钻井卡盘.pdf

本发明涉及钻井工具技术领域，是一种钻井卡盘，其包括底座、连接盘和活门；底座的内壁上设有不少于三个的卡瓦体；底座的顶部固定安装有连接盘；底座上部沿周向设有不少于三个的升降压力缸；连接盘与卡瓦体之间设有连接板，连接板的外端与连接盘铰接，连接板的内端与卡瓦体铰接；底座下部沿周向设有不少于三个的行走压力缸，行走压力缸的运动部上固定安装有行走轮。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其放置在转盘的表面，可以根据井口的偏斜情况，在转盘面进行工作中心调整，不受转盘方瓦的限制，适应任何型号的转盘，行走压力缸下方的行走轮将底座支撑起来，通过人工可以很轻松地移动该钻井卡盘，具有安全、省力、简便、高效的特点。

1.  一种钻井卡盘，其特征在于包括底座、连接盘和活门，底座呈环形，底座上设有沿轴向的开口，活门的左侧能转动地安装在开口的左侧，活门的右侧能转动地安装在开口的右侧；底座的内壁呈上大下小的锥形，底座的内壁上设有不少于三个的卡瓦体，卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上；底座的顶部固定安装有连接盘；底座上部沿周向设有不少于三个的升降压力缸，升降压力缸的固定部位于底座内，升降压力缸的运动部与连接盘固定连接；连接盘与卡瓦体之间设有连接板，连接板的外端与连接盘铰接，连接板的内端与卡瓦体铰接；底座下部沿周向设有不少于三个的行走压力缸，行走压力缸的固定部位于底座内，行走压力缸的运动部上固定安装有行走轮。

2.  根据权利要求1所述的钻井卡盘，其特征在于卡瓦体包括外卡瓦体，外卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上。

3.  根据权利要求1所述的钻井卡盘，其特征在于卡瓦体包括外卡瓦体和内卡瓦片，外卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上，外卡瓦体的内壁上设有第一弧形安装槽，内卡瓦片座落在第一弧形安装槽内。

4.  根据权利要求1所述的钻井卡盘，其特征在于卡瓦体包括外卡瓦体、中间卡瓦体和内卡瓦片，外卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上，外卡瓦体的内壁上设有第一弧形安装槽，中间卡瓦体座落在第一弧形安装槽内，中间卡瓦体的内壁上设有第二弧形安装槽，内卡瓦片座落在第二弧形安装槽内。

5.  根据权利要求1或2或3或4所述的钻井卡盘，其特征在于底座的内壁上沿周向均布有三个卡瓦体；或/和，底座上部沿周向均布有三个升降压力缸；或/和，底座下部沿周向均布有三个行走压力缸。

6.  根据权利要求1或2或3或4所述的钻井卡盘，其特征在于钻井卡盘还包括刮泥器，底座的底部内壁上设有环形安装槽，刮泥器固定安装在环形安装槽内；刮泥器包括第一刮泥组件和第二刮泥组件，第一刮泥组件包括第一扇形骨架和第二扇形骨架，第一扇形骨架和第二扇形骨架的内壁上设有橡胶板，第二刮泥组件包括第三扇形骨架和第四扇形骨架，第三扇形骨架和第四扇形骨架的内壁上设有橡胶板，第一扇形骨架的后端与第三扇形骨架的后端铰接，第二扇形骨架的后端与第四扇形骨架的后端铰接，第三扇形骨架的后端设有第一支撑板，第四扇形骨架的后端设有第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板的后端相连接，第一支撑板和第二支撑板上分别对应地设有一个锁紧销孔，第一支撑板和第二支撑板之间设有锁紧板，第一支撑板的后端和第二支撑板的后端设有夹紧钳。

7.  根据权利要求5所述的钻井卡盘，其特征在于钻井卡盘还包括刮泥器，底座的底部内壁上设有环形安装槽，刮泥器固定安装在环形安装槽内；刮泥器包括第一刮泥组件和第二刮泥组件，第一刮泥组件包括第一扇形骨架和第二扇形骨架，第一扇形骨架和第二扇形骨架的内壁上设有橡胶板，第二刮泥组件包括第三扇形骨架和第四扇形骨架，第三扇形骨架和第四扇形骨架的内壁上设有橡胶板，第一扇形骨架的后端与第三扇形骨架的后端铰接，第二扇形骨架的后端与第四扇形骨架的后端铰接，第三扇形骨架的后端设有第一支撑板，第四扇形骨架的后端设有第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板的后端相连接，第一支撑板和第二支撑板上分别对应地设有一个锁紧销孔，第一支撑板和第二支撑板之间设有锁紧板，第一支撑板的后端和第二支撑板的后端设有夹紧钳。

