一种卡瓦提放装置及其提放卡瓦的方法与流程

本发明涉及石油钻井设备技术领域，尤其涉及一种卡瓦提放装置及其提放卡瓦的方法。

背景技术：

石油钻井过程中，要进行钻铤、钻杆等钻具连接组合，必须将钻具用卡瓦卡紧在转盘中，再进行钻具组合。传统钻井过程中起下钻采用传统手提式三瓣卡瓦进行座卡，劳动强度大，费时费力，安全性差、效率低。

中国发明专利公开文献cn104727764a公开了一种用于钻井作业的卡瓦提放设备，包括底座、驱动液缸、支撑杆、卡瓦支架、连杆、连接件；连杆由数根相互连接的支撑杆构成，由驱动液缸进行支起和收放控制连接，支撑杆的下端连接在底座上，卡瓦支架通过销轴连接在连杆上，卡瓦支架上设有柔性连接卡瓦的连接件。该卡瓦提放设备采用油缸驱动连杆运动，从而抬起和收放卡瓦，完成钻杆的座卡和解卡。

该卡瓦提放设备存在的问题有：(1)由于采用油缸驱动连杆机构使卡瓦提放，其轨迹固定，故只针对钻杆在转盘中心位置满足座卡和解卡，未考虑钻杆与转盘偏心时座卡和解卡的成功率；(2)待机位置时，卡瓦未完全离开井口，在起下钻时，钻杆会与卡瓦碰撞磨损；(3)该卡瓦提放设备严重影响钻井工人正常换钻杆、起下钻等操作，提高了施工过程中事故风险。

因此亟需提供一种具有稳定下压力、高座卡率的井口卡瓦提放装置及其提放卡瓦的方法。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种卡瓦提放装置及其提放卡瓦的方法，其解决了钻杆与井口转盘偏心时座卡和解卡成功率低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种卡瓦提放装置，所述卡瓦提放装置包括安装底板、水平移动组件以及与卡瓦连接的翻转组件；

所述水平移动组件安装在安装底板上，且可沿着安装底板的长度方向作往复运动，接近或远离所述安装底板前侧的井口转盘，所述翻转组件安装在所述水平移动组件上，可携带所述卡瓦进行顺时针或逆时针转动。

可选地，所述水平移动组件包括导轨和水平滑车；

所述安装底板上设置有一对所述导轨，所述导轨沿着所述安装底板的长度方向延伸，所述水平滑车的左侧和右侧均设有滑槽，所述滑槽与所述导轨配合，所述水平滑车沿着所述导轨作水平往复移动。

可选地，所述水平移动组件还包括水平液压缸，所述水平液压缸的本体通过销轴与所述安装底板连接，所述水平液压缸的活塞杆顶端通过销轴与所述水平滑车连接，所述水平液压缸用于驱动所述水平滑车。

可选地，所述翻转组件包括上翻盖、摆动液压缸以及螺纹滑块；

所述摆动液压缸固定安装在所述水平滑车上，所述摆动液压缸的输出法兰与所述上翻盖的一端固定连接，所述上翻盖的另一端通过螺栓与所述螺纹滑块连接。

可选地，所述翻转组件还包括螺纹连杆和卡瓦连杆，所述螺纹连杆的一端旋拧入螺纹滑块中，并通过锁紧螺母固定，所述螺纹连杆的另一端与所述卡瓦连杆连接，所述卡瓦连杆用于安装所述卡瓦。

可选地，所述卡瓦提放装置还包括卡瓦导向组件，所述水平移动组件上对应所述卡瓦位置处安装有所述卡瓦导向组件，所述卡瓦导向组件与所述卡瓦的外侧面滚动接触。

可选地，所述卡瓦提放装置卡瓦导向组件包括第一导向滚轮、第二导向滚轮以及滚轮安装架，所述滚轮安装架设置在所述水平滑车的前侧，所述滚轮安装架的上部安装有所述第一导向滚轮，所述滚轮安装架的下部安装有所述第二导向滚轮。

可选地，所述卡瓦提放装置还包括限位组件，所述限位组件设置在水平滑车的后侧，所述翻转组件携带所述卡瓦处于待机位置时，所述限位组件抵靠在所述上翻盖上。

第二方面，本发明提供一种利用上述卡瓦提放装置提放卡瓦的方法，包括：

s1、所述水平移动组件沿着所述安装底板的长度方向接近井口转盘；

s2、所述翻转组件携带所述卡瓦转动，从而将所述卡瓦放入井口转盘；

s3、当所述卡瓦与井口转盘内的钻杆相碰时，所述水平移动组件稍微远离所述井口转盘，使得所述卡瓦与所述井口转盘贴合将所述钻杆抱紧，完成座卡；

s4、所述翻转组件携带所述卡瓦转动，从而将所述卡瓦提出井口转盘，完成解卡；

s5、所述水平移动组件继续向远离井口转盘方向移动，到达待机位置时停止移动，完成座卡、解卡动作。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的卡瓦提放装置，方便安装，整体结构紧凑，液压系统控制简单有效，由于采用水平移动组件，与现有技术相比，其具有水平补偿的作用，能够缓冲座卡时钻杆对中偏差产生的扭矩，避免钻杆的磨损，同时也达到了提高卡瓦座卡和解卡成功率的效果；并且处在待机位置时卡瓦可完全避开井口，避免钻进过程中拆卸，提高工作效率。本发明不仅降低了施工过程中事故风险，还降低了石油钻井使用成本，具备操作简单、安装方便等优点。

