一種鑲齒及螺紋卡瓦牙板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于石油天然氣鉆井和固井裝備技術(shù)中夾緊套管的鑲齒及螺紋卡瓦牙板。它通過卡瓦板上的球形卡瓦牙齒夾緊套管，使卡瓦板承載能力高，套管柱和卡瓦牙板的使用壽命長。其技術(shù)方案是：卡瓦板內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，外側(cè)正多邊形表面設(shè)置有圓孔或螺紋孔,圓孔或螺紋孔繞卡瓦板中心線呈螺旋上升排列；卡瓦座內(nèi)側(cè)有通孔，外側(cè)設(shè)置有帶斜面的軸向槽，卡瓦板安裝在卡瓦座的軸向槽內(nèi)；鑲齒卡瓦牙齒頂部為球形，底部為圓柱，卡瓦牙齒鑲嵌在卡瓦板的圓孔中構(gòu)成鑲齒卡瓦牙板；螺紋卡瓦牙齒頂部為削邊球形，底部為螺紋桿，牙齒螺紋連接固定在卡瓦板的螺紋孔中構(gòu)成螺紋卡瓦牙板。本卡瓦牙板能降低牙齒磨損與套管損傷，從而提高卡瓦牙板和套管的使用壽命。
【專利說明】一種鑲齒及螺紋卡瓦牙板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于石油天然氣鉆井和固井裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及利用頂驅(qū)下套管裝置作業(yè)時(shí)夾緊套管的一種鑲齒及螺紋卡瓦牙板。
【背景技術(shù)】
[0002]下套管業(yè)是鉆井與固井作業(yè)中的一個重要環(huán)節(jié)，作業(yè)質(zhì)量好壞直接影響固井質(zhì)量、采油產(chǎn)量及油井的壽命。傳統(tǒng)的下套管工藝流程是使用簡易吊卡提升套管，用液壓套管鉗旋轉(zhuǎn)上扣，這種傳統(tǒng)下套管方法存在:操作復(fù)雜、扭矩不易精確控制，不能根據(jù)需要隨時(shí)循環(huán)泥漿等問題，采用頂驅(qū)下套管裝置不但能克服傳統(tǒng)下套管作業(yè)的以上缺點(diǎn)，還能提高下套管作業(yè)質(zhì)量和下套管效率。
[0003]然而使用頂驅(qū)下套管裝置，通過常規(guī)卡瓦板上的三角形卡瓦牙齒夾緊套管，完成下套管作業(yè)?？ㄍ甙迳系娜切慰ㄍ哐例X與套管壁接觸為點(diǎn)對面接觸，其接觸面積小，卡瓦牙齒和套管的單位面積內(nèi)接觸應(yīng)力大，限制了卡瓦板的承載能力，同時(shí)卡瓦牙齒也易咬入套管壁，使卡瓦牙齒磨損和套管損傷。尤其是在腐蝕性井，常規(guī)三角形卡瓦牙齒易咬入套管壁，破壞套管壁的防腐層，降低套管強(qiáng)度，加快井下套管電的化學(xué)腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會造成井下事故。因此，這種三角形卡瓦牙齒，限制了卡瓦板的承載能力，降低了卡瓦板和套管的使用壽命，增加了石油天然氣的開采成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的:為了減小牙齒與套管壁的接觸應(yīng)力、減小牙齒咬入套管壁程度、提高瓦板牙板承載能力、增加套管柱和卡瓦牙板使用壽命，特提供一種鑲齒及螺紋卡瓦牙板。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供兩種不同的卡瓦牙板:
[0006]鑲齒卡瓦牙板，由卡瓦板1、卡瓦座2和鑲齒卡瓦牙齒3組成，其結(jié)構(gòu)特征為:卡瓦板I內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，外側(cè)正多邊形表面設(shè)置有圓孔，圓孔繞卡瓦中心線呈螺旋上升排列；卡瓦座2內(nèi)為通孔,外側(cè)下端設(shè)置有帶斜面的軸向槽,卡瓦板I安裝在軸向槽內(nèi)，且卡瓦板I內(nèi)側(cè)斜面與卡瓦座2外側(cè)斜面接觸相配合；鑲齒卡瓦牙齒3頂部為球形，底部為圓柱，卡瓦牙齒以卡瓦板I的圓孔底面為定位面，采用過盈配合方式把卡瓦牙齒鑲嵌固定在卡瓦板I的圓孔中。
[0007]螺紋卡瓦牙板，由卡瓦板1、卡瓦座2和螺紋卡瓦牙齒4組成，其結(jié)構(gòu)特征為:卡瓦板I內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，外側(cè)正多邊形表面設(shè)置有螺紋孔，螺紋孔繞卡瓦中心線呈螺旋上升排列；卡瓦座2內(nèi)為通孔,外側(cè)下端設(shè)置有帶斜面的軸向槽,卡瓦板I安裝在軸向槽內(nèi)，且卡瓦板I內(nèi)側(cè)斜面與卡瓦座2外側(cè)斜面接觸相配合；螺紋卡瓦牙齒4頂部為削邊球形，底部為螺紋桿，卡瓦牙齒以卡瓦板I外側(cè)的正多邊形平面為定位面，采用螺紋連接方式把卡瓦牙齒固定在卡瓦板I的螺紋孔中。
[0008]卡瓦牙板其工作原理如下:球形卡瓦牙齒采用過盈配合或者螺紋方式，繞卡瓦板中心線呈螺旋上升狀固定在卡瓦板上；卡瓦板在驅(qū)動力的作用下，沿卡瓦座軸向槽內(nèi)的斜面上往復(fù)滑移，實(shí)現(xiàn)卡瓦板徑向縮小或膨脹；通過卡瓦板上的球形牙齒作用于套管壁，實(shí)現(xiàn)對套管的徑向夾緊或放松。
[0009]與現(xiàn)有有技術(shù)比較，本發(fā)明的效果是:卡瓦牙齒在卡瓦板上呈螺旋上升布齒，有利于減小套管壁上的應(yīng)力集中現(xiàn)象，且卡瓦牙板上的球形牙齒與套管的接觸為面對面接觸，能減小套管與牙齒單位面積上的應(yīng)力，減小卡瓦牙齒咬入套管壁的程度，降低卡瓦牙齒磨損與套管損傷程度，提升卡瓦牙板的承載能力，提高卡瓦牙板和套管的使用壽命，降低石油天然氣開采成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明鑲齒卡瓦牙板的主視圖。
[0011]圖2為本發(fā)明鑲齒卡瓦牙板的俯視圖。
[0012]圖3為本發(fā)明鑲齒卡瓦牙板的局部放大主視圖。
[0013]圖4為本發(fā)明鑲齒卡瓦牙板的局部放大圖的剖視圖。
[0014]圖5為本發(fā)明螺紋卡瓦牙板的主視圖。
[0015]圖6為本發(fā)明螺紋卡瓦牙板的俯視圖。
[0016]圖7為本發(fā)明螺紋卡瓦牙板的局部放大主視圖。
[0017]圖8為本發(fā)明螺紋卡瓦牙板的放大圖的剖視圖。
[0018]圖中，1.卡瓦板，2.卡瓦座，3.鑲齒卡瓦牙齒，4.螺紋卡瓦牙齒。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參照圖1和圖2，鑲齒卡瓦牙板，由卡瓦板1、卡瓦座2和鑲齒卡瓦牙齒3組成?？ㄍ甙錓安裝在卡瓦座2的軸向槽內(nèi)，卡瓦板I的內(nèi)側(cè)斜面與卡瓦座2的斜面接觸配合，卡瓦板I在驅(qū)動力發(fā)的作用下，可沿卡瓦座2的斜面往復(fù)滑移，實(shí)現(xiàn)卡瓦板I的徑向縮小或膨脹，并通過卡瓦板I上連接的鑲齒卡瓦牙齒3作用于套管壁，實(shí)現(xiàn)對套管壁的徑向夾緊或者松開。
