内卡式顶驱下套管装置制造方法及图纸

内卡式顶驱下套管装置，应用于石油天然气钻井，采用顶部驱动钻井装置下套管作业。连接心轴下端与卡瓦心轴螺纹相连，在连接心轴下端有驱动液压缸；驱动液压缸内腔装有活塞，活塞套在心轴上，活塞的下端环形凹槽内固定有对开的卡环；在对开的卡环的外壁上有一个固定套；卡瓦座套在卡瓦心轴的外壁上；在卡瓦座外壁上固定有限位环；卡瓦座外壁上固定有可更换卡瓦，可更换卡瓦内壁上加工有花键槽，花键槽与卡瓦座上的花键配合；卡瓦心轴的下端螺纹连接导向头。效果是：采用内卡式作用于套管内壁卡紧作用方式，通过现场能方便更换卡瓦、更换皮碗、更换导向头，达到一套装置满足多种规格不同壁厚套管作业的需求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油天然气钻井
，特别涉及采用顶部驱动钻井装置实施固井施工中的专用装置，是一种用于下套管作业或者作为套管钻井的内卡式套管驱动装置。
技术介绍
顶驱下套管装置对套管的适用性及适用范围，在很大程度上决定了其自身的生命力和推广力度。中国专利ZL200920105896. 4详细描述了顶驱下套管装置的结构和作用原理。针对该装置只能适用于一种规格套管例如9-5/8”套管或7”套管的不足，在原有顶驱下套管装置的基础上对其进行了结构改进，提高其适用性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种内卡式顶驱下套管装置，实现对套管的连接，确保上扣扭矩的精确控制，能在下套管作业的同时旋转套管柱，随时根据需要灌注或者循环泥浆，提高下套管作业的安全性和作业质量。本技术采用的技术方案是内卡式顶驱下套管装置，主要由连接心轴、上端盖、上轴承、驱动液压缸、活塞、下端盖、固定套、卡环、下轴承、限位环、卡瓦心轴、挡环、卡瓦座、可更换卡瓦、可更换皮碗和导向头组成，其特征在于连接心轴有中心孔，连接心轴两端加工有内螺纹，连接心轴下端与卡瓦心轴螺纹相连，卡瓦心轴有中心孔；在连接心轴的下端有驱动液压缸，连接心轴上加工有台阶，上轴承安装在该台阶上，上轴承的外圆与驱动缸内孔配合；驱动液压缸是一单活塞双向油缸，驱动液压缸内腔装有活塞，活塞套在心轴上，活塞在驱动液压缸内部做直线往复运动，活塞的下端面加工有环形凹槽，环形凹槽内固定有对开的卡环；驱动液压缸上端通过一组螺钉固定有上端盖；上端盖加工有圆周方向均布螺钉孔的空心法兰盘，连接心轴从上端盖中心孔穿过；驱动液压缸下端通过一组螺钉固定有下端盖，下端盖加工有圆周向均布螺钉孔的空心法兰盘，活塞的下端从下端盖中心孔穿过。 在对开的卡环的外壁上有一个固定套；在对开的卡环内有下轴承；卡瓦座套在卡瓦心轴的外壁上，卡瓦心轴有中心孔，卡瓦心轴上端外壁有向外凸出的环形体，卡瓦心轴上端外壁的向外凸出的环形体在上轴承的上端面上；在卡瓦座外壁上固定有限位环；限位环的位置在卡环的下部；卡瓦座外壁上固定有可更换卡瓦，在可更换卡瓦的上部并在卡瓦座的壁上固定有挡环，所述的可更换卡瓦是由2 8个卡瓦块组成圆筒形，在可更换卡瓦外壁加工有卡瓦牙，可更换卡瓦内壁上加工有花键槽，花键槽与卡瓦座上的花键配合；在卡瓦心轴下端有内螺纹，卡瓦心轴的下端螺纹连接导向头，在导向头上端套装有皮碗。所述的导向头有中心孔，导向头的下端为圆锥体形。所述的固定套壁上均布有螺钉孔，通过螺钉将固定套固定在对开卡环的外壁上。导向头下端部外壁上均布有3-6个径向圆孔。顶驱下套管装置的心轴与顶部驱动钻井系统主轴相连接，通过顶驱传动转动扭矩和提升或下放管柱。本技术的有益效果本技术内卡式顶驱下套管装置，采用内卡式作用于套管内壁卡紧作用方式，通过现场能方便更换卡瓦、更换皮碗、更换导向头，达到一套装置满足多种规格不同壁厚套管作业的需求，克服了一套装置只能服务一种作业对象的不足， 提高装置的适用性，减少了油田现场作业设备数量，降低了作业转换时间，从而提高作业效率，降低钻井作业综合成本。附图说明图1是本技术内卡式顶驱下套管装置结构剖面示意图。图中，1-连接心轴，2-上端盖，3-上轴承，4-驱动液压缸，5-活塞，6-下端盖，7_固定套，8-卡环，9-下轴承，10-限位环，11-卡瓦心轴，12-挡环，13-卡瓦座，14-可更换卡瓦， 15-可更换皮碗，16-导向头。具体实施方式实施例1 :以一个XTG168型内卡式顶驱下套管装置为例，对本技术作进一步详细说明。参阅图1。内卡式顶驱下套管装置，主要由连接心轴1、上端盖2、上轴承9、驱动液压缸4、活塞5、下端盖6、固定套7、卡环8、下轴承9、限位环10、卡瓦心轴11、挡环12、卡瓦座13、可更换卡瓦14、可更换皮碗15和导向头16组成。