8.  根据权利要求1或2或3或4所述的钻井卡盘，其特征在于钻井卡盘还包括环形护罩，底座的上部、连接盘均位于环形护罩的内部；或/和，底座的内壁由上至下设有不少于两个的台阶，卡瓦体的外壁形状与底座的内壁形状相适应。

9.  根据权利要求5所述的钻井卡盘，其特征在于钻井卡盘还包括环形护罩，底座的上部、连接盘均位于环形护罩的内部；或/和，底座的内壁由上至下设有不少于两个的台阶，卡瓦体的外壁形状与底座的内壁形状相适应。

10.  根据权利要求6或7所述的钻井卡盘，其特征在于钻井卡盘还包括环形护罩，底座的上部、连接盘均位于环形护罩的内部；或/和，底座的内壁由上至下设有不少于两个的台阶，卡瓦体的外壁形状与底座的内壁形状相适应。

钻井卡盘
技术领域
本发明涉及钻井工具技术领域，是一种钻井卡盘。
背景技术
石油钻井过程中，为了更换钻头、测井或者下套管通井，需要将井内数千米的钻具提出，更换钻头、测井后再下入井内。作业过程中，司钻站在钻机绞车旁边，一手扶刹车把，一手推离合器开关，控制游动滑车上提、下放钻具，两名钻井工守在井口旁边进行上扣、卸扣、搬吊卡操作。下钻时，司钻提起刹车把，将游动滑车下面悬挂钻具的吊卡连同钻具下放至井口，坐于转盘，两名钻井工将吊卡两侧的锁销拔出，拉出吊环，推入转盘旁边的另一只吊卡的吊耳内，插入锁销，司钻上提游动滑车至二层台，架工拉开吊卡活门，扣在另一柱钻具上，提起，与井口钻具对扣，上扣后，提起钻具，打开转盘面上的吊卡活门，搬到转盘旁边，下放钻具至井口，坐于转盘，如此循环往复，提下另一柱钻具。在此环节中，吊卡的吊耳开口不到100mm，司钻不可能刚好在转盘面刹死刹车，如果早刹，不到位，需要继续下放；如果晚刹，吊环会顶住吊卡下耳，必须重新提起、下放。最好的配合结果是在吊卡到达转盘面时，拔出锁销，拉出吊环，推入转盘旁边的另一只吊卡的吊耳内，插入锁销，提另一柱钻具。长期的作业，已经使井队员工习惯于这种作业方式。但是这种作业方式存在如下问题：1、吊卡重量大，如额定负荷500t的吊卡重357kg，搬动时对人体肌腱、脊椎有伤害，甚至无法搬动，必须有器械辅助作业；2、拔锁销，拉吊环，推入另一只吊卡，插锁销的过程，很容易碰撞、损伤人体，对人体健康造成威胁；3、反复拔锁销，拉推吊环，插锁销，难免出现吊环没有推到位，上提时滑脱，形成单耳环事故（吊环没有挂好，单边受力，折断钻具）；4、在游动滑车下放至井口转盘，锁销拔出的瞬间，稍有迟缓，吊环在10t左右的游动滑车、大钩的重力及惯性的作用下，飞蹦出吊环吊耳，容易形成人身伤害。
部分油田使用手动三片卡瓦，放入转盘内卡持钻具，虽然消除了拔锁销，拉推吊环，插锁销的过程，但是增加了钻井工的重体力劳动；转盘方瓦长期使用，大部分存在变形的情况，容易卡住卡瓦；另有部分厂家生产出转盘大方瓦式的气动卡瓦，使用时，提出大方瓦，放入气动卡瓦，作业过程中可以减轻作业的劳动强度，消除存在的安全隐患，但当井口偏斜，钻具下放过快，或者刹车失灵时，钻具接箍与卡瓦片互相刮擦，导致恶性事故；每套卡瓦只能卡持一种尺寸的钻具，需要准备各种尺寸的卡瓦，并且要有备用品。
发明内容
本发明提供了一种钻井卡盘，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有吊卡在使用过程中存在的劳动强度大、转盘方瓦容易卡住卡瓦、钻具接箍与卡瓦相互刮擦、导致恶性事故、损害人体健康、需要准备各种尺寸的卡瓦、费时费力、施工效率较低、存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种钻井卡盘，包括底座、连接盘和活门，底座呈环形，底座上设有沿轴向的开口，活门的左侧能转动地安装在开口的左侧，活门的右侧能转动地安装在开口的右侧；底座的内壁呈上大下小的锥形，底座的内壁上设有不少于三个的卡瓦体，卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上；底座的顶部固定安装有连接盘；底座上部沿周向设有不少于三个的升降压力缸，升降压力缸的固定部位于底座内，升降压力缸的运动部与连接盘固定连接；连接盘与卡瓦体之间设有连接板，连接板的外端与连接盘铰接，连接板的内端与卡瓦体铰接；底座下部沿周向设有不少于三个的行走压力缸，行走压力缸的固定部位于底座内，行走压力缸的运动部上固定安装有行走轮。