用于起钻过程中的钻杆刮泥装置的制作方法

本发明涉及钻机转盘领域，具体涉及用于起钻过程中的钻杆刮泥装置。

背景技术

石油钻机属于重型矿业机械，是由多种机器设备组成、具有多种功能的联合工作机组。为了满足钻完井工艺要求，整套钻机必须具备如下八大系统设备：旋转设备、循环系统设备、起升系统设备、动力驱动系统设备、传动系统设备、控制系统和监测仪表、钻机底座、辅助设备。其中，旋转设备是指为了转动井中钻具，带动钻头破碎岩石的设备，包括了转盘钻井装置、顶驱钻井装置两大类型。转盘是旋转系统的工作机，是钻机的关键部位之一，它在工作过程中，借助转台通孔中的方补心或小补心，带动方钻杆、钻杆和钻头转动。在起钻过程中，直拔式的起钻无需动用转盘，转盘处于静止状态，此时从井内提出的钻杆表面附着大量的泥浆和岩屑，会严重污染井口钻台的卫生环境，同时不便于司钻观察立柱号、在遭遇起钻困难的井段时，由于钻杆表面附着的岩屑和泥浆，也不便在钻杆表面做标记、为司钻提供充分的卡钻点提示。现有技术中，解决这一技术问题的方式是在起钻过程中，安排两名钻工在井口，分别站在井口两侧，手持一根麻绳，麻绳两端用木条绑住。每个钻工都手握两端的木条，将麻绳用力贴紧在钻杆表面，从而在钻杆起钻过程中通过麻绳将表面的泥浆和岩屑刮下。这种方式需要两名钻工才能够实现对钻杆表面圆周的完全刮泥，浪费人力、效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，以解决现有技术中起钻过程中需要两名钻工才能够对钻杆表面圆周进行完全刮泥的问题，实现减少人力消耗、自动刮泥的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，包括转盘基体、贯穿转盘基体的井口通道、能够绕井口通道转动的环形转动件、与所述环形转动件相匹配的补心，所述环形转动件连接在环形转盘上，所述环形转盘位于转盘基体内部，且环形转盘的轴线与井口通道的轴线共线，环形转盘的外缘沿周向固定一圈齿条，所述转盘基体内设置齿轮、旋转驱动装置，所述齿轮与所述齿条相啮合，所述旋转驱动装置驱动所述齿轮转动；所述环形转盘的下方设置两个沿着井口通道的轴线对称分布的刮泥片，所述刮泥片呈半圆环状，刮泥片的凹面朝向井口通道的轴线所在方向，所述刮泥片远离井口通道的轴线所在方向的一端固定连接安装体，安装体远离刮泥片所在方向的一端固定连接滑块，还包括粘接在滑块表面的气囊；还包括用于限制所述滑块的滑动方向的限位体：当气囊充气时，滑块沿着限位体朝着靠近井口通道的轴线的方向移动；当气囊放气时，滑块沿着限位体朝着远离井口通道的轴线的方向移动；所述气囊由充气装置进行气体充放；所述刮泥片由内至外分为橡胶层、陶瓷层、金属层，所述陶瓷层的内侧壁设置凹槽，所述陶瓷层的外侧壁设置凸缘；所述橡胶层被挤压至所述凹槽内、并与凹槽的槽壁注胶粘接；所述凸缘插入至金属层的内部；所述安装体包括分别位于金属层的上下两侧的上翼缘、下翼缘，还包括穿过所述上翼缘、金属层、凸缘、下翼缘的螺栓；所述橡胶层的内侧壁设置若干相互平行的切口。

