專利名稱：一種井口吊卡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田修井作業(yè)設(shè)備，具體地說(shuō)是一種油田修井操作機(jī) 用的井口吊卡裝置。
技術(shù)背景油管吊卡是油田修井作業(yè)的必備工具。在實(shí)施修井作業(yè)時(shí)，上提 油管管柱必須用油管吊卡，而下放油管時(shí)也必須用油管吊卡。目前， 現(xiàn)場(chǎng)使用的油管吊卡裝置多釆用對(duì)開式結(jié)構(gòu)，使用起來(lái)既不方便也不 安全，尤其是在上提油管作業(yè)時(shí)， 一旦發(fā)生崩扣，插銷極易損壞，此 時(shí)吊環(huán)若彈出則極易造成人員傷害事故。同樣，抽油桿吊卡是油田修井作業(yè)過程中上提和下放抽油桿的專 用工具。目前現(xiàn)場(chǎng)使用的抽油桿吊卡裝置均為前后舌組合的舌簧自鎖 式吊卡，在正常情況下其應(yīng)用狀況尚可，但當(dāng)上提作業(yè)過程中抽油桿 上的原油、瀝青等污物附著量較多時(shí)，前舌中舌簧可能會(huì)失效，此時(shí)極易造成抽油桿脫落，以致造成安全事故；或者，在抽油桿遇阻的情 況下，則無(wú)法進(jìn)行解卡施工，影響修井作業(yè)的正常順利進(jìn)行。綜上所述，目前油田修井作業(yè)時(shí)，油管吊卡和抽油桿吊卡是分開 專用的，油管吊卡只能用于油管的上提和下放，抽油管吊卡只能用于 抽油桿的上提和下放，而且對(duì)于不同尺寸的油管或抽油桿就必須預(yù)備 相應(yīng)的吊卡，這為修井作業(yè)過程的保障帶來(lái)了很大的壓力；同時(shí)，無(wú) 論是現(xiàn)有的油管吊卡裝置還是現(xiàn)有的抽油桿吊卡裝置，在工作時(shí)都需 要人工操作，即需要人工開卡或鎖卡，這就為修井過程安全性埋下了 隱患。隨著氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)降低修井作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度的迫切 需求， 一種氣動(dòng)的吊卡裝置開始被使用。但這種氣動(dòng)吊卡裝置需要外 接氣源，吊卡與氣源之間也需要用很長(zhǎng)的輸氣管道連接，不利于安全 生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠自動(dòng) 完成開卡鎖卡的油田修井操作機(jī)用的井口吊卡裝置。本發(fā)明的又 一 目的在于提供 一 種油管和抽油桿通用的油田修井 操作機(jī)用的井口吊卡裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括殼體、兩組推桿、卡爪及定位鉤，卡爪可復(fù)位地鉸接 于殼體上，在卡爪上設(shè)有卡爪滑塊，定位鉤可復(fù)位地鉸接于殼體上并 位于卡爪滑塊的上方；兩組推桿分別設(shè)置于卡爪及定位鉤外側(cè)的殼體 上。其中所述卡爪為兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置，每個(gè)卡爪上均設(shè)有卡爪滑塊;所述定位鉤為兩個(gè)，分別設(shè)置于兩個(gè)卡爪滑塊的上方；所述兩組推桿 上下設(shè)置，每組有兩個(gè)，對(duì)稱安裝在殼體的兩側(cè)臂上，位于上方的兩 個(gè)第一推桿設(shè)置在定位鉤外側(cè)的殼體側(cè)臂上，位于下方的兩個(gè)第二推 桿設(shè)置在卡爪外側(cè)的殼體側(cè)臂上；卡爪通過第一軸安裝在殼體內(nèi)，第 一軸的兩端均設(shè)有使卡爪復(fù)位的卡爪扭簧；定位鉤通過第二軸安裝在 殼體內(nèi)，第二軸的兩端均設(shè)有使定位鉤復(fù)位的定位鉤扭簧；在殼體上 設(shè)有外殼，推桿的一端容置于外殼內(nèi)，另一端插入殼體側(cè)臂上的通孔 內(nèi)，在推桿位于外殼的桿身上設(shè)有彈簧；在卡爪上安裝有可拆卸的卡 爪卡頭。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)安全性高。本發(fā)明吊卡裝置本身不攜帶動(dòng)力 源，它的開啟和關(guān)閉需要外界開、鎖卡器配合來(lái)完成，這樣不僅可以 大大簡(jiǎn)化吊卡裝置的結(jié)構(gòu)，還取消了氣動(dòng)吊卡上與吊卡一起運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng) 氣管，減少了事故隱患，有利于油田的安全生產(chǎn)。2. 自動(dòng)化程度高。