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述卡瓦体包括外卡瓦体，外卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上。
上述卡瓦体包括外卡瓦体和内卡瓦片，外卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上，外卡瓦体的内壁上设有第一弧形安装槽，内卡瓦片座落在第一弧形安装槽内。
上述卡瓦体包括外卡瓦体、中间卡瓦体和内卡瓦片，外卡瓦体的外壁座落在底座的内壁上，外卡瓦体的内壁上设有第一弧形安装槽，中间卡瓦体座落在第一弧形安装槽内，中间卡瓦体的内壁上设有第二弧形安装槽，内卡瓦片座落在第二弧形安装槽内。
上述底座的内壁上沿周向均布有三个卡瓦体；或/和，底座上部沿周向均布有三个升降压力缸；或/和，底座下部沿周向均布有三个行走压力缸。
上述钻井卡盘还包括刮泥器，底座的底部内壁上设有环形安装槽，刮泥器固定安装在环形安装槽内；刮泥器包括第一刮泥组件和第二刮泥组件，第一刮泥组件包括第一扇形骨架和第二扇形骨架，第一扇形骨架和第二扇形骨架的内壁上设有橡胶板，第二刮泥组件包括第三扇形骨架和第四扇形骨架，第三扇形骨架和第四扇形骨架的内壁上设有橡胶板，第一扇形骨架的后端与第三扇形骨架的后端铰接，第二扇形骨架的后端与第四扇形骨架的后端铰接，第三扇形骨架的后端设有第一支撑板，第四扇形骨架的后端设有第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板的后端相连接，第一支撑板和第二支撑板上分别对应地设有一个锁紧销孔，第一支撑板和第二支撑板之间设有锁紧板，第一支撑板的后端和第二支撑板的后端设有夹紧钳。
上述钻井卡盘还包括环形护罩，底座的上部、连接盘均位于环形护罩的内部；或/和，底座的内壁由上至下设有不少于两个的台阶，卡瓦体的外壁形状与底座的内壁形状相适应。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其放置在转盘的表面，可以根据井口的偏斜情况，在转盘面进行工作中心调整，不受转盘方瓦的限制，适应任何型号的转盘，移动该钻井卡盘时，驱动行走压力缸伸出，行走压力缸下方的行走轮将底座支撑起来，通过人工可以很轻松地移动该钻井卡盘，工作中心调整完毕后，行走压力缸收缩，行走轮进入底座内部，该钻井卡盘座落在转盘面上。在钻具下放到位时，司钻启动动力开关，该钻井卡盘的卡瓦体卡住钻具，钻井工打开吊卡活门，将吊卡推向一边，司钻提升吊卡吊另一根钻具，提至井口后，对扣、上扣、紧扣，然后上提钻具、打开该钻井卡盘的卡瓦体，下放钻具至转盘面，用该钻井卡盘的卡瓦体卡住钻具，该钻井卡盘座落在转盘上使用，而不必随大钩上下运动，不用人工搬动吊卡，避免了将吊卡两侧的锁销拔出、拉出吊环、推入吊耳、插入锁销等操作过程，重体力劳动、人身伤害、作业安全风险均可以避免，并且减少了作业环节，提高了作业效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的俯视结构示意图。
附图2为附图1中A-A处的剖视结构示意图。
附图3为刮泥器的安装结构示意图。
