一种新型钻具旋扣装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油工程领域，提供一种新型旋扣装置，主要包括箱体、支架、连杆、驱动马达、充气旋扣橡胶轮、夹紧油缸、推动式液压缸、绞车和电动机；电动机驱动绞车收放钢丝绳来控制支架的升降；夹紧油缸推动充气旋扣橡胶轮夹紧钻具，驱动马达使三个充气旋扣橡胶轮沿同一方向自转，以实现螺纹连接的上卸扣。该旋扣装置的夹紧部件采用的是充气旋扣橡胶轮，变形适应能力强，可在钻具微斜状态下无损拧卸螺纹；指定的旋扣橡胶轮纹理有极好的防滑效果，既清洁了钻具表面泥浆，又提供可靠的摩擦力抱紧钻具；通过绞车控制前端支架的升降，工作时升至高位，停用时降至地面，有效防止旋扣装置因长时间偏重所导致的内部结构破坏。

A new type of spinner for drilling tools

The invention belongs to the field of petroleum engineering, and provides a new type of Spinner device, which mainly comprises a box body, a bracket, a connecting rod, a driving motor, an inflatable spinner rubber wheel, a clamping oil cylinder, a push type hydraulic cylinder, a winch and an electric motor; the electric motor drives the winch to retract and release the steel wire rope to control the lifting and lowering of the bracket; the clamping oil cylinder pushes the inflatable spinner rubber wheel to clamp the drilling tool, and the electric motor drives the three gas charging The spinning rubber wheel rotates in the same direction to realize the screw connection. The clamping part of the spinner adopts the pneumatic spinner rubber wheel, which has strong deformation adaptability and can be unscrewed without damage under the condition of slight inclination of the drilling tool; the specified spinner rubber wheel texture has excellent anti-skid effect, which not only cleans the mud on the drilling tool surface, but also provides reliable friction force to hold the drilling tool; the winch controls the lifting of the front support, which rises to the high position when working and falls when not in use To the ground, effectively prevent the internal structure damage caused by the long-term bias of the spinner.

【技术实现步骤摘要】
一种新型钻具旋扣装置
本专利技术属于石油工程领域，涉及一种用于钻具拧卸的旋扣装置。
技术介绍
