[发明专利]环形钻杆动力钳

说明书

技术领域

本发明涉及石油行业的钻井装备领域，具体是一种环形钻杆动力钳。

背景技术

连续循环钻井在整个钻进期间内实现了稳定的当量循环密度和不间断的岩屑排出，全面改善了井眼条件和钻井安全。该技术特别适合窄钻井液密度窗口条件下的安全钻井。另外，在大位移井、水平井、高压/高温井、欠平衡井中，该技术可最大限度地保证井壁不发生垮塌，避免卡钻，降低了钻井事故，提高机械钻速。

现有技术中的动力钳是连续循环钻井装置主机的关键部件，主要由底座、卡紧机构、旋扣机构和上卸扣机构四部分组成，具有夹持、旋扣、紧扣及卸扣功能。具体地说就是上卸扣操作时，根据钻杆紧扣或卸扣扭矩要求调整夹紧力，利用卡紧机构夹紧钻杆；根据需要调整旋扣转速，利用旋扣机构驱动钻杆回转旋扣；根据钻杆规格调整好上卸扣扭矩，利用上卸扣机构实施上卸扣操作。因此，连续循环钻井用动力钳须满足能提供足够的夹持力，确保动力钳卡瓦夹紧钻杆后，动力钳卡瓦和钻杆间不产生相对滑动，并保证对钻杆的压痕尽可能小，现有技术中的动力钳的无法保证动力钳可靠安全卡紧钻杆本体的前提下实现旋扣及上卸扣功能。

发明内容

为了克服现有的动力钳加持力较小的不足，本发明提供了一种环形钻杆动力钳，以达到动力钳卡瓦能够安全可靠地夹持钻杆的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环形钻杆动力钳，环形钻杆动力钳包括底座和卡紧机构，底座含有中心通孔，卡紧机构包括：驱动组件；压盖组件，驱动组件能够驱动该压盖组件沿该中心通孔的轴线方向运动；多个动力钳卡瓦，沿该中心通孔的周向分布；连杆，连杆的一端与该压盖组件铰接，连杆的另一端与动力钳卡瓦铰接，当驱动组件驱动该压盖组件沿该中心通孔的轴线方向运动时，该压盖组件能够通过连杆带动动力钳卡瓦沿该中心通孔的径向围拢或张开。

进一步地，该压盖组件包括压盖板、上部回转支撑轴承和卡紧套筒，压盖板的轴线、上部回转支撑轴承的轴线、卡紧套筒的轴线和中心通孔的轴线重合，该中心通孔的轴线沿竖直方向设置，卡紧套筒套设于动力钳卡瓦外，压盖板为环形，上部回转支撑轴承的内圈与压盖板固定连接，上部回转支撑轴承的外圈与卡紧套筒的上端固定连接，卡紧套筒能够相对压盖板转动，连杆的一端与卡紧套筒铰接。

进一步地，卡紧套筒和多个动力钳卡瓦之间套设有回转导向筒，回转导向筒能够与动力钳卡瓦同步绕该中心通孔的轴线转动，连杆穿过该回转导向筒，回转导向筒设有用于使动力钳卡瓦沿该中心通孔的径向移动的导向槽。

进一步地，动力钳卡瓦上设置有耳座，连杆的另一端通过导向销轴与耳座铰接，该导向槽包括设置在回转导向筒内的水平导向槽，水平导向槽的位置与导向销轴的位置相对应，导向销轴两端位于耳座外侧的正四棱柱面均置于水平导向槽内，导向销轴的两端能够在水平导向槽内滑动。

进一步地，该导向槽包括设置在回转导向筒上端的上径向U型导向槽，动力钳卡瓦的上端插接于上径向U型导向槽，并且动力钳卡瓦的上端能够沿上径向U型导向槽移动和摆动。

进一步地，该压盖组件包括压盖圆筒，压盖圆筒的轴线与压盖板的轴线重合，压盖圆筒的上端与压盖板的外侧边缘固定连接，压盖圆筒内套设有底座导向筒，底座导向筒与底座固定连接，底座导向筒与压盖圆筒间隙配合。

进一步地，上部回转支撑轴承的内圈与压盖板的内侧边缘固定连接，驱动组件为卡紧油缸，该卡紧油缸位于卡紧套筒和底座导向筒之间，该卡紧油缸还位于压盖板和底座之间，该卡紧油缸的缸筒与底座固定连接，该卡紧油缸的活塞杆与压盖板固定连接。

进一步地，环形钻杆动力钳包括还包括旋扣机构，旋扣机构包括旋转组件和旋扣驱动组件，该旋扣驱动组件能够通过该旋转组件驱动动力钳卡瓦绕该中心通孔的轴线持续旋转。

进一步地，该旋转组件包括外齿式回转支撑轴承的外圈和导向连接板，导向连接板的中部含有内通孔，该内通孔的轴线、外齿式回转支撑轴承的轴线和该中心通孔的轴线重合，该中心通孔的轴线沿竖直方向设置，外齿式回转支撑轴承的内圈与底座固定连接，外齿式回转支撑轴承的外圈与导向连接板固定连接，该内通孔的边缘设有下径向U型导向槽，动力钳卡瓦的下端插接于下径向U型导向槽，并且动力钳卡瓦的下端能够沿下径向U型导向槽移动和摆动。

进一步地，该旋扣驱动组件包括旋扣马达和旋扣齿轮，旋扣马达固定于底座上并且旋扣马达的输出轴与旋扣齿轮连接，旋扣齿轮与外齿式回转支撑轴承的外圈啮合。