附图中的编码分别为：1为活门销，2为活门，3为钻具，4为内卡瓦片，5为中间卡瓦体，6为外卡瓦体，7为连接板销，8为连接板，9为连接板座，10为固定螺栓，11为螺帽，12为连接盘，13为升降压力缸的活塞杆，14为环形护罩，15为升降压力缸的缸盖15，16为压力缸的上进气管及接头，17为底座，18为行走压力缸的缸盖，19为压力缸的下进气管及接头，20为行走压力缸的活塞杆，21为行走轮，22为环形安装槽，23为第四扇形骨架，24为橡胶板，25为升降压力缸的下进气管快速接头，26为行走压力缸的下进气管快速接头，27为升降压力缸的上进气管快速接头，28为行走压力缸的上进气管快速接头，29为第一扇形骨架，30为第二扇形骨架，31为第三扇形骨架，32为夹紧钳，33为锁紧板，34为第一支撑板，35为第二支撑板，36为锁紧销孔。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2、3所示，该钻井卡盘包括底座17、连接盘12和活门2，底座17呈环形，底座17上设有沿轴向的开口，活门2的左侧能转动地安装在开口的左侧，活门2的右侧能转动地安装在开口的右侧；底座17的内壁呈上大下小的锥形，底座17的内壁上设有不少于三个的卡瓦体，卡瓦体的外壁座落在底座17的内壁上；底座17的顶部固定安装有连接盘12；底座17上部沿周向设有不少于三个的升降压力缸，升降压力缸的固定部位于底座17内，升降压力缸的运动部与连接盘12固定连接；连接盘12与卡瓦体之间设有连接板8，连接板8的外端与连接盘12铰接，连接板8的内端与卡瓦体铰接；底座17下部沿周向设有不少于三个的行走压力缸，行走压力缸的固定部位于底座17内，行走压力缸的运动部上固定安装有行走轮21。行走轮21为万向轮，活门2通过活门销1安装在开口上。连接板8的外端通过连接板销7安装在连接板座9上，连接板座9通过固定螺栓10固定安装在连接盘12上，连接板8的内端通过连接板销7与卡瓦体铰接。升降压力缸的活塞杆13通过螺帽11固定安装在连接盘12上，升降压力缸的缸盖15固定安装在底座17内，行走压力缸的缸盖18固定安装在底座17内部，行走压力缸的活塞杆20上安装有行走轮21。行走压力缸、升降压力缸均为气动压力缸，底座的侧壁上部设有压力缸的上进气管及接头16，底座的侧壁下部设有压力缸的下进气管及接头19，其中，压力缸的上进气管及接头16包括升降压力缸的上进气管快速接头27、行走压力缸的上进气管快速接头28，压力缸的下进气管及接头19包括升降压力缸的下进气管快速接头25、行走压力缸的下进气管快速接头26。
本发明提供的钻井卡盘放置在转盘的表面，可以根据井口的偏斜情况，在转盘面进行工作中心调整，不受转盘方瓦的限制，适应任何型号的转盘，移动该钻井卡盘时，驱动行走压力缸伸出，行走压力缸下方的行走轮21将底座17支撑起来，通过人工可以很轻松地移动该钻井卡盘，工作中心调整完毕后，行走压力缸收缩，行走轮21进入底座17内部，该钻井卡盘座落在转盘面上。在钻具3下放到位时，司钻启动动力开关，该钻井卡盘的卡瓦体卡住钻具3，钻井工打开吊卡活门，将吊卡推向一边，司钻提升吊卡吊另一根钻具，提至井口后，对扣、上扣、紧扣，然后上提钻具3、打开该钻井卡盘的卡瓦体，下放钻具3至转盘面，用该钻井卡盘的卡瓦体卡住钻具3，该钻井卡盘座落在转盘上使用，而不必随大钩上下运动，不用人工搬动吊卡，避免了将吊卡两侧的锁销拔出、拉出吊环、推入吊耳、插入锁销等操作过程，重体力劳动、人身伤害、作业安全风险均可以避免，并且减少了作业环节，提高了作业效率。
可根据实际需要，对上述钻井卡盘作进一步优化或/和改进：
在一种情况下，如附图1、2所示，上述卡瓦体包括外卡瓦体6，外卡瓦体6的外壁座落在底座17的内壁上。使用时，在底座17的内壁上安装与钻具3尺寸吻合的高硬度外卡瓦体6，升降压力缸伸缩，带动连接板8，连接板8带动外卡瓦体6实现升降、进退，形成卡持钻具3、脱离钻具3等功能。
在第二种情况下，如附图1、2所示，上述卡瓦体包括外卡瓦体6和内卡瓦片4，外卡瓦体6的外壁座落在底座17的内壁上，外卡瓦体6的内壁上设有第一弧形安装槽，内卡瓦片4座落在第一弧形安装槽内。使用时，在底座17的内壁上安装外卡瓦体6，外卡瓦体6的内壁上安装与钻具3尺寸吻合的高硬度内卡瓦片4，可以卡持尺寸相对较小的钻具3，升降压力缸伸缩，带动连接板8，连接板8带动外卡瓦体6、内卡瓦片4实现升降、进退，形成卡持钻具3、脱离钻具3等功能。
