井口卡柱器.pdf

本发明涉及钻井作业中起下管柱使用的井口卡柱器。其技术方案是：由两个通过长铰轴18铰链的座体4组成的底座壳体，每个座体4内设有两组楔体3，每个楔体3的上方分别通过连杆12与对应的上体8连接，同时两个上体8向下与两个动力缸的活塞杆6连接，动力缸包括壳体7、活塞14、活塞杆6和管线、控制阀组成，其特征是：两个动力缸的壳体7分别设置在两个楔体3之间的夹角内，并位于两个座体4上内圆锥面5和下内圆锥面1的范围内，其轴线与钻柱11平行。本发明的每个座体内设置有一个动力缸，并且动力缸设置在两个楔体之间的座体内，这样可以大大缩小井口卡柱器的外形体积，满足各种孔径的井口作业要求。

1、  一种井口卡柱器，由两个通过长铰轴(18)铰链的座体(4)组成的底座壳体，每个座体(4)内设有两组楔体(3)，每个楔体(3)的上方分别通过连杆(12)与对应的上体(8)连接，同时两个上体(8)向下与两个动力缸的活塞杆(6)连接，动力缸包括壳体(7)、活塞(14)、活塞杆(6)和管线、控制阀组成，其特征是：两个动力缸的壳体(7)分别设置在两个楔体(3)之间的夹角内，并位于两个座体(4)上内圆锥面5和下内圆锥面(1)的范围内，其轴线与钻柱(11)平行。

2、  根据权利要求1所述的井口卡柱器，其特征是：在座体(4)的内腔下部安装有防磨套(2)，在活塞杆(6)上部与动力缸壳体(7)的结合部设有导向套(15)，在动力缸壳体(7)的下部进排口处装有快排阀(13)。

3、  根据权利要求1或2所述的井口卡柱器，其特征是：两个座体(4)的铰链轴设有牙嵌付(17)相互对合后通过长铰轴(18)铰链，两个上体(8)的铰链轴设有同步牙嵌付(10)并通过短铰轴(9)相互铰链，短铰轴(9)与长铰轴(18)同轴线。

4、  根据权利要求1或2所述的井口卡柱器，其特征是：动力缸的壳体(7)可以是单独的壳体，也可以与座体(4)为一体设计，活塞杆(6)与上体(8)之间通过固定盘(16)连接。

井口卡柱器
一、技术领域：本发明涉及钻井作业中起下管柱使用的井口卡柱器。
二、背景技术：本申请人于2002年1月28日申请的<动力卡瓦>(专利号02212500.0)于2003年4月2日公开。该井口卡柱器主要组成是包括动力缸、大瓦、拉杆、卡瓦、衬套和连接盘组成，主要改进包括：在大瓦上轴向增设了导向杆，在动力缸的一侧增设了单向阀和快排阀。该专利技术解决了传统井口卡柱器分体设计、导向不好、动力缸缺少必要的安全控制措施。但是在实际应用过程中仍存在如下问题：由于动力缸设置在大瓦的内圆锥面以外，增加了井口卡柱器的体积，对于转盘内孔尺寸较小及使用台阶式楔体的情况下井口卡柱器的结构设计就不能实现；在井口卡柱器使用过程中不可避免地出现钻杆下放速度失控，从而出现向下挤压、碰撞井口卡柱器上体的情况，使动力缸和管路内快速产生超高压，管路或或外围部件容易受损，从而埋下安全隐患。
三、发明内容：本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种更加安全可靠的井口卡柱器。
其技术方案是：由两个通过长铰轴18铰链的座体4组成的底座壳体，每个座体4内设有两组楔体3，每个楔体3的上方分别通过连杆12与对应的上体8连接，同时两个上体8向下与两个动力缸的活塞杆6连接，动力缸包括壳体7、活塞14、活塞杆6和管线、控制阀组成，其特征是：两个动力缸地壳体7分别设置在两个楔体3之间的夹角内，并位于两个座体4上内圆锥面5和下内圆锥面1的范围内，其轴线与钻柱11平行。上述方案还包括：在座体4的内腔下部安装有防磨套2，在活塞杆6上部与动力缸壳体7的结合部设有导向套15，在动力缸壳体7的下部进排口处装有快排阀13。两个座体4的铰链轴设有牙嵌付17相互对合后通过长铰轴18铰链，两个上体8的铰链轴设有同步牙嵌付10并通过短铰轴9相互铰链，短铰轴9与长铰轴18同轴线。动力缸的壳体7可以是单独的壳体，也可以与座体4为一体设计，活塞杆6与上体8之间通过固定盘16连接。
本发明的效果包括：1、每个座体内设置有一个动力缸，并且动力缸设置在两个楔体之间的座体内，这样可以大大缩小井口卡柱器的外形体积，满足各种孔径的井口作业要求；2、活塞杆上部设有导向套，同时具有导向作用；3、上体和座体之间的铰链通过牙嵌付和铰轴连接，保证了两部分运行的同步性；4、动力缸设置的快排阀在管线和活塞下腔压力过高时，快速打开，压力下降后又能快速恢复正常工作，起到很好的保护作用。
四、附图说明：图1是本发明的俯视结构图；图2是图1中卡紧状态的A-A剖视图；图3是图1中的B-B剖视图；图4是图1中释放状态的A-A剖视图。
五、具体实施例：
参照附图1，在钻井施工中，井口卡柱器通过其两个座体4所组成的外圆或外方装入转盘孔内。参照附图3，两个座体4通过长铰轴18和座体牙嵌付17相互约束并铰接组成井口卡柱器的底座壳体。参照附图2和4，每个座体4内设置有动力缸一只，其轴线与钻柱11平行，完全位于两只楔体3之间，同时装置在座体4的上内圆锥面5和下内圆锥面1的范围内。动力缸壳体7与座体4可以是一体设计，也可以互为独立体。动力缸内装有活塞14、活塞杆6和较长的导向套15，这样活塞杆6同时起导向作用。活塞杆6上端设有固定盘16，通过固定盘16使活塞6与上体8相固定。每个上体8通过两只连杆12分别连接着两只楔体3，
楔体可以是单楔体，也可以是台阶式的多楔体结构，本图是双楔体结构。当活塞14上行时，通过活塞杆6、固定盘16、上体8及连杆12将楔体3提升并离开钻柱11；当活塞下行时，迫使楔体3沿座体4的上内圆锥面5和下内圆锥面1下行，楔体3卡紧钻柱11。在两个上体8对合部的一端分别设有同步牙嵌付10，并通过短铰轴9铰链，以约束上体8绕活塞杆6轴线的自由度和实现四个楔体3的同步及最大楔紧力。另外座体4内腔下部还装有防磨套2，以承受钻柱11对座体的碰撞磨损，保护座体的内圆锥面完好。动力缸的进出口处安装有快排阀13，当活塞下腔内的压力超过管路内压力的瞬间快速打开，保护管路和外围部件不受损害，当压力下降后系统立即恢复正常工作。