一种轴径合一式卡瓦的制作方法

本发明属于石油和天然气钻井设备技术领域，特别是一种轴径合一式卡瓦。

背景技术：

在石油和天然气钻井作业过程中，需要往地下输送钻杆、套管等管柱。而管柱往地下输送过程中，需要卡瓦进行固定。

目前用于钻杆固定的卡瓦分为手动卡瓦和自动卡瓦。手动卡瓦夹持管径的范围小，费人力，影响工作效率，而且安全隐患较大。自动卡瓦大多是轴向式卡瓦，随着油田开采深度的不断增加，油井钻得更深，需要大口径与高可靠性的卡瓦，而目前轴向式的自动卡瓦无法实现径向的调整，使得针对大口径的管柱无法实现调节；而且目前采用的轴向式卡瓦的夹持范围较小，要增加夹持范围，卡瓦体就得再往上提升，就会使得卡瓦在整个结构上尺寸偏高，降低了安全性与生产效率。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种轴径合一式卡瓦，解决现有卡瓦无法实现径向的调整，针对大口径的管柱无法实现调节的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种轴径合一式卡瓦，包括卡瓦体、卡瓦座、轴向升降机构、与卡瓦座相连调整卡瓦座沿管柱径向位置的径向压紧机构；

所述平衡梁安装在外部管柱的两端，两端的平衡梁下端均安装有伸缩缸；所述伸缩缸垂直安装，伸缩缸的伸缩端与平衡梁固接，伸缩缸下端与外部装置固接，用于驱动平衡梁沿管柱的轴向升降运动；所述卡瓦体为两个，分别位于钻杆两侧平衡梁的下端，且通过连杆机构与平衡梁铰接；平衡梁在两侧的伸缩缸驱动下带动卡瓦体升降运动；

所述卡瓦体与卡瓦座接触安装，卡瓦体与卡瓦座接触面均设为斜面结构，斜面与钻杆下端呈锐角。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的轴径合一式卡瓦，卡瓦体在卡瓦座上滑动，能够形成直径变化的圆形空腔，能够顺利夹紧和放松钻杆、套管等管柱，并且在夹紧后具有自锁能力。

(2)通过设有的转动螺杆，可以使卡瓦座在台座上滑动，在不增加整个结构高度这一前提下，能够有很大的夹持范围。

(3)本发明的轴径合一式卡瓦结构简单，操作方便。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明轴径合一式卡瓦的整体结构示意图。

图2为卡瓦体内设有卡瓦牙的结构示意图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

本发明的一种轴径合一式卡瓦，包括卡瓦体8、卡瓦座7、轴向升降机构、径向压紧机构；所述轴向升降机构包括平衡梁2、液压缸3、连杆机构；

所述平衡梁2安装在外部管柱的两端，两端的平衡梁2下端均安装有伸缩缸3；所述伸缩缸3垂直安装，伸缩缸3的伸缩端与平衡梁2固接，伸缩缸3下端与外部装置固接，用于驱动平衡梁2沿管柱的轴向升降运动；所述卡瓦体8为两个，分别位于钻杆两侧平衡梁2的下端，且通过连杆机构与平衡梁2铰接；平衡梁2在两侧的伸缩缸3驱动下带动卡瓦体8升降运动。

所述卡瓦体8与卡瓦座7接触安装，卡瓦体8与卡瓦座7接触面均设为斜面结构，斜面与钻杆下端呈锐角，使得卡瓦体8向上运动时，卡瓦体8与钻杆分离，卡瓦体8向下运动时，卡瓦体8与钻杆压紧。

在一些实施实施方式中，卡瓦座7可为固定式，卡瓦体8对钻杆的夹持范围有限。本实施例中，通过径向压紧机构可实现卡瓦座7的移动。

所述径向压紧机构包括螺套4、螺杆5、固定座6；所述固定座中间设有通孔，通孔的轴向垂直于管柱的轴向，通孔中安装有螺套4；所述螺杆5安装在螺套4内，螺杆5一端与卡瓦座7活动链接，端部可绕卡瓦座7旋转；所述固定座6底部设有导轨，卡瓦座7安装在固定座6的导轨上，在螺杆5的驱动下，卡瓦座7可在导轨上的径向直线运动，实现对卡瓦体8的压紧或松开。

进一步的，所述伸缩缸3可以为电动缸、气缸或液压缸。

结合图2，进一步的，所述卡瓦体8与钻杆接触面为圆弧形，圆弧形内侧设有安装槽，安装槽内安装有卡瓦牙1，在沿管柱的轴向上安装有多排卡瓦牙1，并设有内六角螺钉9对多排卡瓦牙1进行固定，内六角螺钉9拧入卡瓦体8内，压紧一端的卡瓦牙1，实现对多排卡瓦牙1的限位固定；所述卡瓦牙1的排数至少为3排，增加卡瓦牙个数可以增大卡瓦牙与夹持管柱的接触面积，进而增加卡瓦体8与管柱的夹持力。

在卡瓦工作状态为放松时，轴向升降机构工作，伸缩缸3的伸缩端上行，带动平衡梁2以及由平衡梁2连接的卡瓦体8向上运动，使得各个卡瓦体8所形成的圆形夹持腔空间增加，钻杆可以从夹持腔中穿过。在卡瓦工作状态为夹紧时，伸缩缸3的伸缩端下行，带动平衡梁2以及由平衡梁2连接的卡瓦体8向下运动，使得各个卡瓦体8所形成的圆形夹持腔空间变小，直到与管柱直径一样以卡紧钻杆。

当夹持的管柱尺寸有较大变化需要调整夹持范围时，径向调整机构工作，转动螺杆5，螺杆5将旋转运动转变为直线运动，带动卡瓦座7在钻杆的径向方向上移动，可以有效的调整夹持范围，并且由于螺杆5有自锁作用，在调整完后，可以保持已调整好的位置固定不变，既简单又可靠。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种轴径合一式卡瓦，包括卡瓦体、卡瓦座、轴向升降机构、与卡瓦座相连调整卡瓦座沿管柱径向位置的径向压紧机构；平衡梁安装在外部管柱的两端，两端的平衡梁下端均安装有伸缩缸；伸缩缸垂直安装，伸缩缸的伸缩端与平衡梁固接，伸缩缸下端与外部装置固接，用于驱动平衡梁沿管柱的轴向升降运动；所述卡瓦体为两个，分别位于管柱两侧平衡梁的下端，且通过连杆机构与平衡梁铰接；平衡梁在两侧的伸缩缸驱动下带动卡瓦体升降运动；卡瓦体与卡瓦座接触安装，卡瓦体与卡瓦座接触面均设为斜面结构，斜面与钻杆下端呈锐角；本发明的卡瓦具夹持范围可调，并且在夹紧后具有自锁能力。

技术研发人员：陆宝春;彭韧;刘志刚;张均利;陈杰;姜启福;潘彩霞;胡西彪
受保护的技术使用者：南京理工大学;江苏如石机械有限公司
技术研发日：2017.06.01
技术公布日：2018.12.11