在第三种情况下，如附图1、2所示，上述卡瓦体包括外卡瓦体6、中间卡瓦体5和内卡瓦片4，外卡瓦体6的外壁座落在底座17的内壁上，外卡瓦体6的内壁上设有第一弧形安装槽，中间卡瓦体5座落在第一弧形安装槽内，中间卡瓦体5的内壁上设有第二弧形安装槽，内卡瓦片4座落在第二弧形安装槽内。使用时，在底座17的内壁上安装外卡瓦体6，外卡瓦体6的内壁上安装中间卡瓦体5，在中间卡瓦体5的内壁上安装与钻具3尺寸吻合的高硬度内卡瓦片4，可以卡持小尺寸的钻具3，升降压力缸伸缩，带动连接板8，连接板8带动外卡瓦体6、内卡瓦片4实现升降、进退，形成卡持钻具3、脱离钻具3等功能。
如附图1、2所示，上述底座17的内壁上沿周向均布有三个卡瓦体，底座17上部沿周向均布有三个升降压力缸，底座17下部沿周向均布有三个行走压力缸。均布的三个卡瓦体可以很好地卡持钻具3，性能稳定可靠；均布的三个升降压力缸可以对连接盘12形成面支撑，能够使连接盘12的受理更加均匀，运行更加平稳；均布的三个行走压力缸可以对底座17形成面支撑，能够使底座17在转盘面上平稳地移动，安全可靠。
如附图1、2、3所示，上述钻井卡盘还包括刮泥器，底座17的底部内壁上设有环形安装槽22，刮泥器固定安装在环形安装槽22内；刮泥器包括第一刮泥组件和第二刮泥组件，第一刮泥组件包括第一扇形骨架29和第二扇形骨架30，第一扇形骨架29和第二扇形骨架30的内壁上设有橡胶板24，第二刮泥组件包括第三扇形骨架31和第四扇形骨架23，第三扇形骨架31和第四扇形骨架23的内壁上设有橡胶板24，第一扇形骨架29的后端与第三扇形骨架31的后端铰接，第二扇形骨架30的后端与第四扇形骨架23的后端铰接，第三扇形骨架31的后端设有第一支撑板34，第四扇形骨架23的后端设有第二支撑板35，第一支撑板34和第二支撑板35的后端相连接，第一支撑板34和第二支撑板35上分别对应地设有一个锁紧销孔36，第一支撑板34和第二支撑板35之间设有锁紧板33，第一支撑板34的后端和第二支撑板35的后端设有夹紧钳32。箭头a所示的为刮泥器的安装位置，箭头b所示的为刮泥器安装入口，刮泥器能够自动将钻具3表面的泥浆刮入井内。
如附图1、2所示，上述钻井卡盘还包括环形护罩14，底座17的上部、连接盘12均位于环形护罩14的内部。这样，可以防止连接盘12压住手脚，避免工人受伤，提高作业安全性。
如附图1、2所示，底座17的内壁由上至下设有不少于两个的台阶，卡瓦体的外壁形状与底座17的内壁形状相适应。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程：1、提钻时，用吊环及吊卡提起一柱钻具；
2、从司钻操作箱的一个气动开关上接两根气管线，与行走压力缸的下进气管快速接头26、行走压力缸的上进气管快速接头28连接，接通气源，万向行走轮21着地，将该钻井卡盘推至井口，使钻具3处于该钻井卡盘的中心，从活门2下方插入刮泥器，放入锁紧销，关闭活门2，关闭气源，该钻井卡盘坐于转盘面上；
3、拆卸快速接头，并且安装在升降压力缸的下进气管快速接头25、升降压力缸的上进气管快速接头27上；
4、安装与钻具3直径相同的内卡瓦片4，旋转气门开关，下放吊卡，卡住钻具3；
5、使用液气大钳，卸扣，并且将钻具3提至钻杆盒，打开钻具3上面的吊卡，下放游动滑车，用吊卡扣住井口钻具3，升起吊卡，上提钻具3，刮泥器自动将钻具3表面的泥浆刮入井内；
6、提出一柱钻具3后，重复上述步骤，即可陆续提出多柱钻具3；
7、刮泥器安装时，需要握住刮泥器夹紧钳32，缩小扇形骨架的宽度，便于进入。当刮泥器前端进入卡盘底座17的环形槽后，会自动向内收缩，围住钻具3，刮泥浆。安装到位后，松开夹紧钳32，扇形骨架与环形槽吻合，形成支撑，不易脱落，再将锁紧板33上的孔推至锁紧孔，插入锁紧销，刮泥器便可形成固定的整体。