[发明专利]一种机械式外卡顶驱下套管装置

说明书

本发明涉及石油机械技术领域，具体是涉及一种机械式外卡顶驱下套管装置，包括顶驱机构、连接卡瓦机构、单根吊环总成和防转及位移补偿机构，连接卡瓦机构设置在顶驱机构的中部，单根吊环总成安装在顶驱机构的外部，防转及位移补偿机构设置在单根吊环总成的中部，顶驱机构包括上部连接组件、下部连接组件和引导组件，下部连接组件安装在上部连接组件的下端，引导组件设置在下部连接组件的下端。本发明设置上离合器和下离合器，在旋转下入整个套管串的过程中不会进一步增加套管扣的扭矩值及连接卡瓦机构卡紧套管处的变形，采用特殊的卡紧驱动方式避免因顶驱的自重产生的上移摩擦阻力，无需采取防止卡瓦外筒旋转的措施，简化了结构。

技术领域

本发明涉及石油机械技术领域，具体是涉及一种机械式外卡顶驱下套管装置。

背景技术

机械式外卡顶驱下套管装置是一种基于顶部驱动钻井系统、用于下套管作业的全机械式装置。它可以不依赖于液压系统，具有安装方便快捷，不存在液压油泄露环境清洁的优点，可以大大节省设备成本。

但是，现有技术中的的下套管装置还存在以下不足之处，第一，没有设置离合器，无法保证在套管旋转下入的过程中保证套管已上扣扭矩的稳定；第二，现有技术中的卡紧驱动方式在工作时因顶驱的自重会产生的上移摩擦阻力，该摩擦力的存在会造成拖拽连接卡瓦机构一起旋转影响其卡紧套管，因此，需要外加防止卡瓦外筒旋转的措施以及结构，使得结构复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械式外卡顶驱下套管装置。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种机械式外卡顶驱下套管装置，包括顶驱机构、连接卡瓦机构、单根吊环总成和防转及位移补偿机构，所述连接卡瓦机构设置在顶驱机构的中部，所述单根吊环总成安装在顶驱机构的外部，所述防转及位移补偿机构设置在单根吊环总成的中部，所述顶驱机构包括上部连接组件、下部连接组件和引导组件，所述下部连接组件安装在上部连接组件的下端，所述引导组件设置在下部连接组件的下端。

进一步，所述上部连接组件包括上接头、推盘、驱动套、挡套、上离合器、上筒体、开口挡环和上凸轮套，所述上接头通过平键和锁紧螺母与推盘连接，所述上接头通过花键与驱动套连接，所述上接头通过花键以及开口挡环与下部连接组件连接，驱动套通过上离合器与上筒体连接，所述驱动套通过花键与上凸轮套连接，上离合器通过花键和挡套与上筒体相连。

进一步，所述上离合器与上筒体的连接处设有片弹簧；当完成套筒上扣后，需要下入套管串时，推盘上移，驱动套与上离合器重新结合，片弹簧可以压缩使得上离合器产生逆时针微小转动，进而使得离合器的结合过程更加顺利。

进一步，所述下部连接组件包括下离合器、上心轴挡套、下筒体、下凸轮套、多瓣上推套、上心轴、下心轴和下推套，所述下筒体的上端通过螺纹与上筒体连接，所述上接头通过花键和开口挡环与下离合器连接，所述下凸轮套通过螺纹与上凸轮套连接且下凸轮套通过花键与下筒体连接，所述多瓣上推套设置在下筒体的外壁上且两者之间滑动配合，下筒体通过螺纹与上心轴连接，所述上接头与上心轴滑动且转动配合，所述下凸轮套与上心轴挡套相配合且下凸轮套与上心轴转动配合，所述下心轴的上端与上心轴的下端连接，所述下推套的上端与多瓣上推套的下端卡合连接，所述下推套的一侧设有若干个与连接卡瓦机构滚动配合的导向轮。

进一步，所述引导组件包括密封皮碗和引锥，所述密封皮碗和引锥均设置在下心轴的下端，且密封皮碗设置在引锥的中部。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

第一，设置上离合器和下离合器，在下套管装置通过旋转上接头卡紧套管并继续旋转给套管上完扣达到预定的扭矩值后，使离合器结合，在旋转下入整个套管串的过程中不会进一步增加套管扣的扭矩值及连接卡瓦机构卡紧套管处的变形。