本發(fā)明在兩側(cè)設(shè)計(jì)了兩組推桿，在外部開、鎖卡器的推動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開卡、鎖卡。3. 通用性強(qiáng)。本發(fā)明改變了目前油管吊卡和抽油桿吊卡分開、 專用的局面，通過不同規(guī)格卡爪卡頭的快速更換，即可實(shí)現(xiàn)不同管徑 油管和不同尺寸抽油桿的上提和下放作業(yè)，使裝置本身具有通用性， 既適用于油管作業(yè)，也適用于抽油桿作業(yè)。4. 修井操作機(jī)分別在卡座及龍頭處設(shè)置了兩組開、鎖卡器，開、 鎖卡器采用分離式設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了吊卡的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了油管和抽油桿的 自動(dòng)化上提和下放。5. 本發(fā)明最大限度地降低了操作人員的數(shù)量，避免了生產(chǎn)事故 的發(fā)生。


圖l為本發(fā)明在油田修井操作機(jī)中的位置示意圖； 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2的俯視圖；圖4為油田井口卡座的開卡鎖卡器位置示意圖；圖5為修井操作機(jī)中龍頭的開卡鎖卡器位置示意圖； 其中l(wèi)為吊卡裝置，2為修井操作機(jī)機(jī)身，3為修井操作機(jī)底 盤，4為井口， 5為卡座，6為液壓鉗，7為油管(抽油桿)，8為龍 頭，9為殼體，IO為第一推桿，ll為彈簧，12為外殼，13為卡爪， 14為第二推桿，15為卡爪滑塊，16為定位鉤，17為卡爪卡頭，18 為卡爪扭簧，19為定位鉤扭簧，20為吊卡軸，21為第一軸，22為第 二軸，23為開卡器，24為鎖卡器，25為吊卡限位塊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。如圖2、圖3所示，本發(fā)明包括殼體9、兩組推桿、卡爪13及定 位鉤16,其中兩組推桿共四個(gè)，兩個(gè)為一組，即兩個(gè)第一推桿10為 一組，兩個(gè)第二推桿14為一組；卡爪13為兩個(gè)，以殼體9的軸線對(duì) 稱設(shè)置，卡爪13通過第一軸21安裝在殼體9內(nèi)，卡爪13可繞第一 軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，第一軸21的兩端均設(shè)有卡爪扭簧18,為卡爪13提供初 始位置并使卡爪13轉(zhuǎn)動(dòng)后復(fù)位；每個(gè)卡爪13上均通過螺釘固接一卡 爪滑塊15,卡爪滑塊15位于卡爪13靠近油管(抽油桿)7—側(cè)上方 的中部，卡爪滑塊15的一側(cè)為長(zhǎng)方體，另一側(cè)向下形成一錐面；在 卡爪13上安裝有可拆卸的卡爪卡頭17。定位鉤16也為兩個(gè)，分別 設(shè)置于兩個(gè)卡爪滑塊15的上方，定位鉤16通過第二軸22安裝在殼 體9內(nèi)，定位鉤16可繞第二軸22轉(zhuǎn)動(dòng)，第二軸22的兩端均設(shè)有定 位鉤扭簧19,為定位鉤16提供初始位置并使定位鉤16轉(zhuǎn)動(dòng)后復(fù)位。 當(dāng)卡爪13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定位鉤16可鉤住卡爪滑塊15上的錐面。而在自 然狀態(tài)下，卡爪13通過卡爪扭簧18處于鎖卡狀態(tài)。兩組推桿上下設(shè) 置，對(duì)稱安裝在殼體9的兩側(cè)臂上，位于上方的兩個(gè)第一推桿IO設(shè) 置在定位鉤16外側(cè)的殼體側(cè)臂上，位于下方的兩個(gè)第二推桿14設(shè)置 在卡爪13外側(cè)的殼體側(cè)臂上。在殼體9上設(shè)有外殼12，推桿的一端 容置于外殼12內(nèi)，另一端插入殼體側(cè)臂上的通孔內(nèi)，在推桿位于外 殼12的桿身上設(shè)有彈簧11。在殼體9上方的兩側(cè)，各設(shè)有一吊卡軸 20,通過吊環(huán)與油田修井作業(yè)機(jī)的游車大鉤相連，從而在游車大鉤的 帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)油管(抽油桿)的上提和下放運(yùn)動(dòng)。殼體9采用箱式焊接 結(jié)構(gòu)制成。