專利名稱：多用途管柱氣動卡瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油、天然氣鉆井、完井及修井起、下鉆桿、鉆鋌和 下放套管、油管的一種井口快速夾緊裝置，特別設(shè)計一種以壓縮空氣為動 力，能對不同尺寸的管柱通過快速更換卡瓦體來實現(xiàn)夾緊的氣動卡瓦。
背景技術(shù)：
目前石油、天然氣鉆井和完井作業(yè)時使用的卡緊裝置多為雙吊卡或單 吊卡加手提式卡瓦，人工操作，勞動強(qiáng)度大，工作效率低，并存在安全隱
患。中國專利200320100403.X"多功能全自動鉆桿氣動卡瓦"、03221040.X "石油鉆柱氣動卡瓦"、200520068260.X "氣動卡瓦"和200520105076.X "組合式油井作業(yè)用氣動卡瓦"等分別提供了鉆井施工用的氣動卡瓦，使 鉆桿起、下鉆操作簡單，提高了自動化程度，降低了工人的勞動強(qiáng)度，國 外也有類似的產(chǎn)品。但是上述幾種氣動卡瓦在起鉆時都是靠氣缸推動支撐 盤上行，支撐盤拉動連桿帶動與之鉸鏈的卡瓦體上行來實現(xiàn)讓開鉆柱提升 空間的。由于卡瓦體及連桿的自重問題，上行時受向下重力影響，很難實 現(xiàn)空間的最大化，也不可避免的發(fā)生鉆柱磕碰卡瓦牙板的現(xiàn)象；上述幾種 氣動卡瓦支撐盤都是通過螺栓與導(dǎo)向桿和氣缸活塞桿直接連接，這樣在夾 持不同尺寸鉆柱需更換不同尺寸卡瓦體時，需要拆卸的螺栓多，且更換卡瓦體后上螺栓對位麻煩，操作誤時，不利于實現(xiàn)快速更換；上述氣動卡瓦 在與大方瓦配合的卡瓦座結(jié)構(gòu)上是實心的，重量較重，操作時笨重，不利 于實現(xiàn)快速安裝?；谏鲜鰡栴}，這幾種氣動卡瓦未得到廣泛使用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型多用途管 柱氣動卡瓦。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案-
一種多用途管柱氣動卡瓦，包括卡瓦座、氣缸、氣路座、卡瓦體、刮 泥器、連桿、支撐盤、導(dǎo)向桿、扶正環(huán)、牙板，兩片卡瓦座由通過鉸鏈及 螺栓連接為一個整體，汽缸內(nèi)置于卡瓦座內(nèi)部，氣路座及配套的快速接頭 固定在卡瓦座上，內(nèi)置的集成有氣路通道與汽缸相連，汽缸的活塞桿與導(dǎo) 向桿均固定在支撐盤上，扶正環(huán)安裝在卡瓦座底部，其特征在于，卡瓦體 和連桿之間增設(shè)了四組扭簧，扭簧一端插入卡瓦體內(nèi)，另一端固定在連桿 上，支撐盤上增設(shè)了支撐盤加連接板的結(jié)構(gòu)。
其中，支撐盤加連接板的結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向桿通過內(nèi)六角螺釘與支撐盤相連， 連接板通過四顆螺栓與支撐盤相連，卡瓦體通過連桿與連接板相連，刮泥 器鉸鏈在連接板上。連桿與連接板與卡瓦體之間連接方式均為鉸鏈連接， 卡瓦座外圓中間部位為加加強(qiáng)筋的空心體結(jié)構(gòu)。
本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)輕巧、安裝方便、操作簡單、工人勞 動強(qiáng)度低、能顯著提高起、下鉆速度。

圖l為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的局部放大圖； 圖3為圖1的剖面圖。
具體實施方式
為了使本實用新型更容易被理解，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本 實用新型做更詳細(xì)說明。
參閱圖1、圖2、圖3, —種多用途管柱氣動卡瓦，包括卡瓦座l、氣 缸2、氣路座3、卡瓦體4、刮泥器6、連桿7、支撐盤9、導(dǎo)向桿IO、扶 正環(huán)ll、牙板12,兩片卡瓦座l由通過鉸鏈及螺栓連接為一個整體，汽缸 2內(nèi)置于卡瓦座1內(nèi)部，氣路座3及配套的快速接頭固定在卡瓦座1上， 內(nèi)置的集成有氣路通道與汽缸2相連，汽缸2的活塞桿與導(dǎo)向桿10均固定 在支撐盤9上，扶正環(huán)11安裝在卡瓦座1底部。
另外，卡瓦體4和連桿7之間增設(shè)了四組扭簧5，扭簧5—端插入卡 瓦體4內(nèi)，另一端固定在連桿7上，支撐盤9上增設(shè)了支撐盤9加連接板 8的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向桿10通過內(nèi)六角螺釘與支撐盤9相連，連接板8 通過四顆螺栓與支撐盤9相連，卡瓦體4通過連桿7與連接板8相連，刮 泥器6鉸鏈與連接板8上。連桿7與連接板8與卡瓦體4之間連接方式均 為鉸鏈連接。