针对现有技术中起钻过程中需要两名钻工才能够对钻杆表面圆周进行完全刮泥的问题，本发明提出用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，转盘包括转盘基体、贯穿转盘基体的井口通道、能够绕井口通道转动的环形转动件、与所述环形转动件相匹配的补心，上述结构均为传统转盘结构，在此不做赘述。本发明中的转动部件为环形转盘，环形转盘位于转盘基体内部，且环形转盘的轴线与井口通道的轴线共线。由旋转驱动装置驱动齿轮转动，带动齿条转动，从而带动环形转盘转动，由环形转盘带动环形转动件转动，使得补心随之进行转动，实现转盘的转动功能。本发明在环形转盘的下方设置两个沿着井口通道的轴线对称分布的刮泥片，所述刮泥片呈半圆环状，刮泥片的凹面朝向井口通道的轴线所在方向，每个刮泥片均由一个直线驱动装置驱动进行运动，两个直线驱动装置的驱动方向共线。在直拔式的起钻过程中，本发明通过两个充气装置向两侧的气囊充气，使得滑块沿着限位体朝着靠近井口通道的轴线的方向移动，滑块驱动安装体，安装体驱动刮泥片，从而使得两个刮泥片的凹面逐渐朝向钻杆方向靠拢，直至刮泥片的内侧贴靠在钻杆表面，此时保持直线驱动装置的驱动端固定，开始起钻。起钻过程中，由两个刮泥片自动的就会对从井内取出的钻杆表面的泥浆和岩屑进行刮削处理，解决了现有技术中起钻过程中需要两名钻工才能够对钻杆表面圆周进行完全刮泥的问题，实现了无需钻工手动操作，减少人力消耗、完全自动进行刮泥的目的，钻工还可以随时在起出转盘面上的钻杆表面作标记，在遭遇起钻困难的井段时，及时为司钻提供充分的卡钻点提示，从而提高起钻安全性，降低卡钻隐患。当完成起钻后，通过充气装置对气囊卸压即可。刮泥片的内侧，是指靠近井口通道轴线所在方向的一侧，刮泥片的外侧，是指远离井口通道轴线所在方向的一侧。刮泥片由内至外分为橡胶层、陶瓷层、金属层，使得在井口通道的径向上，刮泥片分为了三层结构。其中最内侧为橡胶层，通过橡胶层直接与钻杆外表面接触，利用橡胶质软的特性避免将钻杆表面刮花。同时橡胶具有优良的弹性，当橡胶层被压在钻杆表面时，橡胶受力变形，向钻杆表面施加弹性复位力，从而自行提供更大的作用力作用在钻杆表面，提供更佳的刮泥效果。橡胶层被挤压至陶瓷层内侧壁的凹槽内，再通过挤注胶水进行粘接，此种结构下，橡胶层与陶瓷层之间充分连接，通过凹槽提高橡胶层与陶瓷层之间的粘接面积、增大摩擦力，提高结构稳定性，同时对橡胶层进行纵向的限位，避免橡胶层随着钻杆的起钻被带动上移，确保橡胶层保持稳定的刮泥效果。陶瓷层的外侧壁设置凸缘，所述凸缘插入至金属层的内部，直线驱动装置的驱动端固定连接安装体，所述安装体包括分别位于金属层的上下两侧的上翼缘、下翼缘，还包括穿过所述上翼缘、金属层、凸缘、下翼缘的螺栓。从而通过螺栓将安装体、金属层、陶瓷层同时连接起来，确保陶瓷层、金属层的连接稳固，同时确保被直线驱动装置稳定驱动。橡胶层的内侧壁设置若干相互平行的切口，通过若干切口将橡胶层的内侧分为层状结构，使得由多层橡胶依次对钻杆表面进行刮泥，附着在钻杆表面的泥浆和岩屑经过多层刮削，脱落的更为干净，能够显著提高自动刮泥的效果，进一步提高本发明的使用效果。本方案中通过结构优选，实现了金属、陶瓷与橡胶三类完全不同的材质之间的稳定连接，使得刮泥片拥有非常优良的刮泥效果，相较于现有技术中使用麻绳手动进行刮泥的方式，具有突出的实质性特点和显著的进步。

所述直线驱动装置的控制开关位于司钻房内部。便于司钻直接控制直线驱动装置的的动作，从而控制两个刮泥片抱住钻杆或脱离钻杆表面，提高本发明的使用方便性。

优选的，所述限位体为长条状的盒体，盒体过长轴方向的截面与所述滑块相匹配，盒体的长轴与井口通道的轴线垂直相交。从而通过盒体为滑块提供各侧向的限位，确保滑块只能朝着靠近或远离井口通道轴线的方向进行移动。

优选的，所述盒体朝向井口通道的轴线所在方向的一端敞口，滑块从所述敞口端伸出，盒体的敞口端固定第一挡块，滑块位于盒体内部的部分设置第二挡块，所述第一挡块用于阻挡第二挡块。便于滑块从敞口端伸出，使得滑块移动更为灵活方便。当滑块朝着靠近井口通道轴线的方向进行移动时，直到第二挡块移动至第一挡块时，滑块无法继续移动，避免滑块从盒体中脱离，避免掉入井内形成落鱼，提高本发明的稳定性与工程安全性。

