专利名称：用于盘管注入器的改进夹具的制作方法
用于盘管注入器的改进夹具
背景技术：
早在20世纪60年代，盘管(coiled tubing)被首次引入到油田作业中，盘管现在是烃生产必不可少的基本部件。盘管使用于涵盖了井道清理(well cleanout)到定向钻取的应用场合。盘管管柱可用的尺寸范围为I”至4. 5”，盘管管柱被承载在卷轴上并使用盘管注入器单元而注入到井眼中。在图I中示出了ー种典型的盘管注入器単元5。该典型的单元包括鹅颈支撑件3、旋转式传送组件、具有夹具的平行驱动链7、滑架和液压系统。(传送 组件、夹具、滑架(skate)以及液压系统未在图I中具体示出。)本领域技术人员熟悉在图I中示出的単元5的部件和操作。由链传送的一系列的夹具提供用于将盘管保持在适当位置上或者使管移动的底部引导支撑(sole direct support)。夹具被相向成对地布置，以将盘管管柱固定在注入器头链之间。液压系统向滑架施加压力，滑架继而强制夹具朝向彼此，从而将盘管固定在夹具之间。另外，液压驱动系统使链驱动，以将盘管管柱送入井中或将管从井中拉出。ー种典型的夹具包括固定于链的承载器和由该承载器支撑的夹持承座(grippingshoe)。时常地，夹持承座由于破坏或者为适应管直径上的改变或测井下井仪的插入而必须被替换。因此，存在对下述承载器/夹持承座组件的需求，该承载器/夹持承座组件允许在不替换整个链组件的情况下替换夹持承座。
发明内容
本发明提供了一种适用于夹持和传送盘管的夹具组件。该夹具组件包括具有上表面的承载器，该上表面具有至少ー个弓形槽。夹持承座被定位在承载器。夹持承座具有至少ー个向下延伸的支腿，支腿具有向内突起的翼条。支腿和向内突起的翼条与承载器相配合，以阻止夹持承座的侧向运动，同时允许位于承载器上的夹持承座的旋转运动。在装配位置，翼条与承载器相配合，以将夹持承座保持在承载器上。在另ー实施例中，本发明提供了一种在盘管注入器単元中使用的夹具组件。承载器具有上表面，该上表面具有至少两个弓形槽。具有两个向下延伸的支腿的夹持承座被定位在承载器上。每个支腿具有向内突起的翼条。支腿和向内突起的翼条与承载器相配合，以阻止夹持承座的侧向运动，同时允许位于承载器上的夹持承座的旋转运动。在装配位置上，翼条与承载器相配合，以将夹持承座保持的承载器上。更进一歩的，本发明提供了盘管夹具组件的另ー实施例。该夹具组件包括承载器，该承载器具有上表面和至少两个向外延伸的唇缘。该上表面具有环形槽。夹持承座被定位在承载器上。该夹持承座具有两个向下延伸的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条。向内突起的翼条与承载器和向外延伸的唇缘相配合，以阻止夹持承座的侧向和垂直的运动，同时允许位于承载器上的夹持承座的旋转运动。在装配位置上，翼条与向外延伸的唇缘配合，以将夹持承座保持在承载器上。在另ー实施例中，本发明提供了一种适用干支撑盘管的夹具组件。该夹具组件包括承载器，该承载器具有上表面、第一侧和第二侧。第一侧具有向外延伸的唇缘，且第二侧具有向外延伸的唇缘。上表面具有两个凹入的弓形槽，其中每个凹入的弓形槽具有在承载器的第一侧终止的第一开口端以及在承载器的第二侧终止的第二开口端。夹具组件还包括定位在承载器上的夹持承座。夹持承座具有两个向下延伸的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条。向内突起的翼条与向外延伸的唇缘配合，以将夹持承座保持在承载器上。优选地，向内突起的翼条与承载器和向外延伸的唇缘配合，以阻止夹持承座在装配之后的侧向和垂直的运动，同时允许在装配期间位于承载器上的夹持承座的旋转运动。
图I是盘管注入器单元的透视图。图2示出了图I中的驱动链部件。图3是对应于图2中的圆圈A的近距离图，并示出了在该链组件上的改进夹具。
