[發明專利]變徑閘板卡瓦

在審

• 申請號: 201310626037.0
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN104653124A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 楊桂青;張樹平;張振軍;卞康群
• 申請（專利權）人: 江蘇貴鑫石油裝備有限公司
• 主分類號: E21B19/10
• 分類號: E21B19/10
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種油氣田井口作業中使用的液動閘板卡瓦夾緊器的部件——閘板卡瓦，尤其是變徑閘板卡瓦。

背景技術

液動閘板卡瓦夾緊器是在油氣田井口作業中使用的夾緊管柱的器具，目前，一般液動閘板卡瓦夾緊器采用液壓驅動，為液壓式管柱夾緊器，當起下管柱時，液壓式管柱夾緊器能很好地實現夾緊油井內的管柱，油井內的管柱通常為油管；液壓式管柱夾緊器由殼體、液壓缸、閘板卡瓦、側門、側門螺栓、油口接頭構成，液壓式管柱夾緊器還包括密封機構；液壓式管柱夾緊器為左右對稱結構，即其左側結構與右側結構的規格結構相同并且對稱；其殼體的中心為圓形結構的主通孔，殼體上有兩個法蘭結構，即殼體的主通孔兩端分別固定連接法蘭結構，法蘭結構的中心線與主通孔的中心線在同一直線上，殼體有兩個側通孔，兩個側通孔分別與主通孔相通，一個側通孔位于主通孔一側，另一個側通孔位于主通孔另一側，兩個側通孔的中心線在同一直線上并與主通孔的中心線垂直相交；液壓缸包括缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、絲桿、缸筒螺栓及密封裝置，活塞桿固定連接于活塞的一側，活塞桿的外端為公扣結構，其頂為平面，稱之為頂平面，頂平面與活塞的中心線垂直，與頂平面相連的兩側面為平面即側平面，其兩側平面分別與頂平面垂直，且相互平行，其分別到活塞的中心線的垂直距離相等，側平面與活塞桿主體之間有凹槽結構相連，凹槽結構兩端敞口，其槽底面與側平面平行，其兩槽側面相互平行，并且與槽底面垂直，槽側面與活塞桿的頂平面平行，活塞桿上有連接絲桿的盲孔，連接絲桿的盲孔與活塞的中心通孔相通連，連接絲桿的盲孔與活塞的中心通孔及活塞桿、活塞的中心線在同一直線上，活塞的中心通孔及連接在一起的連接絲桿的盲孔內有內螺紋，絲桿包括本體和臺階，本體為圓形桿，本體的中間周壁向外凸出圓環形的臺階，其臺階把絲桿本體分出前段和后段，前段的外徑小于后段的外徑，本體的前段上有公螺紋。閘板卡瓦為塊體的形狀結構，閘板卡瓦外表面上有兩個相對的弧形外壁面和兩個相對的相互平行的外平面，弧形外壁面分別與兩個外平面相交連接，外平面與閘板卡瓦的中間切面垂直，其兩個外平面，一個為上平面，另一個為底平面。閘板卡瓦包括開口結構、母扣結構，開口結構、母扣結構分別位于閘板卡瓦的前部和后部。開口結構位于閘板卡瓦的前部，開口結構指閘板卡瓦的前部的中間的圓弧形的開口，其開口結構的圓弧形的內壁的表層為卡瓦牙結構，卡瓦牙結構是由若干個卡瓦牙排列組合構成，卡瓦牙為弧形的鉗牙，各個卡瓦牙的內周在同一個所屬圓弧周面上，開口結構的弧心線與閘板卡瓦的中間切面在同一平面上，其弧心線與閘板卡瓦的外平面垂直；由于閘板卡瓦的前部有開口結構，其閘板卡瓦的前部就有兩個前頭，兩個前頭相互對稱地分別位于閘板卡瓦的的中間切面的兩側。