心钻机卡盘的主要作用是把钻机的扭矩和轴向力传递给钻具，同时还要卡紧钻具完成钻具的提升工作。随着勘探深度的增加，钻具的重量不断增大，常规的液压式卡盘在提升钻具或者钻进过程中经常会出现打滑现象，而且其定心性能较差，钻探过程中容易造成勘探孔的跑偏，这些缺点使得常规的液压式卡盘已经不能很好地满足深层油气勘探开发的要求。针对这些缺点有学者提出采用双缸双卡瓦的卡盘来提高钻杆夹持力，该做法虽然提高了夹持力度，但该设计卡盘的体积和重量较大，额外增加了钻机的负担，而且其定心性能也未解决。

技术实现要素：

本实用新型针对现有卡盘系统技术的不足，提供一种能自动定心且能提高对钻杆夹持力的增力装置。

本实用新型所采用的技术方案是：在常规的液压卡盘下方加装增力装置，所述增力装置包括碟簧、活塞、卡圈、卡瓦座、新式卡瓦、压板、油缸外壳、压力油管。新式卡瓦安装在卡瓦座上，与卡圈相配合；所述碟簧套装在卡瓦座上；活塞安装在油缸外壳之间，与油缸外壳形成密封油腔，密封油腔与压力油管相连通。在活塞与油缸接触部分，油缸外壳上设有密封圈。所述压板，外表面沿倾斜面方向设有燕尾凸台，所述的卡圈与压板燕尾凸台接触部分设有燕尾槽，与压板相配合。

进一步地，卡瓦座上设置有两个新式卡瓦，卡瓦座的上端与连接板用螺栓连接，可以和常规液压卡盘进行连接。

进一步地，所述新式卡瓦采用中空结构，卡瓦端面设有密封橡胶。

进一步地，新式卡瓦上下表面设有弧形限位凸台。

进一步地，卡瓦与钻杆连接处区，钻杆表面磨砂处理。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型采用在常规液压卡盘下方加装增力装置，在增力装置上装有连接板，可实现增力装置与各种常规液压卡盘的直接连接。

2、本实用新型通过在新式卡瓦上下表面加装弧形限位凸台实现自动定心。

3、本实用新型中采用新式卡瓦，该卡瓦为中空结构，当夹住钻杆后对卡瓦空腔抽真空，以增大对钻杆的夹持力度。

附图说明

图1是本实用新型一种岩心钻机液压卡盘系统增力装置的结构剖面图。

图2是新式卡瓦的三维立体图。

图3是新式卡瓦的三维剖面图。

图中序号说明：1-液压卡盘，2-钻杆，3-碟簧，4-卡圈，5-压板，6-新式卡瓦，7-活塞，8-油缸外壳，9-卡瓦座，10-沉头螺钉，11-螺栓，12-连接板，13-防护罩，14-六角螺钉，15-沉头螺钉，16-密封圈，17-压力油管，18-螺钉，19-密封油腔，20-抽真空孔，21-弧形限位凸台，22-密封橡胶，23-卡瓦空腔。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式对本实用新型一种岩心钻机液压卡盘系统的增力装置作进一步的详细描述。

如附图1所示，本实用新型的卡盘系统是在常规液压卡盘1下方直接加装了增力装置，所述增力装置采用碟簧夹紧、液压松开的形式，能与不同类型的常规液压卡盘1通过连接板12直接连接。所述增力装置包括卡瓦座9，其上均匀设置有新式卡瓦6，其外侧面为斜面，在斜面上用沉头螺钉15固定安装有压板5，其外表面设有燕尾凸台，凸台面为斜面。在卡瓦座9的外侧套装有卡圈4，在卡圈4的内侧沿竖向设有燕尾槽，与压板5的燕尾凸台滑动配合使用。在卡圈4与卡瓦座9顶端之间装有碟簧3，在油压作用下卡圈4可以压缩碟簧3，压缩的碟簧3又可以推动卡圈4。在卡圈4的外侧设有活塞7，活塞7与油缸外壳8滑动配合使用。活塞7与油缸外壳8之间形成密封油腔19，为保证油腔的密封性，在活塞7与油缸外壳8接触处油缸外壳8上设有密封圈16。防护罩13用螺钉固定在卡瓦座上。

其中，卡瓦座9上安装有两个新式卡瓦6，新式卡瓦6为中空结构，其中心为真空腔，新式卡瓦6侧面设有密封橡胶22。在新式卡瓦6与钻杆2连接区段的钻杆表面磨砂处理，与新式卡瓦6配合使用，使卡瓦空腔23密封性更好。

本实用新型液压卡盘1和增力装置配合使用。使用时，先启动油压系统，油进入密封油腔19后形成较高油压，油压推动活塞7向上运动，活塞7推动卡圈4向上运动，新式卡瓦6松开，放入钻杆；然后，关闭油压系统，卡圈4向下运动，卡圈4推动新式卡瓦6运动至弧形限位凸台21处，实现钻杆2的自动定心，同时夹紧钻杆2；之后启动抽真空装置，通过抽真空孔20将卡瓦空腔23抽真空，真空压力进一步增加了新式卡瓦6对钻杆2的夹持力度；最后，启动液压卡盘1夹紧钻杆2。