图4是夹具的一个实施例的透视图。图5是图4的展开图，其示出了夹具的主要部件。图6是夹具的优选实施例的透视图。图7是在图6中示出的优选实施例的展开图。图8是本发明的可选实施例的展开图。图9是沿着图I中的线9-9截取的侧剖面图。图10是承载器的一个实施例的俯视图。图11是承载器的优选实施例的俯视图。图12是夹持承座的优选实施例的仰视图。 图13是夹持承座的优选实施例的俯视透视图。图14是夹持承座的优选实施例的仰视透视图。图15是夹持承座的俯视图。图16是承载器的可选实施例的俯视图。图17是图16的可选实施例的透视图。本发明的详细公开本发明提供了一种改进夹具10，也被称作夹具组件，其适合于在常规的盘管注入器单元5中使用，以夹紧并保持盘管。如图2中所示，该改进夹具10被附接至常规的驱动链7。参照图4和图5，改进夹具10包括承载器14、夹持承座18和衬垫74。优选的承载器14的主要部件在图6-7和图11中最佳地示出。如其中所示，承载器14具有适用于将承载器14固定于驱动链7的下表面21。下表面21的构造在本发明中不是关键的。更确切地，下表面21可以为如本领域技术人员所已知的任何适于将承载器14连接于驱动链7的构造。另外，将承载器14附接于驱动链7的方式是本领域技术人员熟知的。承载器14的上表面22包括第一侧26和第二侧30。每一侧26、30都具有向外延伸的唇缘38。优选地，唇缘38相隔180度，S卩，径直地彼此相对。在图11中示出的优选实施例中，上表面22具有两个凹入的弓形槽42a、42b，每个槽都具有在第一侧26终止的第一开口端28和在第二侧30终止的第二开口端32。在本优选的实施例中，在每个开口端28和32以及向外延伸的唇缘38之间存在限定的距离Y。唇缘38可从上表面22向外延伸或者可以偏离于上表面，以使唇缘38不与上表面22齐平。上表面22还具有保持夹62。
在图4-5中，保持夹62装配在一对狭缝64a、64b内。在图6_7中的优选实施例中，保持夹62位于槽66中，并由一对被定位于孔69a、69b中的销钉68a、68b固定于承载器14。倘若保持夹62将夹持承座18维持在如图4和图6中所示的所期望的位置中，则将保持夹62固定于承载器14的方式不是关键性的。在图8中的可选实施例中，保持夹62包括翼条62a。翼条62a与夹持承座18中的对应的凹口或狭缝62c相配合，以将夹持承座18保持在承载器14上所期望的位置中。在图5和图7中的实施例中，保持夹62不具有翼条62a。在该实施例中， 保持夹62阻止夹持承座18的旋转运动，或者提供足够的摩擦接触以将夹持承座18维持在承载器14上所期望的位置中。在图10中示出了承载器14的可选实施例。在该实施例中，弓形槽42a和42b未从第一侧26延伸至第二侧30。相反，附加槽42c和42d提供合适的槽以接收夹持承座18。不管使用两个弓形槽还是四个弓形槽，每个槽将具有邻近于延伸唇缘38的至少一个开口。为了本公开的目的，术语邻近指的是被限定为Y或者更小的距离。夹持承座18具有凹形的上表面20,上表面20被构造为夹持盘管。在装配的构造中，该凹形的上表面20限定夹具组件10的中心轴线W。因此，如图3-4和图6中所示，当夹持承座18位于承载器14上的装配位置上时，承载器14的向外延伸的唇缘38对应于所限定的中心轴线W。因此，在装配的构造中，中心轴线W对应于由平行的驱动链7限定的平面。另外，中心轴线W对应于盘管的位置(未示出)，该盘管由被平行的驱动链7传送的相对的夹具10保持在适当的位置上。夹持承座18的主要部件在图12-14中最佳地示出。如其中所示，夹持承座18包括至少两个向下延伸的支腿46、50。每个支腿具有向内突起的翼条54、58。在优选的实施例中，翼条54和58具有长度X，该长度X比限定的距离Y大。因此，在优选的实施例中，当翼条54、58脱离弓形槽42a、42b时，在翼条54、58完全离开弓形槽42a和42b之前(或者使用42c和42d)，翼条54、58的至少一部分将在唇缘38下面滑动。翼条54、58的总宽度Z和各自的支腿46、50被选择为允许翼条54、58和支腿46、50穿过槽42a、b、c和d的简单运动。最后，夹持承座18优选地包括对应于保持夹62的在所述侧上的凹口区域56。夹持承座18向承载器14的组装参照图2-8和图11_12中的优选实施例而被最佳地看到。