一种井口钻具预卸扣装置的制作方法

1.本发明涉及钻井设备技术领域，尤其涉及一种井口钻具预卸扣装置。


背景技术：

2.在油井钻井作业中需将多个钻杆依次连接钻入井中，相邻的两个钻杆是通过螺纹拧紧连接的。在钻具拆卸过程中因顶部驱动钻井系统无法直接对扣紧的钻具进行卸扣，所以需要先对钻杆进行预卸扣操作，然后再通过顶部驱动钻井系统完成后续整体卸扣动作。
3.目前钻具拆卸过程中大多是通过人工操作b型大钳配合外部动力装置来实现钻具的预卸扣动作的，b型大钳的使用操作较为繁琐，需2到3人同时操作两个b型大钳才能完成，人工操作效率低，影响钻具卸扣整体效率，同时b型大钳与外部动力装置一般通过钢丝绳连接，在操作过程中影响操作便捷性且存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中由于现有井口钻井卸扣过程中操作繁琐，造成的卸扣效率低和安全性差的问题，而提出的一种井口钻具预卸扣装置，具有提高卸扣效率和施工安全性的效果。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种井口钻具预卸扣装置，包括：固定箱体和转动箱体，所述固定箱体与转动箱体通过转筒连接，所述固定箱体的底板和转动箱体的顶板上均设有供钻杆穿入的通孔，所述转筒分别与固定箱体、转动箱体连通，且与所述通孔同轴设置，所述转筒的一端转动安装在固定箱体上，所述转动箱体固定安装在转筒的另一端，所述固定箱体和转动箱体上均设置有用于锁紧钻杆的锁紧机构；
7.所述锁紧机构包括：两组锁紧液压缸，两组所述锁紧液压缸分别对称设置在对应箱体的两个不相邻的侧壁上，所述锁紧液压缸的活动端设置在对应箱体内部，所述锁紧液压缸的活动端远离缸体的一端固定安装有锁紧卡块；
8.用于驱动所述转动箱体转动的驱动机构，包括：动力臂、摆动液压缸和用于安装所述摆动液压缸的固定座，所述动力臂的一端固定安装在转动箱体的外壁上，所述固定座固定安装在固定箱体的外壁上，所述动力臂与固定座分别设置在与对应锁紧液压缸相邻的箱体侧壁上，所述摆动液压缸的缸体与固定座铰接，所述摆动液压缸的连杆与动力臂铰接。锁紧液压缸与摆动液压缸均与外部液压系统连接。
9.优选地，所述固定箱体的一端侧壁上开设有滑孔，固定卡舌穿过滑孔且与所述滑孔滑动配合，位于固定箱体内部的所述固定卡舌一端设有弧形缺口。
10.优选地，所述固定卡舌位于固定箱体外部的一端设有推拉环。
11.优选地，所述锁紧液压缸通过固定板固定安装在对应箱体侧壁上，所述固定板开设有圆孔，所述锁紧液压缸的连杆端依次穿过固定板和对应箱体侧壁设置在对应箱体内部。
12.优选地，同组所述锁紧卡块相互靠近的一端设有弧形凹槽。
13.优选地，所述弧形凹槽的端面上固定安装有若干凸块。
14.相比现有技术，本发明的有益效果为：
15.本装置通过在固定箱体上转动设置转动箱体，两个箱体同轴设置，并且通过锁紧机构中的锁紧液压缸分别将钻杆连接扣的两端分别抱紧固定，进一步的，通过摆动液压缸的活动端驱动转动箱体转动一定角度，进而带动钻杆连接扣的一端转动相同角度，最终达到对钻杆进行预卸扣的目的，过程中通过外部液压系统分别控制锁紧液压缸和摆动液压缸，即可完成预卸扣动作，有益于降低操作人员的工作强度，同时提高了人为操作的安全性，配合顶部驱动钻井系统完成对钻杆卸扣，有益于提高钻杆卸扣效率。
附图说明
16.图1为本装置的结构示意图；
17.图2为本装置的俯视图；
18.图3为本装置的仰视图。
