专利名称：钻井设备旋转件内的钻杆夹持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻探设备，尤其涉及用于钻探石油井和天然气井的钻探设备旋转件内的钻杆夹紧装置。
现在公知的钻杆夹持装置有一个安装在旋转件内的壳体，壳体上还有锁定机构与可向着旋转件的轴线移动的楔块相配的分开式衬套、对中器、以及带有弹性元件的夹圈式清洁器。楔块通过分开式衬套支承在轴套的平滑端面上(见SU.A.742574、768932)。
但是，这种钻杆夹持装置的结构在更换钻井工具(例如钻头)时，需要部分地拆卸钻杆夹紧装置，然后再装配起来，而做这些工作的劳动量很大。
因为在这类装置中楔块支承在轴套的平滑的端面上，所以会使衬套转动，而衬套一转动，就使得钻杆不能在楔块上产生在操作工艺上必要的转动，也不能对楔块夹紧部件施加扭矩。
在这个公知的装置中，几块楔块都要使用每一块分开式衬套，这就使得楔块和所夹持的管子不同轴，最终导致管子损坏。
除此之外，这种装置的清洁器的结构并不能消除清洗液积聚在装置中的可能性。
本发明的目的就是要加快更换钻探工具的拆卸和装配操作。
本发明的另一个目的是消除管子损坏的可能性。
本发明的又一个目的是消除清洗液及岩屑积存在夹持装置中的可能性。
本发明的基本任务就是创立一种钻探设备旋转件内的钻杆夹持装置，这种装置的结构完善，消除了更换钻探工具时手工操作的繁重劳动，防止了管子的损坏，因此就加快了工作进程。
本发明的任务是这样来解决的，即，提供一种钻探设备旋转件内的钻杆夹持装置，该装置有安装在旋转件里的壳体，壳体上有锁定机构、与可向着旋转件轴线移动的楔块相配的分开式衬套、支承衬套的轴套、对中器、以及带弹性元件的夹圈式清洁器，根据本发明，此装置还有装在壳体上的可卸下的十字梁，十字梁上有与旋转件同轴线的、与楔块相配的定心连接管，以及在十字梁的另一端上且与定心连接管同轴线的、为安放钻杆上的钻头用的座，而且轴套的上部有许多凸台，在凸台之间分别为每块楔块设置分开式衬套，并且，壳体上还开有为可卸下的十字梁用的槽。
在钻杆夹持装置的壳体上安装可卸下的十字梁后，无需装拆楔形夹紧部件就能更换钻头了，其方式为通过抬起楔块时形成的通孔放入钻头，然后在放下的楔块的上方安装上可卸下的十字梁，从而排除了繁重的手工劳动。此外，将轴套做成带有几个凸台，在凸台之间分别为每块楔块设置分开式衬套，就能使各楔块的轴线与钻杆的轴线重合，从而防止由于轴线不重合而使管子被楔块损坏。并且，在拧紧(拧松)管子和在管子转动时能保证通过轴套的凸台、分开式衬套和楔来传递扭矩。
可以在轴套内加工出安装清洁器的内环槽和沟通内环槽与旋转件下面的空间的通透排液沟。这就使得套在钻杆上的清洁器能和
动的钻杆一起在水平面内自由活动，保证清洁器的可靠性和使用寿命。
根据本发明，在清洁器下部夹圈的内侧装有活动轴套，而清洁器的弹性元件上有环状凸台和通孔，凸台的位置在夹圈内侧。这样的结构就使得在提升钻杆时，并且清洁器提升到挡板位置时，把沟通清洁器下方的空间与轴套的环形空间所形成的缝隙盖住，防止清洗液及剥落的岩屑落入轴套的环形空间。清洁器的通孔能使清洗液从楔块夹紧机构中排出，从而能提高夹持装置的可靠性并延长其使用寿命。
下面，参照附图详细说明本发明的实施例，附图中
图1是本发明的钻杆夹持装置的总图，表示正在换钻头的情形;
图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ的剖面图，图3是本发明的清洁器实施方案的剖面图;
图4是根据本发明的钻杆夹持装置总图。表示正夹住钻杆时的情况;
图5是沿图4Ⅴ-Ⅴ的剖面图;
图6是沿图5Ⅵ-Ⅵ的剖面图(经旋转);
图7是沿图3Ⅶ-Ⅶ的剖视图。
钻杆夹持装置包括钻探设备的旋转件1(图1)、分开式衬套4、园盘6、轴套5、清洁器7及对中器8，旋转件1内安装有带锁定机构3的壳体2，锁定机构锁定在壳体2上。分开式衬套与可向着旋转件1的轴线移动的楔块9相配，楔块9安装在与环11相连的导向件10上，环11靠气动装置12的作用上升和下降。
在壳体2的外表面上开有安装可卸下的十字梁14的槽13(图2)。十字梁14上装有定心连接管15和座16，定心连接管布置在旋转件1内，并与其同轴线。在座16中安装有拧动钻杆18上的钻探工具(如钻头)用的板17。
轴套5上制有用于安放清洁器7的内环槽19(见图3)，内环槽19有锥形的上部20和通透的排液沟21(见图4)，排液沟使内环槽19与旋转件下方的空间A沟通。轴套5的外支承表面22制成锥形，而在轴套5的顶部有几个凸台23(见图5、6)，在凸台23之间安装为每块楔块用的、分开式衬套4的元件。