通过被安装在注入器链7上承载器14，组装将需要夹持承座18在由平行的驱动链7限定的平面内运动，即，平行的驱动链7位于共同的平面内。典型地，当承载器14被定位在链7的后部上时，即被安装在链7的与夹持一段盘管的区域相对的侧上时，夹持承座18将被放置在承载器14上。安装将需要拆除普遍存在于注入器单元5上的防护装置(guard)(未示出)。装配需要夹持承座18通过与弓形槽42a和42b对准的支腿46、50而放置在承载器14的表面22的上方和基本上位于表面22上。通过将夹持承座18以这种方式定位在承载器14上，夹持承座18将接触夹62的上表面。向夹持承座18施加足够的压力将压下保持夹62。随后夹持承座18的旋转使支腿46、50和翼条54、58运动穿过槽42a和42b，直至翼条54、58在唇缘38的下面。如果夹62包括翼条62a，则当处于最终的装配位置上时，翼条62a将与承座18的槽口或者狭缝62c接合。尽管夹持承座18和承载器14的构造允许在装配期间位于承载器14上的夹持承座18的旋转运动,但该配置阻止在安装期间和安装之后夹持承座18在侧向方向上的运动。因此，夹持承座18向承载器14的安装需要在链组件7的平面内运动，以及随后承载器14上的夹持承座18向图6中所示的装配位置的旋转运动。如上所述，夹持承座18和承载器14的制造公差提供足够的间隙以允许承载器14上的夹持承座18的旋转运动。虽然优选的构造将允许在翼条54、58和唇缘38之间产生接触时的旋转运动，但典型的构造在夹持承座18被最终定位在承载器14上时在翼条54、58和唇缘38之间提供数千英寸的间隙。因此，在优选的实施例中，保持夹62、翼条54、58和唇缘38配合以将夹持承座18固定至承载器14。将翼条54、58定位在唇缘38下面之后，保持夹62移动至与夹持承座18上的凹口区域56邻近的“向上”位置，从而将夹持承座18固定在适于将盘管固定在一对夹具10之间的位置中。如图5、7、8、10和11所示，保持夹62不堵塞槽42a、42b、42c或42d。另外，尽管为优选的，但保持夹62可被省略。当完全装配时，夹具组件10的联接机构阻止夹持承座18在由平行的驱动链7限定的共同平面内的相对运动或者垂直于由平行的驱动链7限定的共同平面的相对运动。夹持承座18的拆除需要压下保持夹62以及旋转夹持承座18，直至翼条54、58脱离唇缘38。夹持承座18在由盘管注入器单元5的平行驱动链7限定的平面内被从承载器14上提起。以上关于夹持承座18向承载器14的装配的讨论集中在本发明的实施例上，其中弓形槽42a和42b提供从第一侧26至第二侧30的通道。本领域技术人员将容易知道，如图10中所示夹持承座18向具有弓形槽42a、42b、42c、和42d的承载器14的装配将以类似的方式实现。其唯一的不同是，在使用如图10中所示的承载器14时对旋转运动的限制。如图5、7和8中所示，优选实施例中的夹具10包括位于承载器14和夹持承座18之间的衬垫74。在装配前，该衬垫74被定位在承载器14的表面22上。衬垫74可为任何适合的聚合材料，例如但不局限于橡胶、尼龙、聚苯乙烯、聚丙烯和其它类似的热塑性或热固性聚合物。如本领域技术人员所已知的，由盘管注入器单元5施加至盘管(未示出)的压缩力取决于单元内机械部件之间的公差。每个制造公差都增加部件之间的“游隙”度，从而减小由注入器单元施加至盘管的压缩力。衬垫74的压缩性质补偿机械部件之间必要的公差变化，从而使牵引力均匀地传送通过夹具组件10到达盘管。衬垫74还减小在与未示出的盘管管柱的接合期间由夹持承座18接触承载器14的撞击而产生的噪音。当保持夹62具有翼条62a时，衬垫74将包括狭缝或切口 62b，以允许翼条62a与夹持承座18的狭缝切口 62c接合。在如图16-17所示的可选实施例中，承载器114具有上主体110。环形槽142定位在上主体110内。环形槽142限定上表面122的外圆周。上表面122包括向外延伸至槽142上方或延伸至槽142中的至少两个唇缘138。唇缘138向承载器114的外边缘144延伸。当翼条54、58经过唇缘138下面时，槽壁146与唇缘138之间的距离足以允许夹持承座18的向下突起的支腿46、50的通过。承载器114的其余部件，例如但不局限于下表面121和槽166，对应于如上所述以及在图4-8中示出的承载器14的相应元件。因此，尽管在图16和17中仅示出了唇缘62的一种形式，但唇缘62及其相关联的元件的任何形式均适用于在本实施例中使用。另外，夹持承座18向承载器114的装配以与如上述关于承载器14包括增加的衬垫74相同的方式实现。最后，尽管图16示出了单个的环形槽142，但是本领域技术人员将意识到，与图10的环形槽类似的更短的弓形槽(未示出)可取代单个槽142。、