优选的，所述旋转驱动装置为电机，所述充气装置为气泵。

优选的，所述环形转动件与环形转盘可拆卸连接。如螺栓连接、卡扣连接等均可，便于拆解更换、维护修理。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，起钻过程中，由两个刮泥片自动的就会对从井内取出的钻杆表面的泥浆和岩屑进行刮削处理，解决了现有技术中起钻过程中需要两名钻工才能够对钻杆表面圆周进行完全刮泥的问题，实现了无需钻工手动操作，减少人力消耗、完全自动进行刮泥的目的，钻工还可以随时在起出转盘面上的钻杆表面作标记，在遭遇起钻困难的井段时，及时为司钻提供充分的卡钻点提示，从而提高起钻安全性，降低卡钻隐患。

2、本发明用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，通过结构优选，实现了金属、陶瓷与橡胶三类完全不同的材质之间的稳定连接，使得刮泥片拥有非常优良的刮泥效果，相较于现有技术中使用麻绳手动进行刮泥的方式，具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的剖视图；

图2为本发明具体实施例中刮泥片处的俯视图；

图3为本发明具体实施例中刮泥片的剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-转盘基体，2-井口通道，3-环形转动件，4-补心，5-齿条，6-齿轮，7-旋转驱动装置，8-刮泥片，81-橡胶层，82-陶瓷层，83-金属层，9-滑块，10-安装体，11-上翼缘，12-下翼缘，13-螺栓，14-切口，15-气囊，16-限位体，17-充气装置，18-第一挡块，19-第二挡块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图3所示的用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，包括转盘基体1、贯穿转盘基体1的井口通道2、能够绕井口通道2转动的环形转动件3、与所述环形转动件3相匹配的补心4，所述环形转动件3连接在环形转盘4上，所述环形转盘4位于转盘基体1内部，且环形转盘4的轴线与井口通道2的轴线共线，环形转盘4的外缘沿周向固定一圈齿条5，所述转盘基体1内设置齿轮6、旋转驱动装置7，所述齿轮6与所述齿条5相啮合，所述旋转驱动装置7驱动所述齿轮6转动；所述环形转盘4的下方设置两个沿着井口通道2的轴线对称分布的刮泥片8，所述刮泥片8呈半圆环状，刮泥片8的凹面朝向井口通道2的轴线所在方向，所述刮泥片8远离井口通道2的轴线所在方向的一端固定连接安装体10，安装体10远离刮泥片8所在方向的一端固定连接滑块9，还包括粘接在滑块9表面的气囊15；还包括用于限制所述滑块9的滑动方向的限位体16：当气囊15充气时，滑块9沿着限位体16朝着靠近井口通道2的轴线的方向移动；当气囊15放气时，滑块9沿着限位体16朝着远离井口通道2的轴线的方向移动；所述气囊15由充气装置17进行气体充放；所述刮泥片8由内至外分为橡胶层81、陶瓷层82、金属层83，所述陶瓷层82的内侧壁设置凹槽，所述陶瓷层82的外侧壁设置凸缘；所述橡胶层81被挤压至所述凹槽内、并与凹槽的槽壁注胶粘接；所述凸缘插入至金属层83的内部；所述安装体10包括分别位于金属层83的上下两侧的上翼缘11、下翼缘12，还包括穿过所述上翼缘11、金属层83、凸缘、下翼缘12的螺栓13；所述橡胶层81的内侧壁设置若干相互平行的切口14。

实施例2：

如图1至图3所示的用于起钻过程中的钻杆刮泥装置，在实施例1的基础上，所述直线驱动装置9的控制开关位于司钻房内部。所述限位体16为长条状的盒体，盒体过长轴方向的截面与所述滑块9相匹配，盒体的长轴与井口通道2的轴线垂直相交。所述盒体朝向井口通道2的轴线所在方向的一端敞口，滑块9从所述敞口端伸出，盒体的敞口端固定第一挡块18，滑块9位于盒体内部的部分设置第二挡块19，所述第一挡块18用于阻挡第二挡块19。所述旋转驱动装置7为电机，所述充气装置17为气泵。所述环形转动件3与环形转盘4可拆卸连接。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。