新型多用快捷解卡作业装置的制作方法

本发明涉及一种石油修井作业机械，尤其涉及一种新型多用快捷解卡作业装置。

背景技术：

油田开发中后期由于工程因素和地质因素，井下管柱等钻具经常出现因井下落物、套变、封隔器水力锚等井下工具锈蚀、砂卡、盐卡、结蜡腐蚀原因而卡阻的事故，需要对管柱进行解卡再进行洗井、打捞、倒扣、管柱提升、封井等作业。常规方法是使用大修作业车拉拔解卡、活塞震击解卡、磨铣切割方法解卡、爆炸松扣、工具倒扣。这几种方法往往作业程序复杂，设备更换频繁，成本很较高，还容易造成管柱损坏，施工难度大，操作不易控制，解卡后仍需采用其他作业工具进行倒扣旋扣封井作业，工作量大，效率低下。普通油管解卡装置多为锥形单缸设计，卸压后卡瓦易飞出，引发安全事故，普通的双缸解卡装置与井口法兰连接时，由于装置下端面与井口法兰上端面处于盲区，难以对中，且螺栓连接不易操作，卡瓦夹紧时常常因为管柱偏斜，卡瓦两侧直端面夹扁管柱，另外普通解卡装置多为强行拉拔解卡，易造成二次事故，解卡后往往需要进行倒扣、打捞、封井作业，需要更换多种作业设备，工作效率低，生产成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种使用方便的新型多用快捷解卡作业装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：新型多用快捷解卡作业装置，主要由震击提升装置、井口对中座封装置、旋扣装置和液压系统组成；所述震击提升装置包括：机架、上座体、下座体、两个举升装置、四个侧油缸、滑块座和密封卡瓦，两个举升装置设置在上座体和下座体之间，所述举升装置包括：固定设置在机架上的举升上油缸和举升下油缸，在所述举升上油缸和举升下油缸上分别设置有进油口和出油口，两个举升下油缸的活塞杆与下座体相连接，两个举升上油缸的活塞杆与上座体相连接，在所述上座体和下座体上设置有与钻具管柱相互配合的的座体内腔，在所述上座体和下座体的座体内腔两侧分别设置有滑块座，滑块座的一端通过螺栓与连接板相连接，在连接板上设置有与螺栓相互配合的螺栓孔，连接板固定在侧油缸的活塞杆上，侧油缸带动滑块座左右移动，滑块座另一端内部卡设有密封卡瓦，在密封卡瓦上的内侧均匀设置有若干胶芯安装槽，密封胶芯设置在与其相互配合的胶芯安装槽内，在密封卡瓦中部设置有安装孔，在滑块座的中部设置有与安装孔相互配合的通孔，固定螺栓穿过安装孔和通孔将密封卡瓦固定在滑块座上，在所述密封卡瓦的两侧分别设置有退料螺栓孔，在所述密封卡瓦的两侧上分别设置有对中拨块和与其相互配合的安装凸台槽；在所述下座体上方设置有旋扣装置，在所述下座体的下方设置有井口对中座封装置；所述井口对中座封装置的结构包括：对中座、卡紧箍和顶紧螺栓；在所述对中座的上端设置有空心连接柱和卡紧箍固定圈，在所述空心连接柱的中部设置有与钻具管柱相互配合的的内腔，所述对中座通过空心连接柱与下座体相连接，在所述对中座的下端内部设置有与井口法兰相互配合的安装腔，在所述对中座的下端外侧均匀设置有若干与井口丝堵相互配合的凹槽和导向块，在所述导向块的内侧设置有导向斜面；在所述卡紧箍的上端设置有上卡紧块，在所述上卡紧块内设置有与卡紧箍固定圈相互配合的固定槽，在所述卡紧箍的下端设置有下卡紧块，在所述下卡紧块的中部设置有与顶紧螺栓相互配合的螺栓孔；所述顶紧螺栓的中部穿过下卡紧块上的螺栓孔，在所述顶紧螺栓上设置有与井口法兰固定空相互配合的锥形头部；所述旋扣装置的结构包括：设置在上座体上端的安装座，在所述安装座的内部两侧分别滑动设置有滑动夹紧座，两个滑动夹紧座分别与夹紧油缸的活塞杆相连接，在两个滑动夹紧座上分别设置有液压马达，在所述液压马达的输出轴上连接有主驱动齿轮，在所述滑动夹紧座内设置有两个与主驱动齿轮相互配合的从动齿轮，所述从动齿轮设置在旋转轴上，在所述旋转轴上还设置有旋扣齿轮，所述旋转轴通过轴承转动设置在滑动夹紧座上。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：在所述机架上设置有操作平台，在所述所述操作平台上设置有护栏。

