[发明专利]大吨位连续拔管机

说明书

技术领域

本发明属于钻探井口设备技术领域，具体涉及一种大吨位连续拔管机，可适用于深孔钻探孔内事故处理。

背景技术

随着国民经济的快速发展，对资源的要求越来越高，而浅层矿产已基本勘探完毕，所以深部勘探找矿已成为我国地质工作的重点。

随着孔深的增加，孔内地层更加复杂多变，孔内事故的发生率也成倍增长，特别是卡钻、埋钻、钻孔缩径等钻探事故极易发生。当发生卡钻、埋钻等事故时，由于孔深的增加，钻杆重量、钻杆与孔壁摩擦力的增加，使得传统的拔管机以及卷扬能力不足而不能够使钻杆有效及时地提离孔底，而孔内事故处理不及时，又会导致事故的加重直至钻孔的报废，严重降低钻探效率，极大的增加了钻探成本。

目前，国内地勘单位使用的多是上世纪研发的小吨位拔管机，起拔能力小(最大只能到1000KN)；同时随着孔深的增加，技术套管的层数增加，钻孔开孔口径也不断增大，而以往的拔管机开口直径也不能起拔较大口径的活动套管；同时，由于以往拔管机不能连续起拔，也容易在起拔间隙造成事故的加重；这些都不能满足深孔钻机事故处理的要求，不能满足当前地质取心钻探发展的需要。因此，研制满足深孔用拔管机是必须的。

发明内容

本发明的目的是针对上述深孔钻探孔内事故等问题设计出一种能连续起拔钻杆，具有结构紧凑、安全可靠、操作维护简单方便等优点的大吨位连续拔管机。

本发明采用以下技术方案：大吨位连续拔管机由气动卡盘、空心油缸、补心装置、液压动力站、气泵站组件等组成。

所述气动卡盘包括支架平台、左右曲轴、止退块、连杆、卡瓦组件(含牙板)、转动臂、活门销、活门、气缸等零部件。气缸的进气、卸气带动连杆转动，使左、右曲轴分别带动转动臂和两个牙板打开扣合。支架平台用来支撑空心油缸，其中的活门配合活门销专门为卡瓦组件设计而成，能够通过他们简单快捷的换取卡瓦。止退块与连杆台肩啮合时，可阻止曲轴转动。

所述空心油缸包括油缸外套筒、油缸活塞、补心座盘、油缸内套筒、油缸上端盖、油管接头、油缸下端盖、挡圈等组件，油缸下端盖先与油缸外套筒拧合，并且通过油缸内套筒和挡圈扣在油缸下端盖，从上端口落下油缸活塞，扣住上端盖，使整体油缸产生空腔而构成空心油缸。油管接头上安装垫圈与密封胶带，分别拧入油缸的油口，使油缸通过油压动作。补心座盘与油缸活塞固定连接，用于保持补心装置的稳定性。

所述补心装置包括补心盘与卡瓦，补心盘呈内锥形状，套装设备时，先使补心盘套入钻杆，然后放入卡瓦，能保持住钻杆不会下掉。

所述液压动力站包括高压油管、液压油箱、操作阀和泵，液压油箱装有泵与操作阀，两条高压油管均与空心油缸和操作阀相连接。当泵工作时，操作阀能起到使空心油缸增加、保压、卸压等作用。

所述气泵站组件包括气动开关、气泵站、高压管、接头组件，气泵通过高压管传递气压，气动开关通过高压管与气动卡盘连接，通过气动开关控制气动卡盘的气缸。

本发明具有如下优点：

(1)由于气动卡盘与补心装置的配合，能够连续起拔钻杆，使此装置克服了现有单一距离拔管装置的弊端；避免了由于钻杆过深过重而无法起拔的问题，气动卡盘能承受最大170t的压力，而且其可换的卡瓦类型也比较多，能适合多种钻杆与套管。

(2)空心油缸是由液压驱动，最大提升力为200t，而一般卷扬的最大提升力仅为30t，小拔管机的最大起拔力约为100t，所以本发明极大的提高了拔管机的提升能力。

(3)补心装置内表面为锥面，可以很好的保持住放入卡瓦的稳定性，而且放置的卡瓦型号可以根据钻杆的不同而选择。

(4)由于气动卡盘、空心油缸、补心装置是组装而成的，拆卸组装简单、易清理、易调节维护。

附图说明

图1为本发明大吨位连续拔管机的结构示意图：

图2为图1中I的结构示意图：

图3为图1中II的剖面示意图：

I.气动卡盘 II.空心油缸 III.补心装置 IV液压动力站 V.气泵站组件1.支架平台 2.左曲轴 3.止退块 4.连杆 5.卡瓦组件(含牙板) 6.右曲轴 7.转动臂 8.活门销 9.活门 10.卡瓦 11.补心盘 12.卡瓦 13.高压油管 14.液压油箱 15.操作阀 16.泵 17.气动开关、18.气泵站

具体实施方式

如附图所示，大吨位连续拔管机是由气动卡盘I、空心油缸II、补心装置III、液压动力站IV、气泵站组件V组成。