一种多功能井口管材安全悬挂装置及管材悬挂方法与流程

1.本发明涉及管道安装设备技术领域，特别是涉及一种多功能井口管材安全悬挂装置及管材悬挂方法。


背景技术：

2.在成井的过程中，不可避免的需要下入类似于风管，注浆管，油管之类的小直径管材，在钻探钻井过程中，大于四寸直径的管材一般采用吊卡或垫叉的方法使管材放在转台上，由于直径较大，吊卡与垫叉是安全可靠的。
3.发明人发现，对于直径较小（小于三寸）的管材，由于直径小，无法在接箍上加工缺口，接箍与管材的直径差较小，需加工小垫叉垫在接箍下的小台阶上，由于上卸丝扣使管子移动，管材会沿小垫叉的缺口移动，当移动量大的时候，安全系数非常低，极易出现跑管事故，需时刻注意跑管问题，施工效率低；且对于一寸（外径25.4mm）到三寸（外径75mm）左右的管材，由于尺寸较小，更没有相同尺寸的吊卡，悬挂、下放难度大、安全性差。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多功能井口管材安全悬挂装置及管材悬挂方法，利用承托板支撑接箍，从而实现管材的悬挂，无需对管材/接箍进行加工，限位框的设置限制了承托板的移动，避免了两承托板之间间隙扩大，降低了管材坠落的风险，解决了现有小径管材悬挂难度大、安全性差的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：第一方面，本发明提供了一种多功能井口管材安全悬挂装置，包括中部位置允许管材穿过的支撑机构、转动设置在支撑机构上的承托机构以及固定设置在支撑机构上的限位框，所述承托机构为左右开启结构，由两个相对设置的承托板组成，每个承托板上均设有一个半圆形的孔洞以在承托机构关闭时组合形成允许管材穿过的圆形孔洞，所述圆形孔洞的直径大于管材且小于接箍的直径，所述限位框设置在承托机构的上下两侧且与承托机构的侧边接触。
6.作为进一步的实现方式，所述承托机构的中间位置的上表面处可拆卸安装有一个圆环形的补芯，补芯由两个半圆环形的补芯单元组成，每个补芯单元对应连接一个承托板。
7.作为进一步的实现方式，两个所述补芯单元对接位置处的上部紧密接触，两个补芯单元对接位置处的下部之间具有间隙。
8.作为进一步的实现方式，所述补芯的中间位置处的圆孔直径与对应管材的外径相同。
9.作为进一步的实现方式，所述支撑机构由框架结构的底座以及固定设置在底座顶部的支撑板组成，支撑板的中间位置处设有允许管材穿过的孔洞，所述承托板转动设置在支撑板的上表面，承托机构上圆形孔洞的尺寸小于支撑板上的孔洞且二者之间同轴设置。
10.作为进一步的实现方式，所述支撑板上固定设有转轴座，所述承托板通过转轴与
转轴座转动连接，转轴、转轴座以及限位框围合在承托机构的周侧。
11.作为进一步的实现方式，所述承托板的上侧边固定设有一个限位杆，下侧边固定设有一个手柄，所述限位框上开设有允许限位杆、手柄放入的限位槽。
12.作为进一步的实现方式，所述手柄的长度大于限位槽，手柄上设有防滑结构。
13.第二方面，本发明提供了一种管材悬挂方法，具体如下：根据管材选择对应尺寸的补芯，组装管材安全悬挂装置并固定安装在钻台上，使得管材安全悬挂装置的中心线与钻孔的中心线重合；打开承托板以露出井口，吊起第一根管材，使得第一根管材竖向穿过支撑板中间位置处的孔洞并下放设定距离，然后关闭承托板并继续下放管材直至接箍的下端与补芯的上表面接触；提起第二根管材并与第一根管材连接，上提井内的管材并打开承托板，承托板打开后将连接好的两根管材下放至钻孔内，当下放设定距离后，关闭承托板并继续下放管材直至接箍的下端与补芯的上表面接触；重复操作，将多根管材依次下放到钻孔内。
14.作为进一步的实现方式，补芯的更换不在井口处进行。
15.上述本发明的有益效果如下：（1）本发明利用承托板支撑接箍，从而实现管材的悬挂，方便了管材的悬挂，且无需对管材/接箍进行加工，降低了加工难度，限位框的设置限制了承托板的移动，避免了两承托板之间间隙扩大，降低了管材坠落的风险。
16.（2）本发明承托板上设置了限位杆和手柄，限位框上开设有与限位杆、手柄配合的限位槽，可在限位杆、手柄与对应限位槽的配合下限制承托板的左右移动，配合上下两侧的限位框对承托板上下移动的限制，有效避免了承托板在受力的情况下出现位移，保证了管材夹持的牢固性，大大提高了安全性。