本實用新型還克服了自身笨重的問題，通過建立力學(xué)模型、動力學(xué)仿 真分析和對關(guān)健零件的有限元分析，采用對卡瓦座1內(nèi)、外圓中間部位由 實心變?yōu)榧蛹訌?qiáng)筋13的空心體14的結(jié)構(gòu)來減輕卡瓦座1重量，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)輕巧，吊裝方便。
使用時，司鉆操作閥門進(jìn)氣，通過氣路座3及其配套管線從氣缸2底 部進(jìn)氣，活塞桿上行，活塞桿及導(dǎo)向桿10推動支撐盤9帶動連接板8上升， 連接板8拉動連桿7帶動卡瓦體4上行，卡瓦體4在連桿7及扭簧5的作 用下沿卡瓦座1內(nèi)圓弧錐面快速上升及張開，讓出鉆桿通道，鉆桿提升， 同時刮起泥器6開始工作，將鉆桿上粘附的泥漿刮入井口；反之如圖l右 面所示，司鉆操作閥門反向進(jìn)氣，活塞下行，經(jīng)活塞桿及導(dǎo)向桿10拉動支 撐盤9下行，帶動連接板8下行，通過連桿6帶動卡瓦體4沿卡瓦座1內(nèi) 面下行，直至抱合卡緊鉆桿為止。扶正環(huán)11的的作用是當(dāng)鉆桿偏斜井口時， 避免鉆桿直接磨損卡瓦座1或避免鉆桿磕碰卡瓦體4上牙板12。
下鉆作業(yè)時卡瓦工作過程與起鉆作業(yè)時基本相同，當(dāng)使用不同尺寸的 鉆桿時，只需拆掉連接板8上的四顆螺栓，把內(nèi)芯即連接板8、連桿7、扭 簧5和卡瓦體4作為配件組成的整體拿開，換為與鉆桿相匹配的另一套內(nèi) 芯并擰緊四顆螺栓即可。
本實用新型適用于各種類型的鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤，通過快速更換卡瓦體，可用 于卡持3-1/2"、 5"、 5-1/2"的鉆桿，5"、 5-1/2"套管和油管。兼具自動扶 正、卡持不同尺寸管柱和進(jìn)行自動刮泥的多種用途。具有結(jié)構(gòu)輕巧，安裝 方便，操作簡單，用途廣泛，自動化程度高，工人勞動強(qiáng)度低，能顯著提 高起、下鉆速度等特點，是一種理想的井口機(jī)械化工具。
權(quán)利要求1.一種多用途管柱氣動卡瓦，包括卡瓦座、氣缸、氣路座、卡瓦體、刮泥器、連桿、支撐盤、導(dǎo)向桿、扶正環(huán)、牙板，兩片卡瓦座由通過鉸鏈及螺栓連接為一個整體，汽缸內(nèi)置于卡瓦座內(nèi)部，氣路座及配套的快速接頭固定在卡瓦座上，內(nèi)置的集成有氣路通道與汽缸相連，汽缸的活塞桿與導(dǎo)向桿均固定在支撐盤上，扶正環(huán)安裝在卡瓦座底部，其特征在于，卡瓦體和連桿之間增設(shè)了四組扭簧，扭簧一端插入卡瓦體內(nèi)，另一端固定在連桿上，支撐盤上增設(shè)了支撐盤加連接板的結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多用途管柱氣動卡瓦，其特征在于，支撐 盤加連接板的結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向桿通過內(nèi)六角螺釘與支撐盤相連，連接板通過四 顆螺栓與支撐盤相連，卡瓦體通過連桿與連接板相連，刮泥器鉸鏈于連接 板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多用途管柱氣動卡瓦，其特征在于，連桿 與連接板與卡瓦體之間連接方式均為鉸鏈連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多用途管柱氣動卡瓦，其特征在于，卡瓦 座外圓中間部位為加加強(qiáng)筋的空心體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種以壓縮空氣為動力，能對不同尺寸的管柱通過快速更換卡瓦體來實現(xiàn)夾緊的氣動卡瓦，包括卡瓦座、氣缸、氣路座、卡瓦體、刮泥器、連桿、支撐盤、導(dǎo)向桿、扶正環(huán)、牙板，兩片卡瓦座由通過鉸鏈及螺栓連接為一個整體，汽缸內(nèi)置于卡瓦座內(nèi)部，氣路座及配套的快速接頭固定在卡瓦座上，內(nèi)置的集成有氣路通道與汽缸相連，汽缸的活塞桿與導(dǎo)向桿均固定在支撐盤上，扶正環(huán)安裝在卡瓦座底部，其特征在于，卡瓦體和連桿之間增設(shè)了四組扭簧，扭簧一端插入卡瓦體內(nèi)，另一端固定在連桿上，支撐盤上增設(shè)了支撐盤加連接板的結(jié)構(gòu)。本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)輕巧、安裝方便、操作簡單、工人勞動強(qiáng)度低、能顯著提高起、下鉆速度。
文檔編號E21B19/00GK201292789SQ20082022302
公開日2009年8月19日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者蔡汶學(xué), 黃永富 申請人:成都西油聯(lián)合石油天然氣工程技術(shù)有限公司