[实用新型]一种连续循环钻井作业用动力钳

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井作业用动力钳，特别涉及一种连续循环钻井作业用动力钳。

背景技术

在常规钻井过程中，钻杆上卸扣时由于泥浆循环通道中断，因此被迫停止泥浆的循环，其引起的不利影响有：

(1)造成环空中产生动态压差，导致泥浆循环漏失；

(2)造成井底压力下降，有时会引起井涌；

(3)循环恢复时井底压力剧增对敏感性地层可能引起循环漏失；

(4)钻屑的沉降会减小有效井径并增加钻柱的扭矩和阻力；

(5)欠平衡钻井时，会导致环空内的压力极不稳定。

连续循环钻井能维持稳定的循环当量密度，在正常钻井过程中，可以避免接单根引起的正负压力波动，改善井眼的清洁效果，大大降低循环漏失、地层破裂、井涌、压差卡钻、钻头或底部钻具组合遇卡的风险。在连续循环钻井作业接钻杆时，需要一种动力钳。目前，石油矿场可供选择的动力钳主要有以下两种结构形式。

一种为内曲线滚子爬坡机构卡紧、多级减速传动、刹带制动为主要结构形式的开口动力钳。该类动力钳的不足之处是：

一是旋转体转动需要通过一系列多级减速传动，使液压马达减速增矩，结构复杂，体积较大；二是旋转体不能直接配置液压元件，其夹持动作必须配备制动机构，使夹持零件相对于旋转体平动；三是旋转体还需要配置扶正机构才能保持定心转动；四是旋转体是开口的，重心偏离回转中心，随着动力钳能力的增加，旋转体质量加大，离心力也增大，为减轻钳体晃动，钳头转速也就必须限制。

另一类为行星爪夹紧闭口动力钳。该类动力钳同样需要一系列齿轮减速，刹带制动；除此之外还存在以下不足：一是行星爪是非对称的，改变转向必须揭开钳头盖，翻转行星爪，操作繁琐，时效低；二是行星架的设置并相对于钳头齿轮转动，其相对配合间隙易进泥沙杂物造成卡阻，使卡紧动作失灵且易损伤钻杆。

由此可以看出，这两种动力钳均存在结构复杂，体积大，不适合连续钻井作业。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有技术的不足之处，提供一种马达直接驱动旋扣、油缸冲扣，不需中间减速装置和制动装置，结构紧凑、夹紧可靠，与卡瓦配合能同时完成夹紧、旋扣、冲(紧)扣动作，适合连续循环钻井作业的新型动力钳。

本实用新型的技术解决方案是：

一种连续循环钻井作业用动力钳，由起升油缸、壳体、旋扣齿轮、马达、起升盘、轴承、卡盘、连杆、钳牙座、钳牙、转芯、轴承、轴承、夹紧油缸、冲(紧)扣齿轮、冲(紧)扣油缸、中间大齿轮、导向板就位油缸、导向板等主要零件组成。其中，中间大齿轮与转芯通过螺栓连接紧固成一起，通过轴承支承，安装在壳体上，并相对于壳体可转动；钳牙固定在钳牙座上，钳牙座通过连杆与卡盘连接成一体；起升盘通过轴承固定在卡盘上，卡盘与起升盘可相对转动；夹紧油缸缸体固定在壳体上、柱塞固定在起升盘上(也可反向固定)，夹紧油缸上下运动，通过连杆带动钳牙座作径向运动，钳牙夹紧或放松对钻杆(其它杆件)的夹持；导向板固定于壳体上，冲(紧)齿轮支承在导向板上；导向板就位油缸缸体固定在壳体上，活塞与导向板连接；冲(紧)扣油缸缸体与壳体连接，活塞与冲(紧)扣齿轮连接；钳体起升油缸活塞固定位壳体上，缸体固定于相应支座装置上。工作时夹紧油缸活塞上下运动，带动连杆动作、钳牙座动作，钳牙夹紧或松开对管柱；当钳牙夹紧管柱时，旋扣马达带动旋扣齿轮动作，通过旋扣齿轮与中间大齿轮啮合，完成旋扣动作；导向板就位油缸动作，冲(紧)齿轮在导向板的带动下，与中间在齿轮啮合，然后冲(紧)扣油缸驱动冲扣齿轮相对于导向板转动一定角度，对管件实施冲扣或紧扣。整个装置通过四个起升油缸安装置在相应的支架上。

本实用新型的有益效果是，该装置采用三卡爪对中夹紧钻杆，增大了钳牙与钻杆的接触面积，减小钳牙在夹紧钻杆过程中对钻杆的损伤。采用油缸冲扣或紧扣，马达旋扣，使装置结构简单，工作可靠。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型结构纵向剖视图；

图2为本实用新型结构D向视图；

图3为本实用新型的夹紧机构结构示意图；

图4是本实用新型冲扣齿轮、导向板及壳体之间的局部结构示意图。

具体实施方式

如附图1、2、3所示，一种连续循环钻井作业用动力钳由夹紧机构、旋扣机构、冲扣机构、壳体(2)、转芯(11)、液压油缸等组成。其中夹紧机构又由起升盘(5)、连杆(8)、钳牙座(9)、钳牙(10)、夹紧油缸(14)等组成。其中，夹紧油缸(14)活塞与起升盘固定，其缸体与壳体(2)固定，钳牙座(9)位于转芯(11)窗口内，工作时夹紧油缸活塞带动起升盘(5)向下运动，在连杆的作用下，钳牙座(9)沿着转芯的窗口向内作径向运动，钳牙夹紧管件，反方向运动钳牙(10)松开对管件的夹持；中间大齿轮(17)用螺栓与转芯(11)固定在一起，旋扣马达(4)安装在壳体(2)上，旋扣齿轮(3)固定在马达轴上，并与中间大齿轮啮合，起升盘通过轴承固定在卡盘上，卡盘与起升盘可相对转动，旋扣马达(4)工作带动旋扣齿轮、中间大齿轮旋转，完成旋扣动作；如图1、2、3、4所示，导向板(19)固定于壳体(2)上，冲(紧)齿轮(15)支承在导向板(19)上，导向板就位油缸(18)缸体固定在壳体上，活塞与导向板(19)连接，冲(紧)扣油缸(16)缸体与壳体(2)连接，活塞与冲(紧)扣齿轮连接。冲扣作业时，首先导向板就位油缸(18)工作，在导向板就位油缸(18)活塞的推动下，导向板(19)带动冲(紧)扣齿轮靠近中间大齿轮(17)，冲(紧)扣齿轮(16)与中间大齿轮(17)啮合后，在冲(紧)扣油缸(16)的作用下，冲(紧)扣齿轮(16)带动中间大齿轮(17)旋转一定角度，完成冲扣动作，在冲(紧)扣油缸(16)活塞反方向运动，完成紧扣动作。