17.（3）本发明支撑板扩大了底座与承托板之间的接触面积，承托板会将井口管材的重量依次传递给支撑板、底座，进而通过底座进行力的传递，承托板的转轴不作为受力部件，不会因受力而发生转轴弯曲、磨损或折断等问题，避免了夹紧部位间隙的扩大，降低了管材坠落的风险。
18.（4）本发明补芯的设置提高了悬挂装置的适应能力，两个补芯单元对接位置处的下部之间具有间隙，在启闭时两个补芯单元的下部不会发生碰撞接触，大大提高了承托板的旋转顺畅度。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种多功能井口管材安全悬挂装置的工作状态结构示意图（未安装补芯）；图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种多功能井口管材安全悬挂装置的开启状态结构示意图；图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种多功能井口管材安全悬挂装置的关
闭状态结构俯视示意图；图4是本发明根据一个或多个实施方式的承托板与补芯组装的结构示意图；图5是本发明根据一个或多个实施方式的承托板与补芯组装结构的爆炸结构示意图；图6是本发明根据一个或多个实施方式的一种多功能井口管材安全悬挂装置的开启状态主视结构示意图（未显示补芯）；图7是本发明根据一个或多个实施方式的补芯的主视结构示意图；图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；其中，1、接箍；2、台阶；3、管材；4、限位槽；5、限位框；6、第一承托板；7、第一转轴座；8、第一转轴；9、底座；10、第二转轴；11、第二承托板；12、螺孔；13、第二转轴座；14、手柄；15、螺栓；16、补芯；17、支撑板；18、限位杆；19、间隙。
具体实施方式
21.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
22.正如背景技术所介绍的，对于直径较小（小于三寸）的管材，由于直径小，无法在接箍上加工缺口，接箍与管材的直径差较小，需直接加工小垫叉垫在接箍下的小台阶上，由于上卸丝扣使管子移动，管材会沿缺口移动，当移动量大的时候，安全系数非常低，极易出现跑管事故，需时刻注意跑管问题，效率也较低；且对于一寸到三寸左右的管材，由于尺寸较小，更没有相同尺寸的吊卡，悬挂、下放难度大、安全性差的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种多功能井口管材安全悬挂装置及管材悬挂方法。
23.实施例1本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提出一种多功能井口管材安全悬挂装置，包括，支撑机构、承托机构以及限位框5。
24.其中，支撑机构由底座9以及支撑板17组成，支撑板17通过焊接或一体成型的方式固定设置在底座9的顶部，底座9与支撑板17共同组合形成用于管材悬挂支撑的主要受力部件。
25.支撑机构中间位置处允许管材3穿过，具体的，支撑板17的中间位置处开设有允许管材3穿过的孔洞，底座9为框架结构，底座9的中间位置具有允许管材3通过的空间。
26.承托机构和限位框5均设置在支撑板17的上表面上，承托机构由两个承托板组成，分别为第一承托板6和第二承托板11，第一承托板6和第二承托板11均通过支撑板17进行支撑，第一承托板6和第二承托板11结构相同，二者相对设置共同组合形成左右开合的开启门结构，第一承托板6和第二承托板11位于支撑板17孔洞处，以利用承托板对管材3进行支撑，使得管材3可竖向穿过支撑板17、底座9。
27.具体的，第一承托板6远离第二承托板11的一侧通过第一转轴8与固定设置在支撑板17上的第一转轴座7转动连接；第二承托板11远离第一承托板6的一侧通过第二转轴10与固定设置在支撑板17上的第二转轴座13转动连接。
28.第一承托板6和第二承托板11上均设有一个半圆形的孔洞，第一承托板6与第二承
托板11上的半圆形孔洞配合形成圆形的孔洞，以允许管材3穿过，该圆形孔洞与支撑板17上的孔洞同轴设置，圆形孔洞的尺寸小于支撑板17上的孔洞。
29.限位框5通过焊接等方式固定设置在支撑板17的上表面，限位框5设置在承托板的上下两侧且与承托板的侧边接触，第一转轴8、第一转轴座7、第二转轴10、第二转轴座13以及限位框5围合在承托机构的周侧，从而限制两个承托板的位置，避免其发生位置的移动。
