一种新型钻具旋扣装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110424909A(43)申请公布日2019.11.08(21)申请号201910530491.3(22)申请日2019.06.19(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人王治刚王宇孙友宏田烈宇陆敬安刘树华孙鑫(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人朱世林(51)Int.Cl.E21B19/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种新型钻具旋扣装置(57)摘要本发明属于石油工程领域，提供一种新型旋扣装置，主要包括箱体、支架、连杆、驱动马达、充气旋扣橡胶轮、夹紧油缸、推动式液压缸、绞车和电动机；电动机驱动绞车收放钢丝绳来控制支架的升降；夹紧油缸推动充气旋扣橡胶轮夹紧钻具，驱动马达使三个充气旋扣橡胶轮沿同一方向自转，以实现螺纹连接的上卸扣。该旋扣装置的夹紧部件采用的是充气旋扣橡胶轮，变形适应能力强，可在钻具微斜状态下无损拧卸螺纹；指定的旋扣橡胶轮纹理有极好的防滑效果，既清洁了钻具表面泥浆，又提供可靠的摩擦力抱紧钻具；通过绞车控制前端支架的升降，工作时升至高位，停用时降至地面，有效防止旋扣装置因长时间偏重所导致的内部结构破坏。CN110424909ACN110424909A权利要求书1/1页1.一种新型钻具旋扣装置，包括：箱体和支架，其特征在于，所述箱体后端与推动式液压缸相连，箱体前端一侧内部为空腔，所述支架嵌于箱体空腔内，所述箱体上部固定安装有绞车，所述箱体底部设有导轨，所述箱体和支架由推动式液压缸驱动作前后移动，所述嵌于箱体空腔内的支架通过钢丝绳与绞车连接，绞车由电动机驱动使支架在箱体空腔内上下移动，所述支架前端通过夹紧油缸驱动充气旋扣橡胶轮夹紧或松开钻具，并通过驱动马达驱动充气旋扣橡胶轮旋转拧卸钻具。2.根据权利要求1所述的一种新型钻具旋扣装置，其特征在于，所述支架嵌入箱体内部分为立方实体和两块呈60°角的板状结构组成，另一部分分别与一根连杆和两个夹紧油缸相连，两部分支架的质量接近。3.根据权利要求1或2所述的一种新型钻具旋扣装置，其特征在于，所述连杆为三个，其中一个直接与支架后端相连，另两个分别通过夹紧油缸固定在支架前端，三个连杆纵轴线两两之间呈120°夹角，所述连杆均由单杆和双杆组成，双杠部分与驱动马达连接。4.根据权利要求3所述的一种新型钻具旋扣装置，其特征在于，所述充气旋扣橡胶轮旋转由驱动马达驱动，当夹紧油缸工作时，通过连杆推动驱动马达，并带动充气旋扣橡胶轮夹紧或松开钻具，所述驱动马达固定于充气旋扣橡胶轮中心，通电后，驱动马达带动外部的充气旋扣橡胶轮绕轴线自转，通过自转方向的不同控制钻具拧卸。5.根据权利要求3所述的一种新型钻具旋扣装置，其特征在于，所述充气旋扣橡胶轮外缘表面设有防滑花纹，包括多条纵向沟槽和连通纵向沟槽的横向沟槽，所述纵向沟槽较横向沟槽宽而深，用于流进沟槽中的泥浆在离心力的作用下甩出；与纵向沟槽连通的横向沟槽将水膜打散，促进泥浆在纵向沟槽中的流动；两条纵向沟槽之间交叉布置的横向沟槽形成的弹性花纹块与钻具充分接触，并排开泥浆；与弹性花纹块相邻的引流花纹块引导泥浆的流向，将泥浆导入纵向沟槽；所述引流花纹块两侧的胎肩花纹块能提供较好的摩擦力，防止打滑。2CN110424909A说明书1/3页一种新型钻具旋扣装置技术领域[0001]本发明属于石油工程领域，涉及一种用于钻具拧卸的旋扣装置。背景技术[0002]在石油钻井钻具安装、拆卸过程中，通常需要借助相应设备来拧卸。对于小尺寸的钻具来说，由于所需预紧力较小，可用管钳、扳手等工具通过人力进行螺纹拧卸；但是对于尺寸和重量较大的钻具，人力往往无法满足其预紧要求，需要利用铁钻工等自动化、大扭矩的装置进行螺纹的拧卸。以铁钻工为例，在上扣时先用背钳固定住下部钻具，再用旋扣钳快速拧上螺纹，最后用冲扣钳螺纹拧紧，提供预紧力；卸扣时同样先用背钳固定住下部钻具，再用冲扣钳拧松螺纹的第一扣，最后用旋扣钳快速卸下钻具。在实际钻探工程中，这种自动化的钻杆拧卸装置大大降低了工人的劳动强度，有效避免了工人操作过程中可能发生的危险，同时提高了工作效率。但是，由于惯性力和风载的作用，钻具可能处于微倾斜状态，造成钻具中心偏离了旋扣装置的工作中心。在大扭矩的作用下，钻具和旋扣装置都会受到一定的损伤，随着损伤的不断累积，可能会造成钻具折断和旋扣装置失灵的事故发生。此外，现有的旋扣装置一般都是从主体上方伸出一部分进行螺纹拧卸，由于旋扣件质量较大，且整体重心前倾，随着时间的累积导致旋扣装置内部结构发生破坏。发明内容[0003]本发明的目的是：提供一种新型钻具旋扣装置，该旋扣装置能在不损伤自身与钻具的前提下，对微倾斜状态下的钻具进行