[發(fā)明專利]沖扣鉗裝置和使用該沖扣鉗裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510345864.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105134108B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李學(xué)軍;劉忱;崔杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京捷杰西石油設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): E21B19/18
• 分類號(hào): E21B19/18
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 汪洋

本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種沖扣鉗裝置。所述沖扣鉗裝置包括上鉗、下鉗、和安裝在所述上鉗和所述下鉗之間的中鉗，其中，所述上鉗和所述下鉗配置成使一個(gè)鉆具接頭在第一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述中鉗配置成使另一個(gè)鉆具接頭在與所述第一方向相反的第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；或者，所述上鉗或所述下鉗配置成固定一個(gè)鉆具接頭，并且所述中鉗配置成使另一個(gè)鉆具接頭轉(zhuǎn)動(dòng)；或者，所述上鉗或所述下鉗配置成使一個(gè)鉆具接頭轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述中鉗配置成固定另一個(gè)鉆具接頭。本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用上述沖扣鉗裝置的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井用機(jī)械，具體是一種為鉆具連接提供上扣和卸扣作業(yè)的沖扣鉗裝置和使用該沖扣鉗裝置進(jìn)行鉆具上扣和卸扣作業(yè)的方法。

背景技術(shù)

隨著石油鉆井作業(yè)自動(dòng)化水平的提高，自動(dòng)化程度高的井口液壓石油工具(如動(dòng)力鉆桿鉗、動(dòng)力套鉗、鐵鉆工等)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。由于鉆具的上扣和卸扣作業(yè)的工作環(huán)境比較惡劣，設(shè)備直接接觸化學(xué)泥漿，承受的扭矩載荷大，并經(jīng)常有沖擊載荷，需要一種的、更加皮實(shí)耐用、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的用于上扣和卸扣作業(yè)的沖扣鉗裝置和方法。

目前，用于井口鉆具的上扣和卸扣作業(yè)的液壓沖扣鉗裝置通常由上鉗、下鉗、沖扣缸、以及上鉗與下鉗之間的連接結(jié)構(gòu)組成，沖扣缸連接上鉗和下鉗的尾部。上鉗和下鉗的結(jié)構(gòu)基本一致，主要由鉗體、鉗頭、鉗牙、夾緊缸等組成，鉗牙裝在鉗頭上，鉗頭安裝在夾緊缸的缸桿端部，夾緊缸裝在鉗體上。設(shè)備工作時(shí)，夾緊缸推動(dòng)鉗頭去夾緊鉆具接頭，并使鉗牙咬入鉆具接頭外壁；上鉗夾緊鉆具的上接頭，下鉗夾緊鉆具的下接頭，通過(guò)沖扣缸缸桿的伸出或縮回來(lái)進(jìn)行鉆具接頭的上扣或卸扣作業(yè)。

現(xiàn)有的沖扣鉗裝置存在以下缺點(diǎn)：一、由于鉆具的上卸扣扭矩載荷較大，需要一對(duì)大口徑的夾緊缸來(lái)產(chǎn)生大的夾緊力(通常不小于100噸)，使鉗牙嵌入鉆具接頭外壁來(lái)防止沖扣作業(yè)時(shí)的打滑；二、由于上卸扣作業(yè)載荷經(jīng)常是沖擊載荷，且垂直于夾緊缸桿，容易造成夾緊缸密封失效；三、由于鉆具外表通常帶有泥漿，泥漿和夾緊缸缸桿直接接觸，也容易造成缸桿和密封的失效；四、由于不同的鉆具接頭之間的上卸扣扭矩作業(yè)是不同的，而沖扣鉗的夾緊力總是設(shè)定在最大扭矩載荷時(shí)的需要值上，這給鉆具接頭帶來(lái)過(guò)度的咬傷?？傊F(xiàn)有的沖扣鉗裝置存在的工作壽命較短、現(xiàn)場(chǎng)維修復(fù)雜、減短鉆具使用壽命等缺點(diǎn)和不足之處。

因此目前需要一種能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題的沖扣鉗裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的液壓沖扣鉗存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種受力結(jié)構(gòu)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、皮實(shí)耐用、現(xiàn)場(chǎng)維修簡(jiǎn)便的、能大幅度地減少設(shè)備的維修時(shí)間、能大幅度地減少在上卸扣作業(yè)中鉗牙對(duì)鉆具接頭的過(guò)度咬傷從而延長(zhǎng)鉆具的使用壽命的液壓沖扣鉗裝置和方法，從而提高鉆井作業(yè)的安全和效率。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種沖扣鉗裝置。

在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，沖扣鉗裝置包括上鉗、下鉗、和安裝在所述上鉗和所述下鉗之間的中鉗，其中，所述上鉗和所述下鉗配置成使一個(gè)鉆具接頭在第一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述中鉗配置成使另一個(gè)鉆具接頭在與所述第一方向相反的第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；或者，所述上鉗或所述下鉗配置成固定一個(gè)鉆具接頭，并且所述中鉗配置成使另一個(gè)鉆具接頭轉(zhuǎn)動(dòng)；或者，所述上鉗或所述下鉗配置成使一個(gè)鉆具接頭轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述中鉗配置成固定另一個(gè)鉆具接頭。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，沖扣鉗裝置還包括連接上鉗和中鉗的第一連接結(jié)構(gòu)和連接中鉗和下鉗的第二連接結(jié)構(gòu)，使得所述中鉗能夠相對(duì)于所述上鉗和下鉗在水平平面中運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，第一連接結(jié)構(gòu)包括：第一中間軸；第一臂，所述第一臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述第一中間軸和所述上鉗；和第二臂，所述第二臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述第一中間軸和所述中鉗。第二連接結(jié)構(gòu)包括：第二中間軸；第三臂，所述第三臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述第二中間軸和所述中鉗；和第四臂，所述第四臂可樞轉(zhuǎn)地連接到所述第二中間軸和所述下鉗。