专利名称：新型油管吊卡背钳装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田采油作业中的起吊油管的工具。
目前，公知的油田采油作业中起吊油管的吊卡工具还是沿袭多年的老式油管吊卡，在作业过程中，从井下起出油管时，需两套油管吊卡，轮流使用，即一只油管吊卡只能与一根油管相匹配。例如在起下油管作业时，先将第一只油管吊卡卡紧在第一根油管的接箍下部，然后用吊环将吊卡挂在吊钩上，吊出第1根油管，当第二根油管接箍露出井口时，再将第二只油管吊卡卡在接箍下面，然后用液压管钳和背钳拧松第一根油管，脱开后，便将第一根油管连同吊卡吊放到油管支架上，此时，吊钩继续起吊第二根油管，当第二根油管吊出井口并露出又一个油管接箍时，两名工人便把从第一根油管上卸下的吊卡再卡在接箍下面，此时，再用液压管钳和背钳拧松第二根油管，再将第二根油管连同第二只油管吊卡吊放到油管支架上，以下类推，往复循环，两只70公斤的油管吊卡则由两名作业工人在油管支架与井口之间来回奔波，其劳动强度相当大。一旦工人疲惫之后，速度便下降，从而使作业速度也随之下降。因此，目前油田采油修井作业一直处于半机械化状况。
为了克服现有的油管吊卡缺陷，本实用新型提供一种新型油管吊卡背钳装置，该装置可以只用一只吊卡即可方便、迅速地起吊油管，作业速度成倍增加，机械化程度大为提高，工人劳动强度大为降低。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案在采油井口上，是安装油管背钳装置，该装置由四部分组成第一部分为机架壳体，它的下法兰与井口相连，用以固定背钳装置，上法兰用以安装操纵卡瓦机构，在机架壳体的右侧安装气压油缸，在机架外壳的内孔加工成上大下小的倒圆锥孔，并在孔的各120°的方向上加工纵向竖槽。第二部分为卡瓦卡紧机构，它由I、II、III三个扇形块相互铰接，I与II铰接，II与III铰接，而I与III不铰接，呈开环形式，它们可以围拢成圆形，也可以伸展成平面。在I、II、III三个扇形块的内侧，各镶嵌一块经过热处理具有足够强度和硬度的弧形牙块，在扇形块的外侧各加工一条纵向凸台。当需要卡紧油管时，可通过气压油缸带动传动机构将三只卡瓦座放入机架壳体内圆锥孔内，此时，三只卡瓦在自重作用下，内牙口与油管接触，外部与圆锥孔相接触，在油管以及卡瓦共同自重作用下，卡瓦便将油管紧紧地卡紧，又由于外缘有纵向凸台与机架内孔上的纵向槽相吻合，在液压管钳拧松或拧紧油管时，也不至于使油管跟转。第三部分为操纵传动机构，液压油缸的活塞杆与叉臂用螺纹相连接，叉臂通过连杆与摇臂相连接，下部为销轴连接，上端摇臂轴为刚性连接，摇臂的一端与摇臂轴刚性连接，另一端与三爪总成销轴连接，三只卡瓦与总成用销轴连接。当液压油缸活塞杆收缩时，活塞杆便带动传动机构将三爪总成从机架圆锥内孔内提出，对油管放松；当液压缸活塞杆伸出时，便将三爪卡紧总成放入圆锥孔内，将油管卡紧。第四部分是气压油缸(液压油缸亦可)，它的固定端固定在机架上，活塞端与操纵传动件相连接，它在系统中主要是提供动力，操纵卡紧机构。与上述机械相配套的还有就是油管吊卡，这种油管吊卡不是传统形式的吊卡，而是一种新型吊卡，在吊卡的中部开有U型开口，设置一个固定的月牙形油管座，在其顶部设置一个活动的月牙型油管座，它可以绕固定月牙形油管座旋转，在它的背部安装一个提升手柄，对活动油管座可作120°的旋转，起吊油管时，先将吊卡插到油管上，然后把活动油管座旋转120°，活动油管座便把油管环抱，封闭起来。为了便于起吊，在吊卡的两侧加工有两个吊环孔，防止滑脱，吊环套入后随即用两只销子插入，同样为防止销子脱落，在销子与吊卡体之间设置一个磁铁垫圈。