在石油钻井钻具安装、拆卸过程中，通常需要借助相应设备来拧卸。对于小尺寸的钻具来说，由于所需预紧力较小，可用管钳、扳手等工具通过人力进行螺纹拧卸；但是对于尺寸和重量较大的钻具，人力往往无法满足其预紧要求，需要利用铁钻工等自动化、大扭矩的装置进行螺纹的拧卸。以铁钻工为例，在上扣时先用背钳固定住下部钻具，再用旋扣钳快速拧上螺纹，最后用冲扣钳螺纹拧紧，提供预紧力；卸扣时同样先用背钳固定住下部钻具，再用冲扣钳拧松螺纹的第一扣，最后用旋扣钳快速卸下钻具。在实际钻探工程中，这种自动化的钻杆拧卸装置大大降低了工人的劳动强度，有效避免了工人操作过程中可能发生的危险，同时提高了工作效率。但是，由于惯性力和风载的作用，钻具可能处于微倾斜状态，造成钻具中心偏离了旋扣装置的工作中心。在大扭矩的作用下，钻具和旋扣装置都会受到一定的损伤，随着损伤的不断累积，可能会造成钻具折断和旋扣装置失灵的事故发生。此外，现有的旋扣装置一般都是从主体上方伸出一部分进行螺纹拧卸，由于旋扣件质量较大，且整体重心前倾，随着时间的累积导致旋扣装置内部结构发生破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种新型钻具旋扣装置，该旋扣装置能在不损伤自身与钻具的前提下，对微倾斜状态下的钻具进行快速、稳定旋扣，降低事故几率，提高生产效率。同时，还能有效防止因长时间偏重导致的旋扣装置内部结构发生破坏。本专利技术的具体技术方案如下：一种新型钻具旋扣装置，包括：箱体和支架，所述箱体后端与推动式液压缸相连，箱体前端一侧内部为空腔，所述支架嵌于箱体空腔内，所述箱体上部固定安装有绞车，所述箱体底部设有导轨，所述箱体和支架由推动式液压缸驱动作前后移动，所述嵌于箱体空腔内的支架通过钢丝绳与绞车连接，绞车由电动机驱动使支架在箱体空腔内上下移动，所述支架前端通过夹紧油缸驱动充气旋扣橡胶轮夹紧或松开钻具，并通过驱动马达驱动充气旋扣橡胶轮旋转拧卸钻具。进一步地，所述支架嵌入箱体内部分为立方实体和两块呈60°角的板状结构组成，另一部分分别与一根连杆和两个夹紧油缸相连，两部分支架的质量接近。进一步地，所述连杆为三个，其中一个直接与支架后端相连，另两个分别通过夹紧油缸固定在支架前端，三个连杆纵轴线两两之间呈120°夹角，所述连杆均由单杆和双杆组成，双杠部分与驱动马达连接。进一步地，所述充气旋扣橡胶轮旋转由驱动马达驱动，当夹紧油缸工作时，通过连杆推动驱动马达，并带动充气旋扣橡胶轮夹紧或松开钻具，所述驱动马达固定于充气旋扣橡胶轮中心，通电后，驱动马达带动外部的充气旋扣橡胶轮绕轴线自转，通过自转方向的不同控制钻具拧卸。进一步地，所述充气旋扣橡胶轮外缘表面设有防滑花纹，包括多条纵向沟槽和连通纵向沟槽的横向沟槽，所述纵向沟槽较横向沟槽宽而深，用于流进沟槽中的泥浆在离心力的作用下甩出；与纵向沟槽连通的横向沟槽将水膜打散，促进泥浆在纵向沟槽中的流动；两条纵向沟槽之间交叉布置的横向沟槽形成的弹性花纹块与钻具充分接触，并排开泥浆；与弹性花纹块相邻的引流花纹块引导泥浆的流向，将泥浆导入纵向沟槽；所述引流花纹块两侧的胎肩花纹块能提供较好的摩擦力，防止打滑。通过上述设计方案，与现有技术相比本专利技术可带来如下有益效果：提供一种新型钻具旋扣装置，该旋扣装置与钻杆接触表面弹性接触，能在不损伤自身与钻具的前提下，对微倾斜状态下的钻具进行快速、稳定旋扣；指定的旋扣橡胶轮花纹类型能更好的处理钻具表面泥浆，增强与钻具之间的摩擦力，降低事故几率，提高生产效率；充气旋扣橡胶轮可以对钻杆形成包裹作用，有效的增加接触面积；空气压力调节能有效防止因长时间偏重导致的旋扣装置内部结构发生破坏。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1为本专利技术旋扣装置的示意图。图2为本专利技术先扣装置的A-A剖视图。图3为本专利技术充气旋扣橡胶轮的纹理图。图中各标记如下：1-箱体、2-支架、3-连杆、4-驱动马达、5-充气旋扣橡胶轮、6-夹紧油缸、7-推动式液压缸、8-导轨、9-绞车、10-钢丝绳、11-电动机、12-钻具、13-胎肩花纹块、14-引流花纹块、15-弹性花纹块、16-横向沟槽、17-纵向沟槽。具体实施方式为了避免混淆和模糊本专利技术的实质，一些公知的具体细节将在描述中被省略。下面结合附图对本专利技术作详细的描述：参考如图1所示，箱体1前端一侧内部掏空，为支架2上下移动提供空间并限定其运移范围，后端与推动式液压缸7相连，并在推动式液压缸7的作用下，使整个旋扣装置沿导轨8移动靠近或远离钻具。