本发明的其它实施例对于本领域技术人员来说从本文已公开的本发明的该说明 或实施而将变得明显。因此，前述的说明被认为仅仅是本发明的基于以下权利要求所限定的实际范围和精神的典型示例。
权利要求
1.一种夹具组件，其包括 承载器，所述承载器具有上表面，该上表面具有至少一个弓形槽； 夹持承座，其定位在所述承载器上，所述夹持承座具有至少一个向下延伸的支腿，所述向下延伸的支腿具有向内突起的翼条； 其中，所述向内突起的翼条和向下延伸的支腿与所述承载器相配合，以阻止所述夹持承座的侧向运动，同时允许位于所述承载器上的所述夹持承座的旋转运动。
2.如权利要求I所述的夹具组件，其中所述承载器还包括 两个向外延伸的唇缘； 所述承载器具有至少两个弓形槽，每个弓形槽具有至少一个开口端，所述开口端邻近所述向外突起的唇缘中的至少一个；且 所述夹持承座具有至少两个向下突起的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条，其中所述翼条与所述唇缘配合，以将所述夹持承座保持在所述承载器上。
3.如权利要求I所述的夹具组件，其中所述承载器还包括 两个向外延伸的唇缘； 其中所述弓形槽是连续的环形槽，其限定所述上表面的外圆周；且所述夹持承座具有至少两个向下突起的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条，其中所述翼条与所述唇缘配合，以将所述夹持承座保持在所述承载器上。
4.如权利要求2所述的夹具组件，其中所述夹持承座具有上表面，所述夹持承座的上表面被构造为夹持盘管，所述上表面限定所述夹具组件的中心轴线，且其中所述向外延伸的唇缘被定位在所述夹具组件的中心轴线上。
5.一种夹具组件，其包括 承载器，所述承载器具有上表面，该上表面具有至少两个弓形槽； 夹持承座，其定位在所述承载器上； 所述夹持承座具有两个向下延伸的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条； 其中所述向下延伸的支腿和向内突起的翼条与所述承载器相配合，以阻止所述夹持承座的侧向运动，同时允许位于所述承载器上的所述夹持承座的旋转运动。
6.如权利要求5所述的夹具组件，其中所述向内突起的翼条与所述承载器相配合，以将所述夹持承座保持在所述承载器上。
7.如权利要求5所述的夹具组件，其中所述承载器还包括两个向外延伸的唇缘，且其中每个弓形槽具有至少一个开口端，所述开口端邻近所述向外突起的唇缘中的至少一个。
8.如权利要求7所述的夹具组件，其中所述向内突起的翼条与所述承载器相配合，以将所述夹持承座保持在所述承载器上。
9.如权利要求8所述的夹具组件，其中所述夹持承座具有上表面，所述夹持承座的上表面被构造为夹持盘管，所述上表面限定所述夹具组件的中心轴线，且其中所述向外延伸的唇缘被定位在所述夹具组件的中心轴线上。
10.如权利要求8所述的夹具组件，其中所述承载器还包括保持夹，所述保持夹定位为阻止被安装在所述承载器上的所述夹持承座的旋转运动。
11.如权利要求8所述的夹具组件，其中所述承载器还包括保持夹，所述保持夹具有向所述夹持承座突起的翼条，所述夹持承座包括被构造为接收所述保持夹的至少个凹口，从而所述保持夹与所述凹口相配合，以阻止位于所述承载器上的所述承座的旋转运动。
12.如权利要求8所述的夹具组件，其中所述承载器具有四个弓形槽，且其中每个槽具有邻近其中一个所述向外延伸的唇缘的开口端。