[0020]參照圖3和圖4，卡瓦板I外側(cè)正多邊形平面上設(shè)置有螺旋上升的圓孔，鑲齒卡瓦牙齒3以卡瓦板I圓孔底面為定位面,采用過盈配合方式,將鑲齒卡瓦牙齒3固定在卡瓦板I的圓孔中。鑲齒卡瓦牙板尺寸較小，適應(yīng)用于內(nèi)撐式下套管裝置中，卡瓦座2周向安裝三片卡瓦板1，根據(jù)套管的直徑和載荷選擇鑲齒卡瓦牙齒3頂部球形直徑大小、底部圓桿過盈配合量、以及螺旋布齒的螺旋升角。
[0021]參照圖5和圖6，螺紋卡瓦牙板，是在上述原理的基礎(chǔ)上，卡瓦板I的圓孔改為螺紋孔，且螺紋卡瓦牙齒4通過螺紋連接方式固定在卡瓦板I的螺紋孔中。
[0022]參照圖7和圖8，卡瓦板I外側(cè)正多邊形平面上設(shè)置有螺旋上升的螺紋孔，螺紋卡瓦牙齒4以卡瓦板I外側(cè)的正多邊形平面為定位面，采用螺紋連接方式，將螺紋卡瓦牙齒4固定在卡瓦板I的螺紋孔中。螺紋卡瓦牙齒4頂部為削邊球形，便于裝配時(shí)擰入卡瓦板I的螺紋孔內(nèi)。螺紋卡瓦牙板尺寸較大，適應(yīng)用于外夾式頂驅(qū)下套管裝置中，卡瓦座2周向安裝三片卡瓦板1，根據(jù)套管的直徑和載荷選擇鑲齒卡瓦牙齒4頂部球形直徑大小、底部螺紋桿直徑、以及螺旋布齒的螺旋升角。
【權(quán)利要求】
1.一種鑲齒及螺紋卡瓦牙板，是由卡瓦板、卡瓦座和卡瓦牙齒組成，其特征在于:鑲齒卡瓦牙板，卡瓦板(I)內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，外側(cè)正多邊形表面設(shè)置有圓孔，圓孔繞卡瓦中心線呈螺旋上升排列；卡瓦座(2)內(nèi)有通孔，其外側(cè)下端設(shè)置有帶斜面的軸向槽，卡瓦板(I)在裝在軸向槽內(nèi)，且卡瓦板(I)內(nèi)側(cè)斜面與卡瓦座(2)外側(cè)斜面接觸相配合；鑲齒卡瓦牙齒(3)頂部為球形，底部為圓柱，以卡瓦板(I)的圓孔底面為定位面，采用過盈配合方式將鑲齒卡瓦牙齒(3)鑲嵌固定在卡瓦板(I)的圓孔中。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鑲齒及螺紋卡瓦牙板，其特征在于:螺紋卡瓦牙板，卡瓦板(I)內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，外側(cè)正多邊形表面設(shè)置有螺紋孔，螺紋孔繞卡瓦中心呈螺旋上升排列；卡瓦座(2)內(nèi)側(cè)有通孔,其外側(cè)下端設(shè)置有帶斜面的軸向槽,卡瓦板(I)在裝在軸向槽內(nèi)，且卡瓦板(I)內(nèi)側(cè)斜面與卡瓦座(2)外側(cè)斜面接觸相配合；螺紋卡瓦牙齒(4)頂部為削邊球形，底部為螺紋桿，以卡瓦板(I)正多邊形表面為定位面，采用螺紋連接方式將螺紋卡瓦牙齒(4)固定在卡瓦板(I)的螺紋孔中。
【文檔編號】E21B19/10GK104018793SQ201410292829
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】蔣發(fā)光, 謝帥, 梁政, 雍偉, 張佳佳, 趙廣慧, 劉曉寧, 卓昌榮 申請人:西南石油大學(xué)