本发明的优点是：上述新型多用快捷解卡作业装置，与井口法兰自动对中，现场安装快捷方便，偏斜管柱自动扶正，震击提升解卡避免强行拉拔损坏管柱，同时具有旋扣功能，多种作业可同步进行，且不需更换设备。

附图说明

图1为本发明新型多用快捷解卡作业装置的结构示意图。

图2为本发明新型多用快捷解卡作业装置倾斜状态的结构示意图。

图3为本发明新型多用快捷解卡作业装置中滑块座的结构示意图。

图4为本发明新型多用快捷解卡作业装置中两个密封卡瓦的结构示意图。

图5为本发明新型多用快捷解卡作业装置中下座体的剖视结构示意图。

图6为本发明新型多用快捷解卡作业装置中对中座的结构示意图。

图7为本发明新型多用快捷解卡作业装置中对中座的仰视结构示意图。

图8为本发明新型多用快捷解卡作业装置中卡紧箍与顶紧螺栓的连接结构示意图。

图中：1、机架，2、上座体，3、下座体，4、举升装置，41、举升上油缸，42、举升下油缸，43、进油口，44、出油口，5、侧油缸，51、活塞杆，6、滑块座，61、螺栓，62、连接板，63、螺栓孔，64、通孔，7、密封卡瓦，71、胶芯安装槽，72、安装孔，73、固定螺栓，74、退料螺栓孔，75、对中拨块，76、安装凸台槽，8、座体内腔，9、密封胶芯，10、对中座，101、空心连接柱，102、卡紧箍固定圈，103、内腔，104、安装腔，105、凹槽，106、导向块，107、导向斜面，11、卡紧箍，111、上卡紧块，112、固定槽，113、下卡紧块，12、顶紧螺栓，121、锥形头部，13、安装座，131、滑动夹紧座，132、夹紧油缸，133、活塞杆，134、液压马达，135、从动齿轮，136、旋转轴，137、旋扣齿轮，138、轴承，14、操作平台，15、护栏。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，新型多用快捷解卡作业装置，主要由震击提升装置、井口对中座封装置、旋扣装置和液压系统组成；所述震击提升装置包括：机架1、上座体2、下座体3、两个举升装置4、四个侧油缸5、滑块座6和密封卡瓦7，两个举升装置4设置在上座体2和下座体3之间，所述举升装置4包括：固定设置在机架1上的举升上油缸41和举升下油缸42，在所述举升上油缸41和举升下油缸42上分别设置有进油口43和出油口44，两个举升下油缸42的活塞杆与下座体3相连接，两个举升上油缸41的活塞杆与上座体2相连接，在所述上座体2和下座体3上设置有与钻具管柱相互配合的的座体内腔8，在所述上座体2和下座体3的座体内腔8两侧分别设置有滑块座6，滑块座6的一端通过螺栓61与连接板62相连接，在连接板62上设置有与螺栓61相互配合的螺栓孔63，连接板62固定在侧油缸5的活塞杆51上，侧油缸5带动滑块座6左右移动，滑块座6另一端内部卡设有密封卡瓦7，在密封卡瓦7上的内侧均匀设置有若干胶芯安装槽71，密封胶芯9设置在与其相互配合的胶芯安装槽71内，在密封卡瓦7中部设置有安装孔72，在滑块座6的中部设置有与安装孔72相互配合的通孔64，固定螺栓73穿过安装孔72和通孔64将密封卡瓦7固定在滑块座6上，在所述密封卡瓦7的两侧分别设置有退料螺栓孔74，在所述密封卡瓦7的两侧上分别设置有对中拨块75和与其相互配合的安装凸台槽76；在所述下座体2上方设置有旋扣装置，在所述下座体2的下方设置有井口对中座封装置；所述井口对中座封装置的结构包括：对中座10、卡紧箍11和顶紧螺栓12；在所述对中座10的上端设置有空心连接柱101和卡紧箍固定圈102，在所述空心连接柱101的中部设置有与钻具管柱相互配合的的内腔103，所述对中座10通过空心连接柱101与下座体3相连接，在所述对中座10的下端内部设置有与井口法兰相互配合的安装腔104，在所述对中座10的下端外侧均匀设置有若干与井口丝堵相互配合的凹槽105和导向块106，在所述导向块106的内侧设置有导向斜面107；在所述卡紧箍11的上端设置有上卡紧块111，在所述上卡紧块111内设置有与卡紧箍固定圈102相互配合的固定槽112，在所述卡紧箍11的下端设置有下卡紧块113，在所述下卡紧块113的中部设置有与顶紧螺栓12相互配合的螺栓孔；所述顶紧螺栓12的中部穿过下卡紧块113上的螺栓孔，在所述顶紧螺栓12上设置有与井口法兰固定空相互配合的锥形头部121；所述旋扣装置的结构包括：设置在上座体2上端的安装座13，在所述安装座13的内部两侧分别滑动设置有滑动夹紧座131，两个滑动夹紧座131分别与夹紧油缸132的活塞杆133相连接，在两个滑动夹紧座131上分别设置有液压马达134，在所述液压马达134的输出轴上连接有主驱动齿轮，在所述滑动夹紧座131内设置有两个与主驱动齿轮相互配合的从动齿轮135，所述从动齿轮135设置在旋转轴136上，在所述旋转轴136上还设置有旋扣齿轮137，所述旋转轴136通过轴承138转动设置在滑动夹紧座131上。