30.第一承托板6和第二承托板11的上侧边上均固定设有一个限位杆18，第一承托板6和第二承托板11的下侧边上均固定设有一个手柄14，对应的限位框5上开设有允许限位杆18、手柄14放入的限位槽4，从而可在限位杆18、手柄14与对应限位槽4的配合下限制承托板的左右移动，配合上下两侧的限位框5对承托板上下移动的限制，有效避免了承托板在受力的情况下出现位移，保证了管材3夹持的牢固性，大大提高了安全性。
31.其中，手柄14的长度大于限位槽4，从而手柄14可从限位槽4向外伸出，以便于操作人员手握手柄14操控对应承托板的启闭，手柄14上设有防滑槽或是橡胶套等防滑结构，以提高其防滑能力。
32.底座9为槽钢组焊结构，支撑板17扩大了底座9与承托板之间的接触面积，承托板会将井口管材的重量依次传递给支撑板17、底座9，进而通过底座9进行力的传递，承托板的转轴不作为受力部件，不会因受力而发生转轴弯曲、磨损或折断等问题，避免了夹紧部位间隙的扩大，降低了管材坠落的风险。
33.如图1所示，管材3的顶端安装有直径大于管材3的接箍1，接箍1与管材3之间形成台阶2，第一承托板6与第二承托板11配合形成的圆形孔洞的直径大于管材3且小于接箍1的直径，从而可允许管材3穿过第一承托板6与第二承托板11组成的圆形孔洞，同时利用承托板对接箍1进行支撑，使得接箍1放置在承托板上，最终实现管材3的悬挂支撑。
34.可以理解的是，本实施例中第一承托板6与第二承托板11配合形成的圆形孔洞的直径大于三寸管材3的外径，最优为第一承托板6与第二承托板11配合形成的圆形孔洞直径大于100mm，进而可允许各类小口径（小于三寸）的管材3的安装使用。
35.为了提高适应能力，还设置了补芯16，如图4-图5所示，补芯16整体为圆环结构，补芯16由两个半圆环形的补芯单元组成，两个补芯单元相对设置，每个补芯单元对应连接一个承托板。
36.承托板的半圆形孔洞的周侧均匀设有若干具有内螺纹的螺孔12，补芯单元上设有与螺孔12一一对应的安装孔，从而可利用螺栓15将补芯单元固定设置在对应承托板的上表面上。
37.由于补芯16与承托板之间为可拆卸连接，因此，可根据管材3的实际外径对补芯16进行选择，以使得补芯16中间位置处的圆孔直径与对应管材3的外径相同，以限制管材3的左右晃动，避免孔内落物的发生，补芯16的设置大大提高了悬挂装置的适应能力。
38.由于补芯16的设置增加了承托板对应侧边的厚度，为了避免补芯16对第一承托板6、第二承托板11启闭顺畅度的影响，在补芯16中间位置处的下部留有0.1-5mm的间隙19，具体的，两个补芯单元对接位置处的上部紧密接触，两个补芯单元对接位置处的下部之间具有0.1-5mm的间隙19，在启闭时两个补芯单元的下部不会发生碰撞接触，以使得承托板的旋转更加顺畅。
39.由于本实施例中的管材安全悬挂装置所针对的管材3外径较小，因此，承托板的尺
寸相对较小，装置整体尺寸较小，使用便捷、省力。
40.实施例2本发明的一种典型的实施方式中，提出一种管材悬挂方法，具体如下：首先根据管材3的实际外径选择对应尺寸的补芯16，组装管材安全悬挂装置，将组装好的管材安全悬挂装置放置在钻台上，使得管材安全悬挂装置的中心线与钻孔的中心线重合，利用栓接或点焊的方式将管材安全悬挂装置固定，使得承托板上的手柄14处于井口操作人员便于操作的位置处；打开第一承托板6、第二承托板11以露出井口，用绞车吊起第一根管材，使得第一根管材竖向穿过支撑板17中间位置处的孔洞并伸入至井口内，下放第一根管材直至管材的上端距离补芯16的上表面300mm时，关闭承托板并继续下放管材直至接箍1的下端与补芯16的上表面接触，此时卸开提引装置，准备连接第二根管材；提起第二根管材，用管钳或自由钳连接好第一与第二根管材；上提井内的管材，井口工作人员在看到第一根管材接箍1上移的时候，顺势打开承托板，承托板打开后绞车操作人员便可以将连接好的两根管材下放至钻孔内，当接箍1的下端距离补芯16上表面300mm左右时，关闭承托板并继续下放直至接箍1的下端与补芯16的上表面接触，重复上面所描述的操作，以不断的将多根管材一根一根依次的下入钻孔内。