如圖4所示，為修井操作機(jī)卡座5,油管(抽油桿)7由工作平 板的中間孔通過，中間孔的周圍設(shè)置了多個(gè)吊卡限位塊25,在工作 平板兩側(cè)、上下對(duì)稱設(shè)置了開卡器23、及鎖卡器24;開、鎖卡器23、 24均由液壓缸及觸頭組成，液壓缸活塞桿的前端設(shè)有外螺紋，觸頭 內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，兩者通過螺紋連接。本發(fā)明的工作原理為如圖l所示，本發(fā)明吊卡裝置l通過吊環(huán)懸掛在修井搡作機(jī)的大鉤上，卡座5直接落在井口4上，在卡座5的一側(cè)為安裝在修井操作 機(jī)底盤3上的修井操作機(jī)機(jī)身2,液壓鉗6安裝在修井操作機(jī)的伸縮 架上，龍頭8位于修井操作機(jī)機(jī)身2的上方，修井搡作機(jī)機(jī)身2上設(shè) 有控制柜3;龍頭8在工作時(shí)伸出，并對(duì)正井口4;不工作時(shí)，龍頭 縮回，以便于運(yùn)輸。用于吊卡裝置l開卡、鎖卡的開卡器23及鎖卡 器24在卡座5及龍頭8處各設(shè)置了一組，在卡座5處的位置如圖4 所示，在龍頭8處的位置如圖5所示。在上提油管(抽油桿)7時(shí)，先將吊卡裝置1開卡，即卡爪13 打開，定位鉤16鉤住卡爪滑塊15;再將吊卡裝置1導(dǎo)向到卡座5上 的工作位置，并通過吊卡限位塊25定位；然后卡座5上的鎖卡器24 推動(dòng)第一推桿10，使第一推桿10向殼體9內(nèi)運(yùn)行至定位鉤16處， 第一推桿10繼續(xù)向前運(yùn)行，推動(dòng)定位鉤16繞第二軸22沿圖2所示 逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，被定位鉤16鉤住的卡爪滑塊15及卡爪13也隨著 定位鉤16沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至定位鉤16鉤住卡爪滑塊15 的力小于卡爪13自身重力及卡爪扭簧18的彈力時(shí)，卡爪滑塊U從 定位鉤16中脫落，卡爪13靠卡爪扭簧18的彈力和自身重力復(fù)位， 吊卡裝置鎖卡，鎖卡后第一推桿10在彈簧11彈力的作用下復(fù)位；卡 座5打開，此時(shí)油管(抽油桿)7已被卡爪卡頭17卡?。坏蹩ㄑb置1帶著油管(抽油桿)上提，當(dāng)上升到設(shè)定位置時(shí)，吊卡裝置l停止 運(yùn)動(dòng)，卡座關(guān)閉，液壓鉗6伸出，并對(duì)油管(抽油桿)之間的管箍進(jìn) 行自動(dòng)卸扣。油管(抽油桿)卸扣后，吊卡裝置l繼續(xù)帶著油管(抽 油桿)上提；當(dāng)油管(抽油桿)尾部已經(jīng)到達(dá)甩管位置時(shí)，龍頭8上 的推管器推動(dòng)油管(抽油桿)，同時(shí)吊卡裝置l下降；待油管(抽油 桿)尾部抵接到修井操作機(jī)機(jī)身2上的滑道時(shí)，推管器停止工作；吊 卡裝置1繼續(xù)下降至龍頭處的開、鎖器23、 24位置時(shí)，龍頭上的開 卡器23推動(dòng)第二推桿14,使第二推桿14向殼體9內(nèi)運(yùn)行至卡爪13 處，第二推桿14繼續(xù)向前運(yùn)行，推動(dòng)卡爪13繞第一軸21沿圖2所 示順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，卡爪滑塊15同時(shí)向上推動(dòng)定位鉤16,使定位鉤 16繞第二軸22沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，定位鉤16逐漸鉤住卡爪滑塊15, 卡爪13打開，直至定位鉤16牢固地鉤住卡爪滑塊15,吊卡裝置開 卡，開卡后第二推桿14在彈簧11彈力的作用下復(fù)位。至此，吊卡裝 置1及兩組開、鎖卡器23、 24在油管(抽油桿)上提循環(huán)的工作過 程結(jié)東。下放油管(抽油桿)7時(shí)，先將吊卡裝置1開卡，即卡爪13打開，定位鉤16鉤住卡爪滑塊15;再將吊卡裝置1定位到龍頭8的開、 鎖卡器23、 24的位置，然后通過人工和液壓絞車配合使油管(抽油 桿)由水平狀態(tài)沿滑道逐漸傾斜；當(dāng)油管(抽油桿)的頂端穿過吊卡 裝置l時(shí)，龍頭處的鎖卡器24推動(dòng)第一推桿10，按與上提過程中一 樣的操作，使卡爪卡頭17卡住油管(抽油桿)，吊卡裝置鎖卡；吊卡 裝置上提，此時(shí)推管器也同步運(yùn)動(dòng)，對(duì)油管(抽油桿)起輔助支撐作 用，當(dāng)油管(抽油桿)逐漸傾斜直到尾部到達(dá)井口時(shí)，吊卡裝置l停 止運(yùn)動(dòng)，液壓鉗伸出，并對(duì)油管(抽油桿)之間的管箍進(jìn)行自動(dòng)上扣； 油管(抽油桿)上扣后，卡座5打開，吊卡裝置l帶著油管(抽油桿) 下放，直至吊卡裝置1到達(dá)卡座5的工作位置，并通過吊卡限位塊 25定位，然后卡座5鎖緊，井口處的開卡器23推動(dòng)第二推桿14,按 與上提過程中一樣的操作，使卡爪13打開，吊卡裝置l開卡。