清洁器7做成夹圈式，带有弹性元件24(见图3)。
清洁器7的弹性元件24上的环状凸台25与清洁器7的上盖26齐平(见图7)，并且还具有使清洁器7上方的内腔28与旋转件下方的空间A相通的通透排液沟27(见图4)。在清洁器7夹圈29下部的内侧，在弹性元件24下面，装有活动套筒30(见图3)。
夹持装置以下述方式进行工作。
在更换从井中提起的钻头31时(见图1)，首先，先在大直径的钻杆元件18上提升起对中器8、清洁器7和园盘6。为此目的，要用锁定机构3打开锁住对中器8、清洁器7和园盘6的闩销32、33，接着提升起楔块9，从而形成环形孔，对中器8、清洁器7、园盘6和钻头31就能通过这个环状孔。当提升清洁器7时，如果清洁器的轴线与夹持装置的轴线不重合，清洁器7的上盖26(见图3)便抵靠在轴套5的锥面20上，而使它与夹持装置的轴线重合。然后放下楔块9(见图1)，并在楔块9的上方安装带有拧动钻头31用的板17的十字梁14。在拆下并更换了钻头31之后，拆走带有拧动钻头31用的板17的十字梁14，钻头31就可以通过楔板9提起时所形成的孔下到钻井中。然后，把对中器8、清洁器7和园盘6下到夹持装置中并用锁定机构3将它们锁定。在以后提升和放下钻杆18时，清洁器与在对中器8的通孔内摆动的钻杆一起，可在轴套5的内环槽19中
动(见图3)。
在提升钻杆18的过程中，如果钻杆偏离卡紧装置的轴线，而且清洁器7的上盖26正好处在园盘6与轴套5之间的空隙中时，园盘的下端面就靠在清洁器7的弹性元件24的环状凸台25上，这样就能确保清洁器7在水平面内自由移动。
在提升钻杆18的过程中(见图4)，如果清洗液灌得太多，而且清洗液流入清洁器7上方的钻杆夹持装置的内腔时，清洗液就会通过弹性元件24上的通透排液沟27(见图7)流到旋转件下面的空间A中去。落入轴套5的内环槽19(见图4)中的清洗液，也能通过轴套5上的通透排液沟21流入旋转件下面的空间A。防止积聚在清洁器7的弹性元件24下方的清洗液的凝结物在提升钻杆18时落下去，是用活动套筒30来保证的，因为在清洁器向上提到锁定闩销32、33的挡板之前，活动套筒30的下端仍靠在对中器8上。
如上所述，本发明的夹紧装置与公知的装置相比，由于取消了更换钻头和清洗本装置时的繁重的手工操作而提高了工作效率，并且防止钻杆被楔块损坏，提高了操作的安全程度，并能使操作机械化和自动化。
权利要求
1.一种在钻探设备旋转件内的钻杆夹持装置，它具有安装在旋转件(1)内并带有锁定机构(3)的壳体(2)、与可向着旋转件轴线移动的楔块(9)相配的分开式衬套(4)、支承衬套(4)的轴套(5)、对中器(8)、以及带有弹性元件(24)的夹圈式清洁器(7)，其特征在于，在壳体(2)上还装有可卸下的十字梁(14)，十字梁(14)具有与旋转件(1)同轴线的、与楔块(9)相配的定心连接管(15)，以及在十字梁(14)的另一端上、且与定心连接管(15)同轴线的、为安放钻头用的座(16)，而且轴套(5)的上部有许多凸台(23)，在凸台之间分别为每块楔块(9)设置分开式衬套(4)，并且，在壳体(2)上还有为可卸下的十字梁(14)用的槽(13)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在轴套(5)内制有安装清洁器(7)用的内环槽(19)和沟通内环槽(19)与旋转件下面的空间的通透排液沟(21)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在清洁器(7)下部夹圈的内侧装有活动轴套(30)，清洁器的弹性元件(24)上有位于夹圈内侧的环状凸台(25)，凸台上有通透的排液沟(27)。
全文摘要
钻杆夹持装置，它在壳体(2)上安装有可卸下的十字梁(14)，十字梁具有同轴安装在旋转件(1)中且与楔相配的定心连接管(15)，以及在十字梁(14)另一端上、且与定心连接管同轴的，用于安放钻头的座(16)。在壳体(2)中安装有与可向着转子轴线移动的楔块(9)相配的分开式衬套(4)以及在顶面上有凸台(23)的轴套(5)。在凸台(23)之间分别为每块楔块(9)设置分开式衬套(4)。
文档编号E21B17/10GK1044694SQ8910153
公开日1990年8月15日 申请日期1989年2月4日 优先权日1989年2月4日
发明者阿莱克桑德·阿罗诺维奇·格鲁克, 尼纳·阿莱克桑罗纳·塞米尼斯, 阿纳托利·乔治维夫·施斯托夫 申请人:全苏石油机械制造科学研究设计院