13.一种夹具组件，其包括 承载器； 所述承载器具有上表面； 所述承载器具有至少两个向外延伸的唇缘； 所述上表面具有环形槽； 夹持承座，其定位在所述承载器上； 所述夹持承座具有两个向下延伸的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条； 其中所述向内突起的翼条与所述承载器相配合，以阻止所述夹持承座的侧向和垂直的运动，同时允许位于所述承载器上的所述夹持承座的旋转运动。
14.如权利要求13所述的夹具组件，其中所述唇缘从所述上表面向外延伸，且所述向内突起的翼条与所述唇缘相配合，以将所述夹持承座保持在所述承载器上。
15.如权利要求13所述的夹具组件，其中所述夹持承座具有凹形的上表面，所述夹持承座的凹形的上表面被构造为夹持盘管，所述上表面限定所述夹具组件的中心轴线，且其中所述向外延伸的唇缘被定位在所述夹具组件的中心轴线上。
16.如权利要求13所述的夹具组件，其中所述承载器还包括保持夹，所述保持夹定位为阻止被定位在所述承载器上的夹持承座的旋转运动。
17.如权利要求16所述的夹具组件，其中所述保持夹固定所述夹持承座，以便所述凹形的上表面与所述夹具组件的中心轴线对准。
18.如权利要求13所述的夹具组件，其中所述承载器还包括保持夹，所述保持夹具有向所述夹持承座突起的翼条，且其中所述夹持承座还包括被构造为接收所述保持夹的至少一个凹口，从而所述保持夹与所述凹口相配合，以阻止位于所述承载器上的所述承座的旋转运动。
19.如权利要求18所述的夹具组件，其中所述保持夹固定所述夹持承座，以便所述凹形的上表面与所述夹具组件的中心轴线对准。
20.一种夹具组件，其包括 承载器； 所述承载器具有上表面、第一侧和第二侧，所述第一侧具有向外延伸的唇缘，且所述第二侧具有向外延伸的唇缘； 所述上表面具有两个凹入的弓形槽，其中每个凹入的弓形槽具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端在所述承载器的所述第一侧处终止，所述第二开口端在所述承载器的所述第二侧处终止； 夹持承座，其定位在所述承载器上； 所述夹持承座具有两个向下延伸的支腿，每个支腿具有向内突起的翼条； 其中所述向内突起的翼条与所述承载器相配合，以阻止所述夹持承座的侧向和垂直的运动，同时允许位于所述承载器上的所述夹持承座的旋转运动。
21.如权利要求20所述的夹具组件，其中所述向内突起的翼条与所述承载器和所述向外延伸的唇缘相配合，以将所述夹持承座保持在所述承载器上。
22.如权利要求20所述的夹具组件，其中所述向内突起的翼条的长度比从所述开口端至IJ所述向外延伸的唇缘的距离长。
23.如权利要求20所述的夹具组件，其中每个弓形槽具有邻近所述向外突起的唇缘中的至少一个的至少一个开口端。
24.如权利要求20所述的夹具组件，其中所述夹持承座具有上表面，该上表面被构造为夹持盘管，所述上表面限定所述夹具组件的中心轴线，且其中所述向外延伸的唇缘被定位在所述夹具组件的中心轴线上。
25.如权利要求21所述的夹具组件，其中所述承载器还包括保持夹，所述保持夹定位为阻止被定位于所述承载器上的夹持承座的旋转运动。
26.如权利要求21所述的夹具组件，其中所述承载器还包括保持夹，所述保持夹具有向所述夹持承座突起的翼条，且其中所述夹持承座还包括被构造为接收所述保持夹的至少一个凹口，从而所述保持夹与所述凹口相配合，以阻止位于所述承载器上的所述承座的旋转运动。
27.如权利要求20所述的夹具组件，其中所述承载器具有四个弓形槽，且其中每个槽具有邻近其中一个所述向外延伸的唇缘的开口端。
全文摘要
本发明涉及一种用于在盘管注入器单元内使用的改进夹具。该改进夹具包括承载器和夹持承座，承载器用于将夹具固定于盘管注入器单元的链驱动机构，夹持承座由承载器承载。该改进的夹具提供承载器和夹持承座，其被设计为允许在盘管注入器单元的操作期间实地进行快速和简单地拆卸和替换夹持承座。
文档编号F16B21/02GK102667185SQ201080048096
公开日2012年9月12日 申请日期2010年8月27日 优先权日2009年8月28日
发明者卡尔·斯蒂芬·拉蒙斯, 约翰尼·B·马舍克 申请人:赛瓦集团有限责任公司