至此， 吊卡裝置l及兩組開、鎖卡器23、 24在油管(抽油桿)下放循環(huán)的 工作過程結(jié)束。本發(fā)明的主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)吊卡裝置額定載荷為60t,吊卡基 本尺寸為6卩0mmx 270誦x 350mm。本發(fā)明的作用將顯著降低修井作業(yè) 的保障壓力和搡作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了修井作業(yè)過程的安全 性。
權(quán)利要求
1. 一種井口吊卡裝置，其特征在于包括殼體(9)、兩組推桿、卡爪(13)及定位鉤(16)，卡爪(13)可復(fù)位地鉸接于殼體(9)上，在卡爪(13)上設(shè)有卡爪滑塊(15)，定位鉤(16)可復(fù)位地鉸接于殼體(9)上并位于卡爪滑塊(15)的上方；兩組推桿分別設(shè)置于卡爪(13)及定位鉤(16)外側(cè)的殼體(9)上。
2. 按權(quán)利要求1所述的井口吊卡裝置，其特征在于所述卡爪 (13)為兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置，每個(gè)卡爪(13)上均設(shè)有卡爪滑塊(15);所述定位鉤U6)為兩個(gè)，分別設(shè)置于兩個(gè)卡爪滑塊(15)的上方； 所述兩組推桿上下設(shè)置，每組有兩個(gè)，對(duì)稱安裝在殼體U)的兩側(cè) 臂上，位于上方的兩個(gè)第一推桿(10)設(shè)置在定位鉤(16)外側(cè)的殼 體側(cè)臂上，位于下方的兩個(gè)第二推桿(14)設(shè)置在卡爪(13)外側(cè)的 殼體側(cè)臂上。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的井口吊卡裝置，其特征在于所述 卡爪(13)通過第一軸(21)安裝在殼體(9)內(nèi)，第一軸(n)的 兩端均設(shè)有使卡爪(13)復(fù)位的卡爪扭簧(18)。
4. 按權(quán)利要求1或2所述的井口吊卡裝置，其特征在于所述 定位鉤(16)通過第二軸(")安裝在殼體(9)內(nèi)，第二軸(") 的兩端均設(shè)有使定位鉤(16)復(fù)位的定位鉤扭簧(19)。
5. 按權(quán)利要求l或2所述的井口吊卡裝置，其特征在于在殼 體(9)上設(shè)有外殼(12),推桿的一端容置于外殼(12)內(nèi)，另一端 插入殼體側(cè)臂上的通孔內(nèi)，在推桿位于外殼(12)的桿身上設(shè)有彈簧(11)。
6. 按權(quán)利要求1或2所述的井口吊卡裝置，其特征在于在卡 爪(13)上安裝有可拆卸的卡爪卡頭(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及油田修井作業(yè)設(shè)備，具體地說(shuō)是一種油田修井操作機(jī)用的井口吊卡裝置，包括殼體、兩組推桿、卡爪及定位鉤，卡爪可復(fù)位地鉸接于殼體上，在卡爪上設(shè)有卡爪滑塊，定位鉤可復(fù)位地鉸接于殼體上并位于卡爪滑塊的上方；兩組推桿分別設(shè)置于卡爪及定位鉤外側(cè)的殼體上。本發(fā)明自身不攜帶動(dòng)力源，它的開啟和關(guān)閉需要外界開、鎖卡器配合來(lái)完成，這樣不僅可以大大簡(jiǎn)化吊卡裝置的結(jié)構(gòu)，還取消了氣動(dòng)吊卡上與吊卡一起運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)氣管，減少了事故隱患，有利于油田的安全生產(chǎn)；在兩側(cè)設(shè)計(jì)了兩組推桿，在外部開、鎖卡器的推動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開卡、鎖卡；本發(fā)明通過不同規(guī)格卡爪卡頭的快速更換，即可實(shí)現(xiàn)不同管徑油管和不同尺寸抽油桿的上提和下放作業(yè)。
文檔編號(hào)E21B19/06GK101545360SQ20081001272
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者嚴(yán)玉中, 寶 劉, 劉海剛, 輝 孫, 曲道奎, 李慶杰, 波 谷, 趙洪濤 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司;遼河石油勘探局