一种石油钻探用浮动卡盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油及天然气钻探技术领域，具体的涉及一种能够有效保护丝扣及钻杆接头的石油钻探用浮动卡盘。
【背景技术】
[0002]目前石油及天然气钻探技术领域所使用的顶部驱动装置，对钻杆或钻柱上扣与卸扣时，夹紧方式多为V型对夹；对夹两侧油缸腔体通过管线并联方式，使得同时动作夹紧，一根进油管线，一根回油管线，液压管线较多，液压控制相对复杂。
[0003]现有技术存在以下缺陷:
[0004]1、液压管线较多，液压控制相对复杂；
[0005]2、夹子的结构，在夹持管具时容易中心便宜，从而抓不稳管具从而妨碍上扣和卸扣。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够有效保护丝扣及钻杆接头的石油钻探用浮动卡盘。
[0007]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0008]一种石油钻探用浮动卡盘，其特征在于，包括:
[0009]立柱，所述立柱与顶驱背钳连接，所述立柱上加工有立柱上端板和立柱下端板，所述立柱与顶驱背钳固定连接，是整个浮动卡盘的工作基础；
[0010]导向杆总成，所述导向杆总成与所述立柱固定连接；
[0011]卡盘总成，所述卡盘总成与所述导向杆总成活动连接。
[0012]作为本实用新型的优选方案，所述导向杆总成包括导向杆、浮动弹簧和蝶形弹簧，所述导向杆与所述立柱固定连接，所述导向杆中部与所述卡盘总成活动连接，所述导向杆的上端与所述立柱上端板固定连接，所述导向杆的下端与所述立柱下端板固定连接，所述导向杆数量大于等于2，所述浮动弹簧套接在所述导向杆上端，且所述浮动弹簧的上端与所述立柱上端板抵接，所述浮动弹簧的下端与所述卡盘总成抵接，所述蝶形弹簧套接在所述导向杆下端，且所述蝶形弹簧的上端与所述卡盘总成抵接，所述蝶形弹簧的下端与所述立柱下端板抵接，所述浮动弹簧和所述蝶形弹簧的数量与所述导向杆的数量相同，所述浮动弹簧和所述蝶形弹簧用来补偿在工作过程中卡盘总成的位移。
[0013]作为本实用新型的优选方案，所述卡盘总成包括卡盘缸套、卡盘主轴、回程装置、导向套和卡套，所述卡盘缸套与所述导向杆活动连接，连接位置在所述导向杆中部，位于所述浮动弹簧和所述蝶形弹簧之间，所述卡盘主轴与所述卡盘缸套固定连接，所述卡套套接在所述卡盘主轴上，所述导向套与所述卡盘主轴通过螺钉固定连接，所述回程装置与所述卡套固定连接。
[0014]作为本实用新型的优选方案，所述卡盘缸套包括卡盘缸体、卡盘缸座、柱塞销轴、柱塞销轴套和橡胶导向套，所述卡盘缸体与所述卡盘缸座通过螺钉进行固定连接，所述卡盘缸体与所述卡盘缸座的接触面开设有密封槽，密封槽内填充有密封材料进行密封，所述卡盘缸体中心开设有与所述卡盘主轴同轴的孔，所述卡盘缸体上开设有柱塞销轴孔，所述柱塞销轴孔数量大于等于2，所述柱塞销轴孔中心到所述卡盘缸体中心的距离均相同，所述柱塞销轴固定安装在所述柱塞销轴孔内，所述柱塞销轴套安装在所述柱塞销轴孔内并套接在所述柱塞销轴的上半端，所述柱塞销轴套与所述柱塞销轴的接触面开设有密封槽，密封槽内填充有密封材料进行密封，所述柱塞销轴的底部与所述卡盘缸座抵接，所述柱塞销轴的数量与所述柱塞销轴孔的数量相同，所述橡胶导向套与所述卡盘缸座套接，并与所述卡盘缸座固定连接，所述橡胶导向套用来防止管具进入所述主轴内时的刚性碰撞。
[0015]作为本实用新型的优选方案，所述柱塞销轴孔上半部分为梯形孔，加工有螺纹，与柱塞销轴套相匹配，所述柱塞销轴套安装在梯形位置，所述卡盘缸体的底部加工有第一圆环和第二圆环，所述第一圆环穿过所述柱塞销轴孔的下半部分，且所述第一圆环与所述第二圆环贯通，所述第一圆环在所述卡盘缸体的下部形成一个环形槽，用于储存液压油，所述第一圆环和所述第二圆环的中心线与所述卡盘主轴的中心线重合，所述第二圆环的内外径之差大于所述柱塞销轴孔的直径小于所述第一圆环的内外径之差，所述卡盘缸体上开设有液压油道与所述第二圆环连通，液压油通过所述液压油道进入所述第一圆环和所述第二圆环对所述柱塞销轴进行顶升。
[0016]作为本实用新型的优选方案，所述卡盘主轴包括主轴、复位弹簧和卡块体，所述主轴为空心轴，所述复位弹簧卡设在所述卡块体的内壁上，且所述复位弹簧的数量大于等于1，所述卡块体卡设在所述主轴上，所述复位弹簧与所述主轴的内壁接触，所述主轴内壁开设有与所述复位弹簧匹配的卡槽，所述主轴通过螺钉与所述卡盘缸体和卡盘缸座固定连接，所述卡块体受压后同时压迫复位弹簧进行收缩，当所述卡块体不受压时所述复位弹簧利用自身的弹性将所述卡块体弹回原位。