附图说明

图1为本发明的卡瓦提放装置的立体示意图，其中翻转组件处于待机位置；

图2为图1中的卡瓦提放装置的主视示意图；

图3为本发明的卡瓦提放装置的立体示意图，其中翻转组件处于工作位置；

图4为图3中的卡瓦提放装置的主视示意图；

图5为本发明安装有卡瓦的卡瓦提放装置的立体示意图，其中翻转组件携带卡瓦处于待机位置；

图6为图5中的安装有卡瓦提放装置的主视示意图。

【附图标记说明】

1：上翻盖；2：水平液压缸；3：导轨；4：水平滑车；5：摆动液压缸；6：卡瓦导向组件；7：安装底板；8：螺纹滑块；9：螺纹连杆；10：卡瓦连杆；11：卡瓦；12：限位组件。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位名词以图1的定向为参照，沿着安装底板7的长度方向将靠近井口转盘的一侧定义为“前”，远离井口转盘的一侧定义为“后”。

参照图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供一种卡瓦提放装置，包括安装底板7、水平移动组件、与卡瓦11连接的翻转组件、卡瓦导向组件6以及控制组件。

水平移动组件安装在安装底板7上，且可沿着安装底板7的长度方向作往复运动，接近或远离安装底板7前侧的井口转盘。翻转组件安装在水平移动组件上，携带卡瓦11进行翻转，完成座卡或解卡动作。水平移动组件上对应卡瓦11位置处安装有卡瓦导向组件6，卡瓦导向组件6与卡瓦11的外侧面滚动接触，从而对卡瓦11起到导向作用。所述翻转组件和所述水平移动组件均与所述控制组件连接，在所述控制组件的控制下工作。

水平移动组件包括水平液压缸2、导轨3以及水平滑车4。安装底板7上设置有一对沿着安装底板7的长度方向延伸的导轨3，水平滑车4的左侧和右侧均设有与导轨3配合的滑槽。水平液压缸2的本体通过销轴与安装底板7连接，水平液压缸2的活塞杆顶端通过销轴与水平滑车4连接，水平液压缸2用于驱动水平滑车4沿着导轨3作水平往复移动。

翻转组件包括上翻盖1、摆动液压缸5、螺纹滑块8、螺纹连杆9以及卡瓦连杆10。摆动液压缸5固定安装在水平滑车4上，摆动液压缸5的输出法兰与上翻盖1的一端固定连接，上翻盖1的另一端通过螺栓与螺纹滑块8连接。螺纹连杆9的一端旋拧入螺纹滑块8中，并通过锁紧螺母固定，可以满足不同卡瓦使用；螺纹连杆9的另一端与卡瓦连杆10连接，卡瓦连杆10用于安装卡瓦11。由于采用摆动液压缸5，卡瓦11座卡时有稳定的下压力，避免钻具未卡紧，溜钻具。

结合图5和图6所示，卡瓦导向组件6包括第一导向滚轮、第二导向滚轮以及滚轮安装架。滚轮安装架设置在水平滑车4的前侧，即靠近井口转盘的一侧，滚轮安装架的上部安装有第一导向滚轮，滚轮安装架的下部安装有第二导向滚轮。

进一步，卡瓦提放装置还包括限位组件12，限位组件12设置在水平滑车4的后侧，即远离井口转盘的一侧，翻转组件携带卡瓦处于待机位置时，限位组件12抵靠在上翻盖1上，限制上翻盖1旋转过度，如图2和6所示。

本发明的卡瓦提放装置的工作过程如下：

液压油通过水平液压缸2无杆腔时，水平滑车4沿导轨3向前平移使卡瓦11移动到井口位置，此时水平液压缸2无杆腔回油。摆动液压缸5的进油口进油，摆动液压缸5驱动上翻盖1携带卡瓦11顺时针转动，并把卡瓦11放入井口转盘中。当卡瓦11与钻杆相碰时，水平液压缸2的无杆腔和有杆腔均通向油箱，水平液压缸2浮动，使水平滑车4沿导轨3向后稍微平移，满足卡瓦11座卡空间，完成座卡。

摆动液压缸5的回油口进油，摆动液压缸5驱动上翻盖1携带卡瓦11逆时针转动，把卡瓦11提出井口转盘，完成解卡。水平液压缸2的有杆腔进油，水平滑车4沿导轨3继续向后平移使卡瓦11移动到待机位置，完成座卡、解卡动作。

水平滑车4水平移动和翻转卡瓦11动作可手动操作。

本发明的实施例还提供一种利用上述卡瓦提放装置提放卡瓦的方法，包括：

s1、所述水平移动组件沿着所述安装底板7的长度方向接近井口转盘；

s2、所述翻转组件携带所述卡瓦11转动，从而将所述卡瓦11放入井口转盘；

s3、当所述卡瓦11与井口转盘内的钻杆相碰时，水平液压缸2的无杆腔和有杆腔均通向油箱，水平液压缸2浮动，所述水平移动组件稍微远离所述井口转盘，使得卡瓦11与所述井口转盘贴合将所述钻杆抱紧，完成座卡；

s4、所述翻转组件携带所述卡瓦11转动，从而将所述卡瓦11提出井口转盘，完成解卡；

s5、所述水平移动组件继续向远离井口转盘方向移动，到达待机位置时停止移动，完成座卡、解卡动作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。