41.需要注意的是，备用补芯16的更换、安装不能在井口处进行，以防止螺栓15等小物件掉入钻孔内，更换的补芯16内孔尺寸应与待下的管材配合好，螺栓15使用强度高的螺栓；承托板的转动部位应加注润滑油，手柄14、限位板18与限位槽4处要保持清洁，以保证承托板关闭时处于水平状态。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，包括中部位置允许管材穿过的支撑机构、转动设置在支撑机构上的承托机构以及固定设置在支撑机构上的限位框，所述承托机构为左右开启结构，由两个相对设置的承托板组成，每个承托板上均设有一个半圆形的孔洞以在承托机构关闭时组合形成允许管材穿过的圆形孔洞，所述圆形孔洞的直径大于管材且小于接箍的直径，所述限位框设置在承托机构的上下两侧且与承托机构的侧边接触。2.根据权利要求1所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，所述承托机构的中间位置的上表面处可拆卸安装有一个圆环形的补芯，补芯由两个半圆环形的补芯单元组成，每个补芯单元对应连接一个承托板。3.根据权利要求2所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，两个所述补芯单元对接位置处的上部紧密接触，两个补芯单元对接位置处的下部之间具有间隙。4.根据权利要求2所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，所述补芯的中间位置处的圆孔直径与对应管材的外径相同。5.根据权利要求1所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，所述支撑机构由框架结构的底座以及固定设置在底座顶部的支撑板组成，支撑板的中间位置处设有允许管材穿过的孔洞，所述承托板转动设置在支撑板的上表面，承托机构上圆形孔洞的尺寸小于支撑板上的孔洞且二者之间同轴设置。6.根据权利要求5所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，所述支撑板上固定设有转轴座，所述承托板通过转轴与转轴座转动连接，转轴、转轴座以及限位框围合在承托机构的周侧。7.根据权利要求1所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，所述承托板的上侧边固定设有一个限位杆，下侧边固定设有一个手柄，所述限位框上开设有允许限位杆、手柄放入的限位槽。8.根据权利要求7所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，所述手柄的长度大于限位槽，手柄上设有防滑结构。9.一种管材悬挂方法，利用了如权利要求1-8中任一项所述的一种多功能井口管材安全悬挂装置，其特征在于，具体如下：根据管材选择对应尺寸的补芯，组装管材安全悬挂装置并固定安装在钻台上，使得管材安全悬挂装置的中心线与钻孔的中心线重合；打开承托板以露出井口，吊起第一根管材，使得第一根管材竖向穿过支撑板中间位置处的孔洞并下放设定距离，然后关闭承托板并继续下放管材直至接箍的下端与补芯的上表面接触；提起第二根管材并与第一根管材连接，上提井内的管材并打开承托板，承托板打开后将连接好的两根管材下放至钻孔内，当下放设定距离后，关闭承托板并继续下放管材直至接箍的下端与补芯的上表面接触；重复操作，将多根管材依次下放到钻孔内。10.根据权利要求9所述的一种管材悬挂方法，其特征在于，补芯的更换不在井口处进行。

技术总结
本发明公开了一种多功能井口管材安全悬挂装置及管材悬挂方法，涉及管道安装设备技术领域，解决了现有小径管材悬挂难度大、安全性差的问题，方便了悬挂、降低了加工难度及管材坠落风险，具体方案如下：包括中部位置允许管材穿过的支撑机构、转动设置在支撑机构上的承托机构以及固定设置在支撑机构上的限位框，所述承托机构为左右开启结构，由两个相对设置的承托板组成，每个承托板上均设有一个半圆形的孔洞以在承托机构关闭时组合形成允许管材穿过的圆形孔洞，所述圆形孔洞的直径大于管材且小于接箍的直径，所述限位框设置在承托机构的上下两侧且与承托机构的侧边接触。上下两侧且与承托机构的侧边接触。上下两侧且与承托机构的侧边接触。


技术研发人员：肖军 张晴 张强 张瑞鹏 颜丙生 张小虎 于晓阳 蒋杰 蒋磊
受保护的技术使用者：山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队（山东省地矿工程勘察院）
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/8/1