[0017]作为本实用新型的优选方案，所述回程装置包括回程弹簧、小导向杆和卡盘壳体，所述回程弹簧套装在所述小导向杆上，所述小导向杆的上端与所述导向套活动连接，所述小导向杆的下端加工成螺纹杆与所述卡套固定连接，所述卡盘壳体与所述卡套通过螺钉进行固定连接。
[0018]作为本实用新型的优选方案，所述导向套包括导向缸体，橡胶导正轮和顶盖，所述导向套套接在所述卡套顶部，所述导向套顶部内部加工有圆形凸台，所述凸台与所述主轴固定连接，所述凸台加工有通孔，所述凸台外径大于所述主轴孔径，所述通孔孔径小于所述主轴孔径且所述通孔和所述主轴的中心线重合，所述顶盖与所述导向缸体固定连接，所述导向缸体的顶部加工成凹形，所述橡胶导正轮固定在所述顶盖和所述导向缸体之间，且所述橡胶导正轮位于所述导向缸体顶部加工成的凹形内，所述橡胶导正轮用来防止被夹持管具对所述主轴的硬性冲击，所述导向缸体底部加工有导向孔，所述导向孔为阶梯孔且上部孔径小于下部孔径，所述导向孔的上部孔径与所述小导向杆相匹配，所述小导向杆穿过所述导向孔，所述导向孔的下部孔径与所述回程弹簧相匹配，所述回程弹簧安装在所述导向孔中与所述导向缸体抵接。
[0019]作为本实用新型的优选方案，所述卡套套接在所述卡盘主轴上，所述卡套底部开设有导向杆安装孔和沉孔，所述导向杆安装孔为阶梯孔，所述导向杆安装孔上部孔径较大，用于安装所述导向弹簧，所述导向弹簧与所述卡套抵接，所述导向杆安装孔下部孔径较小且加工为螺纹孔，用于安装所述小导向杆，所述沉孔与所述柱塞销轴相匹配，所述柱塞销轴通过所述沉孔与所述卡套抵接。
[0020]本实用新型石油钻探用浮动卡盘工作过程如下:
[0021]在上扣或卸扣时，管具接头通过所述橡胶导向套进入卡盘主轴内，所述橡胶导向套使用橡胶制作，在管具进入过程中可有效保护管具接头，液压油在压力作用下进入所述液压油道并推动所述柱塞销轴上行，所述柱塞销轴上行推动所述卡套在所述导向套和所述卡盘主轴的导向作用下上行，所述卡套在上行过程中通过锥面推动所述卡块体的锥面，使得卡设在所述主轴上的所述卡块体收紧，同时所述复位弹簧在所述卡块体的压力作用下收紧，且所述回程弹簧被所述卡套压缩，从而达到卡盘对钻杆的夹紧，在上扣过程中，旋合时管具接头与顶部驱动接头丝扣之间因丝扣旋紧产生位移，所述卡盘总成上移，所述卡盘缸套在所述导向杆的作用下挤压所述浮动弹簧，使得所述卡盘总成在所述浮动弹簧的压力下平稳上移，完成上扣或者卸扣后，液压油泄压后，所述回程弹簧复位时推动所述卡套下行，所述卡套推动所述柱塞销轴复位，所述复位弹簧利用复位弹力使得所述卡块体在所述卡盘主轴上恢复原位，所述浮动弹簧复位的同时推动所述卡盘缸套在所述导向杆的导向作用下复位。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0023]本实用新型采用了卡盘装置，使得所述浮动卡盘只需要一套液压管线就可以进行控制，同时使得被夹持的管具受力均匀不会发生重心偏移的情况，从而降低了事故的发生率，本实用新型所采用的结构形式新颖简单，操作方便。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型浮动卡盘正视图；
[0025]图2为本实用新型浮动卡盘立体图；
[0026]图3为图1的A-A剖视图；
[0027]图4为本实用新型卡盘主轴立体图；
[0028]图5为本实用新型卡盘主轴爆炸图；
[0029]图6为本实用新型卡盘缸体立体图。
[0030]图中标记:1-立柱，11 -立柱上端板，12-立柱下端板，2-导向杆总成，21 -导向杆，22-浮动弹簧，23-蝶形弹簧，3-卡盘总成，31-卡盘缸套，311-卡盘缸体，3111-柱塞销轴孔，3112-第一圆环，3113-第二圆环，3114-液压油道，312-柱塞销轴，313-柱塞销轴套，314-卡盘缸座，315-橡胶导向套，32-卡盘主轴，321-复位弹簧，322-卡块体，323-主轴，33-回程装置，331-回程弹簧，332-小导向杆，333-卡盘壳体，34-导向套，341-导向缸体，3411-导向孔，3412-凸台，3413-通孔，342-顶盖，343-橡胶导正轮，35-卡套，351-导向杆安装孔，352-沉孔。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本【实用新型内容】所实现的技术均属于本实用新型的范围。
[0032]如图2、图3、图4所示，本实施例的石油钻探用浮动卡盘，其包括立柱1、导向杆总成2和卡盘总成3，立柱I上加工有立柱上端板11和立柱下端板12，导向杆总成与立柱I固定连接，卡盘总成3与导向杆总成活动连接，本实施例中导向杆总成数量为2个。
[0033]如图2、图3和图6所示，导向杆总成2包括导向