专利名称：钻井用多功能气动卡瓦的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油或地质钻井起下钻杆、钻铤及下套管作业的一种井口机械化 动力工具，特别是具有刮泥和卡持钻柱双重功能的钻井用多功能气动卡瓦。
背景技术：
现在油田或地质钻井起下钻作业时，为了将提起的钻柱卡住固定在井口处，大都 采用双吊卡作业或单吊卡加手提式卡瓦作业方式。这些方式都存在工人劳动强度大，工作 效率低，安全性能差等问题。为了解决这些问题，有人对卡瓦进行了改进，而近期普遍使用 的自动卡瓦不具备自动刮泥器功能，起钻时需要人工刮泥或另配专门的钻柱刮泥器。中国 专利200320100403. 0 “多功能全自动钻柱气动卡瓦”，中国专利200520097204. 8 “带滑槽 多功能钻柱气动卡瓦”虽然具备刮泥浆功能或另配机械刮泥器，但在使用过程中机械刮泥 器会把井口封闭，钻台人员无法观察井内液面高度，无法第一时间判断是否存在拔活塞、溢 流、井涌等复杂情况，给司钻操作带来困难，容易造成事故。
实用新型内容本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构紧凑、安装使用 方便、自动化程度高、劳动强度低的钻井用多功能气动卡瓦。其技术方案是包括支撑盘、连杆、卡瓦体、动力气缸、卡瓦座、刮泥器、控制气缸、 锁紧螺栓和配气接头，两片卡瓦座通过销轴连接成一整体，卡瓦体置于卡瓦座内并通过连 杆与支撑盘铰连接，卡瓦体设为4片或6片。所述刮泥器设置在卡瓦座下端；所述动力气缸 和控制气缸均设置在卡瓦座的内部，动力气缸的活塞杆通过螺栓与支撑盘固定连接，控制 气缸顶部设有锁紧螺栓，其活塞杆与支撑盘不连接；所述动力气缸和控制气缸的下端进气 口均通过进气通道与配气接头相连通，所述动力气缸的上端出气口通过出气通道与配气接 头相连通，所述控制气缸的上端出气口通过吹气通道与刮泥器的环形气体通道相连通。其中，所述动力气缸设为4个，并均勻分布在卡瓦体一周内，其下端进气口相互连 通，上端出气口相互连通。所述刮泥器为中心孔呈喇叭状的圆环状结构，该结构的内下部设 有环形气体通道，其上部外圆上设有凹形环槽，所述环形气体通道内侧设有喷气孔。所述刮 泥器上环形气体通道内侧的喷气孔设为4-12个。本实用新型采用全内置式气缸及集成气路结构，使其与现有技术相比较，具有如 下优点1、大大降低了卡瓦的工作高度，使其卡紧钻柱时工作面基本与钻台面平齐；2、利 用4个动力气缸提供强大的提升力，安全可靠；3、独特的刮泥器设计，实现刮泥浆时可以观 察井口 ；4、实现了气缸单气路供气，减少了钻台上的气路管线；5、所有卡瓦操作均由司钻 一人兼顾完成，真正做到了全自动化，在降低劳动强度的同时，避免了误操作，提高了安全 性能，大大提高了工作效率。
图1是本实用新型一种实施例的结构剖面图；图2是图IAA向剖面图；图3是刮泥器的结构剖面图。
具体实施方式
参照图1-图3，一种钻井用多功能气动卡瓦，包括支撑盘1、连杆2、卡瓦体3、动力 气缸4、卡瓦座5、刮泥器6、控制气缸9、锁紧螺栓7和配气接头8，两片卡瓦座5通过销轴连 接成一整体，卡瓦体3置于卡瓦座5内并通过连杆2与支撑盘1铰连接，卡瓦体3设为4片 或6片(图中为4片)。刮泥器6设置在卡瓦座5下端；动力气缸4和控制气缸9均设置 在卡瓦座5的内部，动力气缸4的活塞杆通过螺栓与支撑盘1固定连接，控制气缸9顶部设 有锁紧螺栓7，其活塞杆与支撑盘1不连接；动力气缸4和控制气缸9的下端进气口均通过 进气通道11与配气接头8相连通，动力气缸4的上端出气口通过出气通道12与配气接头 相连通，控制气缸9的上端出气口通过吹气通道10与刮泥器6内的环形气体通道13相连 通。动力气缸4设为4个，并均勻分布在卡瓦体一周内，其下端进气口相互连通，上端出气 口相互连通。所述刮泥器6为中心孔呈喇叭状的圆环状结构，该结构的内下部设有环形气 体通道13，其上部外圆上设有凹形环槽，所述环形气体通道13内侧设有喷气孔14。