连接心轴1有中心孔，连接心轴1两端加工有内螺纹，连接心轴1下端与卡瓦心轴 11螺纹相连，卡瓦心轴11有中心孔。在连接心轴1的下端有一个驱动液压缸4，连接心轴 1上加工有台阶，上轴承9安装在该台阶上，上轴承9的外圆与驱动缸4内孔配合。驱动液压缸4是一单活塞双向油缸，驱动液压缸4内腔装有活塞5，活塞5套在心轴1上，活塞5在驱动液压缸4内部做直线往复运动。活塞5的下端面加工有环形凹槽，环形凹槽内固定有对开的卡环8。对开的卡环8是两个半圆形管状。驱动液压缸4上端通过一组螺钉固定有上端盖2。上端盖2加工有圆周方向均布螺钉孔的空心法兰盘，连接心轴1从上端盖2中心孔穿过。驱动液压缸4下端通过一组螺钉固定有下端盖6，下端盖6加工有圆周向均布螺钉孔的空心法兰盘，活塞5的下端从下端盖6中心孔穿过。在对开的卡环8的外壁上有一个固定套7，所述的固定套7壁上均布有螺钉孔，通过螺钉将固定套7固定在对开卡环8的外壁上。在对开的卡环8内有下轴承9 ；卡瓦座13套在卡瓦心轴11的外壁上，卡瓦心轴11 有中心孔，卡瓦心轴11上端外壁有向外凸出的环形体，卡瓦心轴11上端外壁的向外凸出的环形体在上轴承9的上端面上。在卡瓦座13外壁上固定有一个限位环10 ；限位环10的位置在卡环8的下部。卡瓦座13外壁上固定有可更换卡瓦14，在可更换卡瓦14的上部并在卡瓦座13的壁上固定有挡环12，所述的可更换卡瓦14是由六个相同的卡瓦块组成圆筒形，在可更换卡瓦14外壁加工有卡瓦牙，可更换卡瓦14内壁上加工有花键槽，花键槽与卡瓦座13上的花键配合；在卡瓦心轴11下端有内螺纹，卡瓦心轴11的下端螺纹连接导向头16，在导向头16上端套装有皮碗15。所述的导向头16有中心孔，导向头16的下端为圆锥体形。导向头16下端部外壁上均布有四个径向圆孔。 当顶驱下套管装置与顶驱配套使用进行下套管作业时，连接心轴1与顶驱的主轴相连，液压源与驱动液压缸4的油路端口相接。下放顶驱装置，顶驱下套管装置随之下降， 此时导向头16插入套管内孔，继续下放钻机大钩，皮碗15随之进入套管，而后卡瓦机构卡瓦14、卡瓦座13、卡瓦心轴11进入套管内部，直到限位环10和套管上端面接触，此时停止下放大钩。启动液压源，驱动油缸4上端口进油，活塞5在液压驱动下向下运动，进而推动传递机构卡环8、下轴承9、固定套7促使卡瓦座13沿卡瓦心轴11向下运动，卡瓦14外径就与套管内径卡紧，由于卡瓦14外圆上加工有钳牙，这样卡紧力增大。旋转顶驱，顶驱下套管装置的心轴随之转动，连接心轴1带动卡瓦心轴11旋转，在卡瓦心轴11花键的作用下，卡瓦座13随之转动。这样就可以完成套管的旋扣上扣或者卸扣动作，直到达到预定的扭矩。 如果下入的套管范围比较大，例如套管规格从6-5/8”到9-5/8”，由于跨度比较大，需要有对应的卡瓦14与套管配合使用。此时可以通过更换不同卡瓦14以满足作业需求，与之同步需要更换皮碗15和导向头16，以便实现密封和泥浆循环的功能，更换不同规格的导向头 16可实现套管插入的便捷性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内卡式顶驱下套管装置，主要由连接心轴(1)、上端盖O)、上轴承(9)、驱动液压缸(4)、活塞(5)、下端盖(6)、固定套(7)、卡环(8)、下轴承(9)、限位环(10)、卡瓦心轴 (11)、挡环(12)、卡瓦座(13)、可更换卡瓦(14)、可更换皮碗(15)和导向头(16)组成，其特征在于连接心轴(1)有中心孔，连接心轴(1)两端加工有内螺纹，连接心轴(1)下端与卡瓦心轴(11)螺纹相连，卡瓦心轴(11)有中心孔；在连接心轴(1)的下端有驱动液压缸 G)，连接心轴(1)上加工有台阶，上轴承(9)安装在该台阶上，上轴承(9)的外圆与驱动缸 (4)内孔配合；驱动液压缸(4)是一单活塞双向油缸，驱动液压缸(4)内腔装有活塞(5)，活塞(5)套在心轴(1)上，活塞( 的下端面加工有环形凹槽，环形凹槽内固定有对开的卡环 (8)；驱动液压缸⑷上端通过一组螺钉固定有上端盖(2)；上端盖(2)加工有圆周方向均布螺钉孔的空心法兰盘，连接心轴(1)从上端盖( 中心孔穿过；驱动液压缸(4)下端通过一组螺钉固定有下端盖(6)，下端盖(6)加工有圆周向均布螺钉孔的空心法兰盘，活塞(5) 的下端从下端盖(6)中心孔穿过；在对开的卡环(8)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏英，邹连阳，黄衍福，张国田，陶诗凯，周家齐，贺涛，范春英，王娜，李兴杰，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，北京石油机械厂，
类型：实用新型
国别省市：