19.图中：1固定箱体，2转动箱体，3转筒，4锁紧液压缸，5通孔，6固定板，7固定座，8动力臂，9摆动液压缸，10固定卡舌，11推拉环，12锁紧卡块，13弧形凹槽，14凸块，15弧形缺口。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.参照图1-3，一种井口钻具预卸扣装置，包括：固定箱体1和转动箱体2，所述固定箱体1与转动箱体2通过转筒3连接，所述固定箱体1的底板和转动箱体2的顶板上均设有供钻杆穿入的通孔5，所述转筒3分别与固定箱体1、转动箱体2连通，且与所述通孔5同轴设置，所述转筒3的一端转动安装在固定箱体1上，所述转动箱体2固定安装在转筒3的另一端，转筒3的两端为无端盖的中通筒体结构，使用本装置卸扣时，钻杆可贯穿本装置，所述固定箱体1和转动箱体2上均设置有用于锁紧钻杆的锁紧机构，分别夹紧固定螺纹连接扣两侧的钻杆。
22.所述锁紧机构包括：两组锁紧液压缸4，两组所述锁紧液压缸4分别对称设置在对应箱体的两个不相邻的侧壁上，有益于保证两个锁紧液压缸4对钻具的抱夹角度，进而提高本装置对钻具进行预卸扣时的锁紧稳定性，所述锁紧液压缸4的活动端设置在对应箱体内部，所述锁紧液压缸4的活动端远离缸体的一端固定安装有锁紧卡块12，同组的两个锁紧液压缸4活动端带动锁紧卡块12对连接螺纹扣两侧的钻杆进行抱紧或解抱动作，锁紧液压缸4通过固定板6固定安装在对应箱体侧壁上，所述固定板6开设有圆孔，所述锁紧液压缸4的连杆端依次穿过固定板6和对应箱体侧壁设置在对应箱体内部，固定板6有益于提高转动箱体2在转动过程中各个锁紧液压缸4在对应箱体上的稳定性，进而提高锁紧卡块12对钻杆抱夹的稳定性；
23.进一步的，锁紧卡块12相互靠近的一端设有弧形凹槽13，有益于使抱夹过程中锁紧卡块12与钻杆间更加贴合，且弧形凹槽13的端面上固定安装有若干凸块14，凸块14加大
抱紧过程中的相对摩擦力，有益于防止锁紧过程锁紧卡块12与钻杆间发生相对滑动，有益于进一步提高卸扣过程钻杆的相对稳定性。
24.用于驱动所述转动箱体2转动的驱动机构，包括：动力臂、摆动液压缸9和用于安装所述摆动液压缸9的固定座7，所述动力臂的一端固定安装在转动箱体2的外壁上，所述固定座7固定安装在固定箱体1的外壁上，所述动力臂与固定座7分别设置在与对应锁紧液压缸4相邻的箱体侧壁上，所述摆动液压缸9的缸体与固定座7铰接，所述摆动液压缸9的连杆与动力臂铰接，摆动液压缸9的固定端与活动端均与对应结构铰接，避免在摆动液压缸9动作过程中与转动箱体2或固定箱体1间发生卡滞现象，应当注意的是，本装置只完成对钻杆连接扣的预卸扣动作，转动箱体2对应转动一定角度即可，并不要求转动箱体2转动一圈，锁紧液压缸4与摆动液压缸9均与外部液压系统连接在，外部液压系统分别控制锁紧液压缸4和摆动液压缸9，液压系统的控制原理及其结构属于本领域技术人员熟知的技术，在此不做赘述。
25.本发明的工作原理：本装置通过在固定箱体1上转动设置转动箱体2，两个箱体同轴设置，并且通过锁紧机构中的锁紧液压缸4将钻杆连接扣的两端分别抱紧固定，进一步的，通过摆动液压缸9的活动端驱动转动箱体2转动一定角度，进而带动钻杆连接扣的一端转动相同角度，最终达到对钻杆进行预卸扣的目的，过程中通过外部液压系统分别控制锁紧液压缸4和摆动液压缸9，即可完成预卸扣动作，具体的：
26.使用本装置前，先通过修井机的天车将钻具提升至一定高度，使钻具钻杆穿过本装置，然后进一步的，可通过锁紧机构中的各个锁紧液压缸4通过锁紧卡块12将钻具连接扣的两端分别抱紧锁定，其中固定箱体1上的两个锁紧液压缸4用于锁紧固定钻具连接扣相对固定的一端，而转动箱体2上的两个锁紧液压缸4用于锁紧连接扣相对活动的一端，在通过两组锁紧液压缸4分别将待卸扣的钻具两端锁紧固定，进一步的，固定箱体1的一端侧壁上开设有滑孔，固定卡舌10穿过滑孔且与所述滑孔滑动配合，位于固定箱体1内部的所述固定卡舌10一端设有弧形缺口15，固定卡舌10可以对钻具的基准端进行进一步的限位，固定卡舌10位于固定箱体1外部的一端设有推拉环11，当锁紧机构