閘板卡瓦的前部包括兩個前頭；母扣結構位于閘板卡瓦的后部，母扣結構為凸形槽，其由內槽和外槽構成，橫向穿通閘板卡瓦，其槽底面為平面，凸形槽包括內槽和外槽，其內槽的寬度大于外槽的寬度；其母扣結構與液壓閘板卡瓦夾緊器的活塞桿的外端的公扣結構相互配合，外槽的兩槽側面之間的垂直距離與活塞桿的外端的公扣結構的頂部的兩凹槽結構的兩槽底面之間的垂直距離相同，其活塞桿的外端的公扣結構的凹槽結構槽底面的寬度與母扣結構的外槽的槽側面的寬度相同，活塞桿的外端的公扣結構頂平面至凹槽結構的與頂平面相鄰的槽側面的垂直距離與母扣結構的內槽的深度相同，活塞桿的外端的公扣結構的兩側平面之間的垂直距離與母扣結構的凸形槽的內槽的兩槽側面之間的垂直距離相等；這樣，活塞桿套進側門中間的孔內，活塞桿的公扣結構插進卡瓦座上的母扣結構內且相互吻合，活塞及活塞桿套入缸筒內，絲桿的本體的前段上的公螺紋與活塞的中心通孔及連接在一起的活塞桿的連接絲桿的盲孔內的內螺紋旋合連接，缸蓋密封套連絲桿的本體的后段，液壓缸的密封裝置包括缸蓋與絲桿的本體的后段之間的密封及缸蓋與缸筒之間的密封和側門與缸筒之間的密封、活塞桿與側門之間的密封，活塞桿與側門之間的密封分為兩部分，一部分是密封井壓，一部分是密封液控產生的油壓，兩次密封機構位于這兩部門之間，為使該處的密封十分可靠，有多重結構的密封圈，以及中間O形密封圈的輔助密封；側門本身由側門螺栓與殼體連接，側門位于殼體的側通孔外側，缸蓋和缸筒通過缸筒螺栓與側門固定連接在一起，普通的卡瓦總成安裝連接于殼體的側通孔內，側門與缸筒之間的密封采用Y形密封圈實現雙向密封；液壓式管柱夾緊器的密封機構包括液壓缸的密封裝置及側門與殼體之間的密封和油路的密封；殼體的本體內有兩個油路孔，其殼體的一油路孔外口位于殼體正面外側，內口為兩個，其分別位于殼體兩側通孔的外側，油路孔兩內口分別與其對應相連的側門的油路孔口的規格相同、連接位置相對應，其油路孔外口固定連接油口接頭；其殼體的另一油路孔外口也位于殼體正面外側，內口為兩個，其分別位于殼體兩側通孔的外側，油路孔兩內口分別與其對應相連的側門的油路孔口的規格相同、連接位置相對應，其油路孔外口固定連接油口接頭；缸蓋本體內有一條油路孔，其油路孔從缸蓋內側與缸筒對應相連的周側上穿進缸蓋本體，并從缸蓋內側中間穿出；缸筒有一油路孔，缸蓋油路孔的周側油路孔口與缸筒的油路孔的一油路孔口密封相接，缸蓋的油路孔的內側中間的油路孔口通向缸筒內，其側門內有兩個橫穿側門的油路孔，側門的一個油路孔的兩油路孔口分別與缸筒的油路孔的另一油路孔口及殼體的一油路孔密封相通連，側門的另一個油路孔與殼體的另一油路孔密封相通連且通向缸筒內；其各部件分別依程序先后安裝連接完成，其各油路孔的各接口之間均有橡膠密封圈連接，其形成獨立完整密封的油路。油路的密封包括油路孔各接口之間的密封及油口接頭與殼體的油路孔外口的密封；兩個閘板卡瓦分別相對地位于殼體的左、右側通孔內，其兩個相對的閘板卡瓦構成一組普通的卡瓦總成；油口接頭密封連接液壓系統的液壓輸管柱，當液控系統高壓油進入左右缸筒關閉腔時，推動活塞帶動左右閘板卡瓦沿殼體的側通孔分別向井口中心移動，實現夾緊管柱，當高壓油進入左右缸筒開啟腔時，推動活塞帶動左右閘板卡瓦向離開井口中心方向運動，松開管柱，閘板卡瓦開關由液壓系統的液控裝置的換向閥控制；目前，油田修井用的液動閘板卡瓦夾緊器的閘板卡瓦均為單一尺寸卡瓦總成，一種尺寸的閘板卡瓦只能夾緊相應一種尺寸的管柱，也就是說閘板卡瓦只有一個內徑規格，一組閘板卡瓦只能與一種外徑規格的管柱相適應匹配，而油井所用管柱大多都是組合管柱，使用液動閘板卡瓦夾緊器夾緊管柱時，要根據管柱的外徑規格不同的需要，使用與其管柱的外徑規格相適應匹配的不同的內徑規格的閘板卡瓦，因此需要配備不同尺寸的閘板卡瓦，從而通過更換閘板卡瓦來滿足需要，以適應所需夾緊的管柱的外徑規格的變化，這樣不僅在操作時增加工作量，而且存在安全隱患；或者，其液動閘板卡瓦夾緊器裝備多組閘板卡瓦，其各組閘板卡瓦規格不同，從而適應管柱的外徑規格的變化，而這種多組閘板卡瓦的管柱夾緊裝置器結構重復，體積大、高度高、重量重、造價成本高、操作復雜；所以，現有閘板卡瓦不能滿足修井所需的要求。