如图1、图2所示，为了使操作人员操作更加方便，在所述机架1上设置有操作平台14，在所述所述操作平台14上设置有护栏15。

上述新型多用快捷解卡作业装置使用时，在侧油缸5推动作用密封卡瓦7可左右移动，实现钻具管柱与套管环空的全封与半封，进行压封井作业，不需要拆卸解卡装置更换安装封井防喷装置，在密封卡瓦7的两侧上分别设置有对中拨块75和与其相互配合的安装凸台槽76，在两个密封卡瓦7两侧和上下分别设计有相互配合的中拨块75和安装凸台槽76，当管柱有倾斜时，两个密封卡瓦7夹紧时拨块75自动往内孔中心推送斜在井中的管柱，防止密封卡瓦7两侧直端面直接夹扁管柱，造成断脱，实现自动扶正功能。

上述新型多用快捷解卡作业装置使用时，上座体2内的密封卡瓦7夹紧钻具管柱后，将举升装置4的活塞杆升起，行程到位后，下座体3内的密封卡瓦7夹紧，上座体2内的内的密封卡瓦7松开，举升油缸5的活塞杆51下降，反复动作，钻具管柱解卡作业时，下座体3由于与井口法兰连接，密封卡瓦7由液压系统控制，可紧贴钻具管柱外侧，力量可调，密封卡瓦7上带有密封胶芯9，便于夹紧和封井，不论是处于抱死管柱状态或夹紧未抱死状态都能实现钻具管柱外侧环空带压封井功能和管柱解卡作业功能。在两个举升装置4的推动下，既能实现钻具管柱向上拉拔解卡，又能实现钻具管柱向下拉拔解卡，在密封卡瓦7的两侧分别设置有退料螺栓孔74，可以方便更换不同规格的密封卡瓦7，进行不同规格形式的钻具管柱解卡作业。

上述新型多用快捷解卡作业装置，设计有井口对中座封装置，设计有井口对中座封装置底部的安装腔104与井口法兰直径一致，在对中座10的下端外侧均匀设置有若干与井口丝堵相互配合的凹槽105和导向块106，以避让井口法兰上的井口丝堵，保证了整个新型多用快捷解卡作业装置能自动滑入法兰上端面与其自动对中，再用四个卡紧箍11卡住井口法兰和对中座10，转动顶紧螺栓12，使顶紧螺栓12的锥形头部121进入井口法兰上的固定孔内，再拧紧顶紧螺栓12。这样解决了井口法兰上端面与解卡装置下端面连接由于视觉盲区难以对中的问题，以及法兰螺栓连接难以操作的困难，大大提高了井口安装连接的速度和效率。

上述新型多用快捷解卡作业装置的液压系统由柴油机、电瓶、油缸、泵、控制阀和高压管线组成，启动柴油机带动液压油泵旋转，液压油经高压管线、控制阀进入工作缸内，使座体密封卡瓦7的夹紧或松开，在液压系统操作台显示面板上设计油泵压力与拉拔吨位对照表，液压系统可调整与限定系统最大流量和最高压力，以达到防止强行拉拔剪断管柱造成二次事故。当设计的极限达到后仍不能顺利解卡时，就需启动震击提升装置，震击提升装置设计有两组举升装置4，举升装置4为双联油缸，所述举升装置4包括：固定设置在机架1上的举升上油缸41和举升下油缸42，管柱在受到举升上油缸41和举升下油缸42同时提升时，会发生一定长度的弹性变形，在需要震击时，我们利用液压阀快速放空举升下油缸42内的液压油，管柱在弹力作用下就会快速回缩，从而对卡井部位形成一次强力向下的震击，几个来回后，卡阻在震击下会发生松动，再进行拉拔可顺利解卡，又能有效避免强拔造成管柱断脱。

卡阻解除后，经常需要进行旋扣作业，这时就需启动旋扣装置，避免重新安装旋扣作业的动力钳，提高作业效率，旋扣装置工作时，两只夹紧油缸132同时驱动滑动夹紧座131向中间移动加紧管柱，液压马达134驱动旋扣齿轮137旋转抱住管柱正向或反向旋转，实现旋扣作业。