一种石油钻机气动鼠洞卡瓦的制作方法

本发明涉及石油钻井工具领域的一种在洞口竖直夹持管具的卡瓦，尤其是一种石油钻机气动鼠洞卡瓦。

背景技术：

钻机用的鼠洞卡瓦呈楔形，依靠手动放置在钻杆和洞口之间，将钻杆夹持停放在鼠洞口。在钻杆上扣、卸扣时，由于不能承受正反扭矩，还需要打背钳，而且不同尺寸的钻杆需要匹配对应尺寸的卡瓦，才能夹持牢靠。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高效、便捷的石油钻机气动鼠洞卡瓦。

为了解决以上技术问题，本发明是通过采用以下技术方案方式实现的：

一种石油钻机气动鼠洞卡瓦，包括卡瓦座、卡瓦体、推力柄、扭簧、销轴和驱动缸；所述卡瓦座为中间带有圆孔的环状体，卡瓦座上部周向两个以上凹槽；所述卡瓦体为定心变距卡瓦体，分别通过销轴连接在卡瓦座上部周向设置的凹槽内，并绕销轴旋转配合，且定心变距卡瓦体的凸头向卡瓦座轴心方向伸缩，定心变距卡瓦体上设有凸出的推柄；所述推力柄设置在卡瓦座外周边，与卡瓦座上部周边设置的定心变距卡瓦体推柄构成轴向推动配合；所述扭簧设置在定心变距卡瓦体和销轴或者定心变距卡瓦体和卡瓦座之间，通过其弹力使定心变距卡瓦体回到其所在的凹槽内；所述驱动缸设置在推柄下方的卡瓦座上，驱动缸的伸缩端与推柄连接配合。

上述方案进一步包括：

所述定心变距卡瓦体的凸头工作面上设有硬质合金齿。

所述定心变距卡瓦体的凸头部分为定心变距上齿头。

所述定心变距卡瓦体凸头部分的定心变距上齿头工作面设有硬质合金齿。

所述定心变距卡瓦体为均匀布置的三个；所述伸缩缸包括液压油缸、气缸或者直线螺杆电机一种。

所述卡瓦座顶部设有顶板，底部设有连接座。

在卡瓦座与连接座之间设有底座。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)定心变距卡瓦体在气缸推力、单根及上部方钻杆重力的综合作用下，能克服上卸扣时的正反扭矩，起到背钳作用。(2)夹持管具的外径适用范围广，对不同外径的管具能自适应并稳定夹持，克服了手动卡瓦适用尺寸单一的缺陷；(3)所夹持的单根及上部施加的重力越大，定心变距卡瓦体卡紧力就越大，因而夹紧力可保证对单根的稳定夹持。

附图说明

图1为本发明一种实施例的鼠洞卡瓦结构示意图；

图2为图1沿a-a截面半剖视图；

图3为本发明一种实施例的气缸和推柄部分示意图。

图中标记：1、定心变距上齿头，2、顶板，3、推力柄，4、扭簧，5、销轴，6、定心变距卡瓦体，7、气缸，8、卡瓦座，9、推柄，10、底座，11、连接座，12、鼠洞管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：

参见附图1-3，一种石油钻机气动鼠洞卡瓦，包括卡瓦座8、卡瓦体、推力柄3、扭簧4、销轴5和驱动缸7；所述卡瓦座8为中间带有圆孔的环状体，卡瓦座8上部周向两个以上凹槽；所述卡瓦体为定心变距卡瓦体6，分别通过销轴5连接在卡瓦座8上部周向设置的凹槽内，并绕销轴5旋转配合，且定心变距卡瓦体6的凸头向卡瓦座8轴心方向伸缩，定心变距卡瓦体6上设有凸出的推柄9；所述推力柄3设置在卡瓦座8外周边，与卡瓦座8上部周边设置的定心变距卡瓦体6推柄9构成轴向推动配合；所述扭簧4设置在定心变距卡瓦体6和销轴5或者定心变距卡瓦体6和卡瓦座8之间，通过其弹力使定心变距卡瓦体6回到其所在的凹槽内；所述驱动缸7设置在推柄9下方的卡瓦座8上，驱动缸7的伸缩端与推柄9连接配合。

进一步的：

所述定心变距卡瓦体6的凸头工作面上设有硬质合金齿。

所述定心变距卡瓦体6的凸头部分为定心变距上齿头1。

所述定心变距卡瓦体6凸头部分的定心变距上齿头1工作面设有硬质合金齿。

所述定心变距卡瓦体6为均匀布置的三个；所述伸缩缸包括液压油缸、气缸或者直线螺杆电机一种。

所述卡瓦座8顶部设有顶板2，底部设有连接座11。

在卡瓦座8与连接座11之间设有底座10。

实施例2：

参照说明书附图1，一种石油钻机气动鼠洞卡瓦为中空圆柱体结构，主要是由定心变距上齿头1、推力柄3、扭簧4、销轴5、定心变距卡瓦体6、气缸7和卡瓦座8组成。定心变距卡瓦体6为偏心凸轮式结构，并通过销轴5固定在卡瓦座8上，定心变距卡瓦体6和卡瓦座8之间安装有扭簧4，定心变距卡瓦体6上设有突出的推柄9。定心变距卡瓦体6为均匀布置的三个，定心变距卡瓦体6上设有推柄。