所述箱体1上端固定着绞车9和电动机11,在电动机11的驱动下绞车9回转，缠绕或释放钢丝绳10，钢丝绳10的一端固定在支架2上，随着绞车9的回转，带动支架2起降运动。支架2远离箱体1的一侧为板结构，靠近箱体1一侧为实体结构，让钢丝绳10固定端尽可能靠近支架2重心位置，保证支架2在运动过程中处于平稳状态。参考如图1所示,支架2前端分别与一根连杆3和两个夹紧油缸6相连，提供支撑力。支架2开口端与夹紧油缸6连接处用板状结构强化处理，使之能承受来自夹紧油缸6的反作用力。连杆3数量为三个，三个连杆3纵轴线两两之间呈120°夹角，合力的作用点落在钻具12的轴线上。驱动马达4固定于充气旋扣橡胶轮5中心，上下两端与连杆3相接，通电后，驱动马达4带动外部旋扣橡胶轮绕轴线自转，通过自转方向的不同控制螺纹拧卸。充气旋扣橡胶轮5，充气后有一定的弹性，不会损伤微倾斜状态下的钻具12。参考如图2所示,推动式液压缸7固定在地上，箱体1放置在导轨8上，在推动式液压缸7作用下箱体1沿着导轨8方向运移，使得旋扣装置能顺利对正钻具。连杆3靠近支架2一侧为单杆，在中间部位分为双杆，连接驱动马达4的上下端，起固定的作用。当夹紧油缸6工作时，连杆3推动驱动马达4，带动充气旋扣橡胶轮5夹紧或松开钻具12。参考如图3所示，充气旋扣橡胶轮5表面配有指定的防滑花纹：四条纵向沟槽17，即按照旋扣橡胶轮圆周排列的花纹，这种花纹有较好的排水性，可使泥浆流进花纹的沟槽中，在离心力的作用下，更易于将泥浆甩出。与纵向沟槽17连通的横向沟槽16可以起到将水膜打散的作用，促进泥浆在沟槽中的流动。中间的弹性花纹块15可与钻具12充分接触，排开泥浆。与弹性花纹块15相邻的是引流花纹块14，这种类型的花纹能够指引泥浆的流向，将泥浆导入宽而深的纵向沟槽17中。两侧的胎肩花纹块13能提供较好的摩擦力，防止打滑。本专利技术之旋扣装置的旋扣工序如下：进行旋扣作业时，首先通过电动机11带动绞车9缠绕钢丝绳10，将与钢丝绳10相连的支架2从地面提起并升至高位，然后推动式液压缸7工作，将箱体1沿导轨8方向推钻具12，直至靠近箱体1一侧的充气旋扣橡胶轮5刚好顶到钻具12为止；夹紧油缸6工作，推动另外两个充气旋扣橡胶轮5夹紧钻具12，在驱动马达的带动下，三个充气旋扣橡胶轮5沿同一方向自转，实现快速拧卸螺纹；拧卸完成后，夹紧油缸6收回连杆3，使充气旋扣橡胶轮5离开钻具12表面一定距离，推动式液压缸7将箱体1带回原位，电动机11驱动绞车9下放钢丝绳10，将支架2放置于地面上，整套旋扣作业完毕。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型钻具旋扣装置，包括：箱体和支架，其特征在于，所述箱体后端与推动式液压缸相连，箱体前端一侧内部为空腔，所述支架嵌于箱体空腔内，所述箱体上部固定安装有绞车，所述箱体底部设有导轨，所述箱体和支架由推动式液压缸驱动作前后移动，所述嵌于箱体空腔内的支架通过钢丝绳与绞车连接，绞车由电动机驱动使支架在箱体空腔内上下移动，所述支架前端通过夹紧油缸驱动充气旋扣橡胶轮夹紧或松开钻具，并通过驱动马达驱动充气旋扣橡胶轮旋转拧卸钻具。

【技术特征摘要】
1.一种新型钻具旋扣装置，包括：箱体和支架，其特征在于，所述箱体后端与推动式液压缸相连，箱体前端一侧内部为空腔，所述支架嵌于箱体空腔内，所述箱体上部固定安装有绞车，所述箱体底部设有导轨，所述箱体和支架由推动式液压缸驱动作前后移动，所述嵌于箱体空腔内的支架通过钢丝绳与绞车连接，绞车由电动机驱动使支架在箱体空腔内上下移动，所述支架前端通过夹紧油缸驱动充气旋扣橡胶轮夹紧或松开钻具，并通过驱动马达驱动充气旋扣橡胶轮旋转拧卸钻具。2.根据权利要求1所述的一种新型钻具旋扣装置，其特征在于，所述支架嵌入箱体内部分为立方实体和两块呈60°角的板状结构组成，另一部分分别与一根连杆和两个夹紧油缸相连，两部分支架的质量接近。3.根据权利要求1或2所述的一种新型钻具旋扣装置，其特征在于，所述连杆为三个，其中一个直接与支架后端相连，另两个分别通过夹紧油缸固定在支架前端，三个连杆纵轴线两两之间呈120°夹角，所述连杆均由单杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治刚，王宇，孙友宏，田烈宇，陆敬安，刘树华，孙鑫，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22