将钻具固定好后，可通过推动推拉环11向固定箱体1内部推动固定卡舌10，固定卡舌10进一步将钻具的基准端限位固定，有益于防止钻具在纵向上发生相对位移，影响预卸扣过程中钻具的稳定性，当钻具通过锁紧机构和固定卡舌10固定好后，可控制外部液压系统启动摆动液压缸9，当摆动液压缸9内压力升高时，摆动液压缸9的活动端连杆通过动力臂8推动转动箱体2转动一定角度，由于转动箱体2上的液压油缸对钻具的限位，将带动钻具连接的两端中对应的一端同向转动，进而使钻具连接扣的两端发生相对转动，最终完成对钻具连接扣的预卸扣操作，过程中采用摆动液压缸9有益于最大程度提高转动箱体2及驱动机构的灵活性，避免各机构联动过程中发生卡滞现象，当转动箱体2转动至移动轨迹的最大角度时，钻具的预卸扣操作完成，最后通过配合井口上方的顶部驱动钻井系统完成钻具的最终卸扣。通过本装置预卸扣过程中实现了液压系统控制，自动化卸扣作业，降低了人工劳动强度，进而避免了人为操作存在的安全隐患的问题，提高了钻具卸扣的整体效率。
27.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种井口钻具预卸扣装置，其特征在于，包括：固定箱体和转动箱体，所述固定箱体与转动箱体通过转筒连接，所述固定箱体的底板和转动箱体的顶板上均设有供钻杆穿入的通孔，所述转筒分别与固定箱体、转动箱体连通，且与所述通孔同轴设置，所述转筒的一端转动安装在固定箱体上，所述转动箱体固定安装在转筒的另一端，所述固定箱体和转动箱体上均设置有用于锁紧钻杆的锁紧机构；所述锁紧机构包括：两组锁紧液压缸，两组所述锁紧液压缸分别对称设置在对应箱体的两个不相邻的侧壁上，所述锁紧液压缸的活动端设置在对应箱体内部，所述锁紧液压缸的活动端远离缸体的一端固定安装有锁紧卡块；用于驱动所述转动箱体转动的驱动机构，包括：动力臂、摆动液压缸和用于安装所述摆动液压缸的固定座，所述动力臂的一端固定安装在转动箱体的外壁上，所述固定座固定安装在固定箱体的外壁上，所述动力臂与固定座分别设置在与对应锁紧液压缸相邻的箱体侧壁上，所述摆动液压缸的缸体与固定座铰接，所述摆动液压缸的连杆与动力臂铰接。2.根据权利要求1所述的一种井口钻具预卸扣装置，其特征在于，所述固定箱体的一端侧壁上开设有滑孔，固定卡舌穿过滑孔且与所述滑孔滑动配合，位于固定箱体内部的所述固定卡舌一端设有弧形缺口。3.根据权利要求2所述的一种井口钻具预卸扣装置，其特征在于，所述固定卡舌位于固定箱体外部的一端设有推拉环。4.根据权利要求3所述的一种井口钻具预卸扣装置，其特征在于，所述锁紧液压缸通过固定板固定安装在对应箱体侧壁上，所述固定板开设有圆孔，所述锁紧液压缸的连杆端依次穿过固定板和对应箱体侧壁设置在对应箱体内部。5.根据权利要求4所述的一种井口钻具预卸扣装置，其特征在于，同组所述锁紧卡块相互靠近的一端设有弧形凹槽。6.根据权利要求5所述的一种井口钻具预卸扣装置，其特征在于，所述弧形凹槽的端面上固定安装有若干凸块。

技术总结
一种井口钻具预卸扣装置，包括：固定箱体和转动箱体，固定箱体与转动箱体通过转筒连接，转筒分别与固定箱体、转动箱体连通，转动箱体固定安装在转筒的另一端，锁紧液压缸的活动端设置在对应箱体内部，固定座固定安装在固定箱体的外壁上，动力臂与固定座分别设置在与对应锁紧液压缸相邻的箱体侧壁上，摆动液压缸的缸体与固定座铰接，摆动液压缸的连杆与动力臂铰接，具有降低操作人员的工作强度，降低人为操作风险，提高卸扣效率的效果。提高卸扣效率的效果。提高卸扣效率的效果。


技术研发人员：高伟哲 陈广博 陈天明
受保护的技术使用者：吉林石油装备技术工程服务有限公司
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/10/15