所述刮 泥器6上环形气体通道13内侧的喷气孔14设为4-12个。起钻作业时，钻工扣好吊卡后，在提升钻柱前，司钻操纵气动阀，使气体经过配气 接头8通过进气通道11进入到动力气缸4的下端进气口和控制气缸9的下端进气口，再上 提钻柱，动力气缸4的活塞杆上行，推动支撑盘1上升，支撑盘1拉动连杆2带动卡瓦体3沿 卡瓦座5锥面上行并向外张开，四片卡瓦体3形成的圆开口逐渐增至最大，让出钻柱通道， 允许钻柱从卡瓦中心自由通过。在这一过程中，控制气缸9的活塞杆与动力气缸4的活塞 杆同步上升，逐渐上升至最高时，控制气缸9的下端进气口与控制气缸4上端出气口接通， 气体即通过吹气通道10进入刮泥器6内的环形气体通道13，通过刮泥器6上设置的喷气 孔14沿斜向下方向吹钻柱，将钻柱上粘附的泥浆吹入井口 ；反之，坐卡时，司钻反向操纵气 动阀，使气体经过配气接头8出气通道12进入动力气缸4的上端进气口，动力气缸4的活 塞杆下行，拉动支撑盘1下降，经连杆2带动卡瓦体3沿卡瓦座5锥面下行，同时，控制气缸 9的活塞杆在自重和支撑盘1的压力下下降，四片卡瓦体3形成的圆形开口逐渐减小，将钻 柱推移居中，直至抱合卡住钻柱为止。刮泥器6的另外一个作用是，当钻柱偏斜井口时，避 免钻柱直接磨损卡瓦座5和卡瓦体3，防止磕碰卡瓦体上的卡瓦牙。下钻作业用锁紧螺栓7将控制气缸9的活塞杆锁紧在底部，即可阻断气体通过控 制气缸9，从而断开刮泥器6气源，使控制气缸9和刮泥器6不工作。其余部件动作原理与 起钻作业相同。本实用新型采用全内置式气缸及集成气路结构，适用于任何类型的钻机转盘，适 用于卡持钻杆、钻铤、套管等管柱，刮泥器为可更换配件。
权利要求1.一种钻井用多功能气动卡瓦，包括支撑盘、连杆、卡瓦体、动力气缸、卡瓦座、刮泥器、 控制气缸、锁紧螺栓和配气接头，两片卡瓦座通过销轴连接成一整体，卡瓦体置于卡瓦座内 并通过连杆与支撑盘铰连接，卡瓦体设为4片或6片，其特征在于所述刮泥器设置在卡瓦 座(5)下端；所述动力气缸和控制气缸均设置在卡瓦座的内部，动力气缸的活塞杆通过螺 栓与支撑盘固定连接，控制气缸顶部设有锁紧螺栓，其活塞杆与支撑盘不连接；所述动力气 缸和控制气缸的下端进气口均通过进气通道与配气接头相连通，所述动力气缸的上端出气 口通过出气通道与配气接头相连通，所述控制气缸的上端出气口通过吹气通道与刮泥器的 环形气体通道相连通。
2.根据权利要求1所述的钻井用多功能气动卡瓦，其特征在于所述动力气缸设为4 个，并均勻分布在卡瓦体一周内，其下端进气口相互连通，上端出气口相互连通。
3.根据权利要求1所述的钻井用多功能气动卡瓦，其特征在于所述刮泥器为中心孔 呈喇叭状的圆环状结构，该结构的内下部设有环形气体通道，其上部外圆上设有凹形环槽， 所述环形气体通道内侧设有喷气孔。
4.根据权利要求1或3所述的钻井用多功能气动卡瓦，其特征在于所述刮泥器上环 形气体通道内侧的喷气孔设为4-12个。
专利摘要一种钻井用多功能气动卡瓦，包括支撑盘、连杆、卡瓦体、动力气缸、卡瓦座、刮泥器、控制气缸、锁紧螺栓和配气接头，两片卡瓦座通过销轴连接成一整体，卡瓦体置于卡瓦座内并通过连杆与支撑盘铰连接，卡瓦体设为4片或6片。刮泥器设置在卡瓦座下端；动力气缸和控制气缸均设置在卡瓦座的内部。本实用新型采用全内置式气缸及集成气路结构，使其与现有技术相比较，具有如下优点1、大大降低了卡瓦的工作高度；2、安全可靠；3、实现刮泥浆时可以观察井口；4、减少了钻台上的气路管线；5、所有卡瓦操作均由司钻一人兼顾完成，真正做到了全自动化，在降低劳动强度的同时，避免了误操作，提高了安全性能，大大提高了工作效率。
文档编号E21B37/02GK201924846SQ20102068057
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者刘志浩, 卢健, 栾治星, 郭家庆, 马斌, 魏伟 申请人:栾治星