【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油及天然气钻井，尤其涉及一种自适应夹持装置及自适应方法。
技术介绍
1、石油钻井作业中，目前是通过钻台面的液压大钳或顶部驱动钻井装置的背钳来对钻杆进行上卸扣操作。以顶部驱动钻井装置的背钳为例，背钳可以卡紧钻杆，通过电机正反转实现旋紧或旋松钻杆(上卸扣)。不同杆径的钻杆，接头螺纹一般也不同，旋紧或旋松螺纹的扭矩也不同；目前常用的钻杆外径变化范围不大，夹紧力一般为一个固定值，不随钻杆杆径的变化而变化，因此目前常用的背钳不能自动调节夹紧，液压大钳也是如此。
2、但随着深井、超深井勘探开采技术的发展，钻杆杆径增大，超深井顶驱背钳的夹持范围增大，如果夹紧力仍然设置为一个固定值，则当夹紧直径较小(壁厚较小)的钻杆时，夹紧力相对小钻杆就太大，容易挤伤钻杆；当夹紧直径较大(壁厚较大)的钻杆时，夹紧力相对于上卸扣扭矩就太小，容易打滑，造成使用不便。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种自适应夹持装置及自适应方法，能够根据钻杆的尺寸自适应调节夹紧力，拓展适用范围。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、自适应夹持装置，包括：
4、钳体，包括壳体与活塞，所述壳体设置有贯穿腔，以能够供钻杆插入；所述壳体设置有若干容纳槽，所述容纳槽的开口位于所述贯穿腔的腔壁；所述活塞密封滑接于所述容纳槽内，以使所述活塞的一侧能够凸出于所述容纳槽夹持所述钻杆，并使所述活塞的另一侧与所述容纳槽的内壁之间形成大小可变的压力腔；所述壳体上还设置有
5、压力供液装置，所述压力供液装置连接所述第一通道；
6、控制系统，所述控制系统连接所述压力供液装置，以能够根据所述活塞的移动距离控制所述压力供液装置的供液压强。
7、作为优选，所述壳体分为多个壳瓣，多个所述壳瓣够拼合成所述壳体，每个所述壳瓣至少设置一个所述容纳槽，所述壳瓣上设置有连接孔。
8、作为优选，所述容纳槽的槽底设置有凸起，所述凸起与所述容纳槽的内壁之间具有环空，所述活塞包括塞体与塞环，所述塞环位于所述塞体的端部，所述塞体设置于所述凸起上，所述塞环密封滑接于所述环空，所述第一通道的出口位于所述塞体与所述凸起之间。
9、作为优选，所述钳体还设置有密封端盖，所述密封端盖设置于所述容纳槽开口处，所述密封端盖设置通过孔，所述塞体滑动穿设所述通过孔。
10、作为优选，所述塞环背离所述凸起的一侧与所述容纳槽的内壁之间具有间隙，所述塞环设置有承接台，所述承接台位于所述间隙内，所述壳体设置有第二通道，所述第二通道连通所述间隙，所述第二通道连接所述压力供液装置。
11、作为优选，所述塞体背离所述塞环的一侧设置有钳牙。
12、作为优选，所述钳体还设置有传感器，所述传感器设置于所述活塞和/或所述壳体上，所述传感器连接所述控制系统，以监测所述活塞的移动距离。
13、作为优选，所述传感器为位移传感器。
14、还提供一种自适应方法，用于如上所述的自适应夹持装置，其包括：
15、所述活塞的可运动最大行程为smax，预设所述控制系统的供液压强为p0、p1、p2、p3；
16、控制所述压力供液装置采用p0进行供液，使所述活塞接触所述钻杆，所述活塞的行程为s实；
17、当0＜s实≤1/3smax时，将所述压力供液装置的供液压强由p0提升至p1；
18、当1/3smax＜s实≤2/3smax时，将所述压力供液装置的供液压强由p0提升至p2；
19、当2/3smax＜s实≤smax时，将所述压力供液装置的供液压强由p0提升至p3；
20、其中，pn＜p0≤pm，pn为所述活塞受到的摩擦阻力与所述压力腔最大面积的比值；pm为最小径的所述钻杆适用压强。
21、作为优选，所述活塞的移动距离s实由所述传感器测量得出；
22、或，
23、所述压力供液装置的供液压强为p0时，所述活塞的移动速度为v；
24、所述压力腔内的实时压强为p实；则当p实由0升至p0所用的时间为t，所述活塞的移动距离s实＝vt。
25、本专利技术的有益效果：
26、通过向压力腔内注入液体，推动活塞向贯穿腔内移动，从而能够将钻杆夹持住，而通过活塞的移动距离控制系统自适应改变液体的供液压强，从而能够改变活塞的夹持力度，进而根据钻杆尺寸的不同，调节夹持力度，适应不同的钻杆，拓展适用范围。
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1.自适应夹持装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述壳体(1)分为多个壳瓣，多个所述壳瓣够拼合成所述壳体(1)，每个所述壳瓣至少设置一个所述容纳槽，所述壳瓣上设置有连接孔(14)。
3.根据权利要求1所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述容纳槽的槽底设置有凸起(15)，所述凸起(15)与所述容纳槽的内壁之间具有环空(16)，所述活塞(2)包括塞体(21)与塞环(22)，所述塞环(22)位于所述塞体(21)的端部，所述塞体(21)设置于所述凸起(15)上，所述塞环(22)密封滑接于所述环空(16)，所述第一通道(12)的出口位于所述塞体(21)与所述凸起(15)之间。
4.根据权利要求3所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述钳体还设置有密封端盖(4)，所述密封端盖(4)设置于所述容纳槽开口处，所述密封端盖(4)设置通过孔，所述塞体(21)滑动穿设所述通过孔。
5.根据权利要求4所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述塞环(22)背离所述凸起(15)的一侧与所述容纳槽的内壁之间具有间隙(17)，
6.根据权利要求3所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述塞体(21)背离所述塞环(22)的一侧设置有钳牙(3)。
7.根据权利要求1-6任一所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述钳体还设置有传感器(5)，所述传感器(5)设置于所述活塞(2)和/或所述壳体(1)上，所述传感器(5)连接所述控制系统，以监测所述活塞(2)的移动距离。
8.根据权利要求7所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述传感器(5)为位移传感器(5)。
9.自适应方法，用于如权利要求7所述的自适应夹持装置，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的自适应方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.自适应夹持装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述壳体(1)分为多个壳瓣，多个所述壳瓣够拼合成所述壳体(1)，每个所述壳瓣至少设置一个所述容纳槽，所述壳瓣上设置有连接孔(14)。
3.根据权利要求1所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述容纳槽的槽底设置有凸起(15)，所述凸起(15)与所述容纳槽的内壁之间具有环空(16)，所述活塞(2)包括塞体(21)与塞环(22)，所述塞环(22)位于所述塞体(21)的端部，所述塞体(21)设置于所述凸起(15)上，所述塞环(22)密封滑接于所述环空(16)，所述第一通道(12)的出口位于所述塞体(21)与所述凸起(15)之间。
4.根据权利要求3所述的自适应夹持装置，其特征在于，所述钳体还设置有密封端盖(4)，所述密封端盖(4)设置于所述容纳槽开口处，所述密封端盖(4)设置通过孔，所述塞体(21)滑动穿设所述通过孔。
5.根据权利要求4所述的自适应夹持装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李赫，王博，李乐，齐建雄，葛士坤，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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