参照附图2和图3，推力柄3沿卡瓦轴向连接气缸7，气缸7固定在卡瓦座8上，气缸7连接外部高压气源，推力柄3位于推柄9下方。推力柄3向上推动推柄9时，定心变距卡瓦体6沿销轴5转动，定心变距卡瓦体6向卡瓦轴心伸出，并可以在扭簧4的弹力下复位。，顶部有顶板2，底部有底座10，并通过连接座11固定在鼠洞管12上端。

当钻杆、钻铤、套管等单根放入小鼠洞管12内到达预定位置后，操纵气开关，气缸推动推力柄3使定心变距卡瓦体6翻转卡紧单根，定心变距卡瓦体6为偏心凸轮式结构，单根及上部施加的重力越大，定心变距卡瓦体6卡紧力就越大，因而，定心变距卡瓦体6在单根及上部方钻杆重力的综合作用下，能克服上卸扣时的正反扭矩，起到背钳作用。当钻具上扣完成后，操纵气开关，气缸7复位，定心变距卡瓦体6在扭簧4的作用下自动复位，提出钻具，便可进行下一单根的作业。

本发明的石油钻机气动鼠洞卡瓦用于小鼠洞管12内钻铤、钻杆、套管的卡持和对接。该鼠洞卡瓦的定心变距卡瓦体6为偏心凸轮结构和气缸推力方式夹紧，夹紧力大，不需打背钳，能承受钻具上卸扣时正反扭矩，代替背钳的作用。最大通径228mm，可保证钻铤稳定器和5¹/2〞套管扶正器的顺利通过，适用范围广。

安装方法：

1、将连接座固定安装在小鼠洞管的管口上。

2、气动鼠洞卡瓦与连接座通过螺栓进行快速安装。

3、小鼠洞管斜度大小以方钻杆带一根单根在小鼠洞管内提放自由为准。斜度一般约为5°-7°。

操作方法：

1、单根放入气动鼠洞卡瓦，当到达卡持位置后，操纵气开关，单根被卡紧。

2、卡钻铤时，无需打安全卡瓦。

3、卡持5¹/2〞套管时，尽量保证套管居中下放，以便扶正器顺利通过。

4、进行钻杆、钻铤、套管的对扣和上扣。

5、操纵气开关，定心变距卡瓦体复位，提出管柱，完成接单根作业。

本发明的卡瓦结构简单、设计巧妙；安装、维护、保养简便；安全可靠；司钻操作气开关，实现了自动化。

技术特征：

1.一种石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：包括卡瓦座(8)、卡瓦体、推力柄(3)、扭簧(4)、销轴(5)和驱动缸(7)；所述卡瓦座(8)为中间带有圆孔的环状体，卡瓦座(8)上部周向两个以上凹槽；所述卡瓦体为定心变距卡瓦体(6)，分别通过销轴(5)连接在卡瓦座(8)上部周向设置的凹槽内，并绕销轴(5)旋转配合，且定心变距卡瓦体(6)的凸头向卡瓦座(8)轴心方向伸缩，定心变距卡瓦体(6)上设有凸出的推柄(9)；所述推力柄(3)设置在卡瓦座(8)外周边，与卡瓦座(8)上部周边设置的定心变距卡瓦体(6)推柄(9)构成轴向推动配合；所述扭簧(4)设置在定心变距卡瓦体(6)和销轴(5)或者定心变距卡瓦体(6)和卡瓦座(8)之间，通过其弹力使定心变距卡瓦体(6)回到其所在的凹槽内；所述驱动缸(7)设置在推柄(9)下方的卡瓦座(8)上，驱动缸(7)的伸缩端与推柄(9)连接配合。

2.根据权利要求1所述的石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：所述定心变距卡瓦体(6)的凸头工作面上设有硬质合金齿。

3.根据权利要求1所述的石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：所述定心变距卡瓦体(6)的凸头部分为定心变距上齿头(1)。

4.根据权利要求3所述的一种石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：所述定心变距卡瓦体(6)凸头部分的定心变距上齿头(1)工作面设有硬质合金齿。

5.根据权利要求1-4任一所述的石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：所述定心变距卡瓦体(6)为均匀布置的三个；所述伸缩缸包括液压油缸、气缸或者直线螺杆电机一种。

6.根据权利要求1-4任一所述的石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：所述卡瓦座(8)顶部设有顶板(2)，底部设有连接座(11)。

7.根据权利要求6所述的石油钻机气动鼠洞卡瓦，其特征在于：在卡瓦座(8)与连接座(11)之间设有底座(10)。

技术总结
本发明公开了一种石油钻机气动鼠洞卡瓦,主要由定心变距上齿头、推力柄、扭簧、销轴、定心变距卡瓦体、气缸和支座组成。定心变距卡瓦体为偏心凸轮式结构，并通过销轴固定在支座上，支座为圆环状。定心变距卡瓦体为均匀布置的多个，定心变距卡瓦体和支座之间安装有扭簧。推力柄的往复运动转换为定心变距卡瓦体的转动，改变支座内径，实现对管柱的夹持。本发明的卡瓦结构简单，安装、维护简便，安全可靠，通过操作气开关，实现了自动化。

技术研发人员：李进付;曲刚;高煜;付广萌;王斌斌;王新峰;王治娟
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化胜利石油工程有限公司;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
技术研发日：2019.01.23
技术公布日：2020.07.31