本实用新型的有益效果是显而易见的，它可以只用一只油管吊卡即可进行油管起下作业，方便、快捷、安全、省力、高效率、低成本。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是油管背钳装置图2是卡紧装置展开图图3是油管吊卡主视图图4是油管吊卡俯视图图中1、气压油缸 2、机架壳体 3、卡瓦座 4、卡瓦 5、螺钉 6、卡瓦座臂 7、三爪总成座 8、摇臂及轴 9、连杆 10、叉臂 11、提手销 12、磁铁垫圈 13、吊卡体 14、提升手柄 15、固定油管月牙座 16、活动油管座具体实施方式
在
图1中，液压油缸(1)固定在机架壳体(2)上，油缸活塞杆与叉臂(10)通过螺纹连接，连杆(9)的下端与叉臂(10)铰接，上端与摇臂轴(8)刚性连接、摇臂一端与轴也是刚性连接，另一端与三爪总成座(7)铰接，三块卡瓦(3)用铰接互相串联，呈开环形式。当液压缸工作时，通过操纵传动机构可令卡紧机构卡紧或放松。
在图2中，是将三个卡瓦座(3)从机架圆锥孔中提出，将卡瓦I与III绕绞链轴旋转在同一平面内的情形。若将其放入圆锥孔中，三个卡瓦座受圆锥孔的限制，便绕铰链轴旋转形成圆环，将油管环抱直至自动卡紧，这动作情形如同鸟类的翅膀，伸展时可成平面，收拢时便成圆形。由于机座内孔是上大下小的倒圆锥，因此，越向下，直径越小，愈能将油管卡紧，又由于机架内孔还加工有互成120°三条纵向槽与三爪卡座背面的凸台相吻合，在油管拧松或拧紧过程中，还可保持油管不跟转，从而起到了油管背钳的作用。
在图3、图4中，吊卡体(13)的中部加工有固定油管月牙座(15)与活动油管月牙座(16)，为了便于对活动油管月牙座的操纵，在其背面装有一提升手柄(14)，如将活动月牙座逆时针转动，当旋转120°时，活动月牙便与固定月牙形成一个封闭的圆环，便将油管包含其中。此外，在油管吊卡的两侧还加工有两个吊环孔，为防止吊环在起吊油管过程中滑脱，在接近外侧各钻一个纵向孔，插上提手销(12)便可以对吊环予以保护。同样，为防止提手销松脱，在吊卡体(13)与提手销之间设置一个磁铁垫圈(12)，在磁性作用下，提手销便紧紧地吸附在吊卡体上。
权利要求一种新型油管吊卡背钳装置，包括机座、操纵传动机构、卡紧机构、液压油缸执行机构以及吊卡体、活动油管座机构、提手销保险机构，其特征是所述机座是设置在采油井口大四通上，下法兰与井口法兰相连接，用以固定背钳装置，上法兰安装卡紧机构的三爪总成座，机架一侧安装液压油缸，机架的内孔是上口大下口小的倒圆锥孔；所述操纵传动机构，是由叉臂、连杆、摇臂轴及摇臂、三爪总成座部件组成，其中叉臂与液压油缸活塞杆用螺纹连接，连杆下端与叉臂用销轴连接，连杆上端与摇臂轴刚性连接，摇臂一端与摇臂轴刚性连接，另一端与三爪总成座销轴连接；所述卡紧机构是由三只扇形卡瓦座、卡瓦组成，其中扇形卡瓦座的内侧加工有卡瓦座，外侧加工有纵向凸台，卡瓦就安装在内侧的卡瓦座上，并用螺钉拧紧，三个卡瓦座互相用销轴连接，I号座与II号座相连，III号座与II号座相连，I号与III号不连接，呈开环形式，卡紧油管时，三只卡瓦座放入机体倒圆锥孔内，内侧卡瓦与油管接触，外缘凸台与机架倒圆锥上纵向凹槽相吻合，在重力作用下，卡瓦便可将油管卡紧，并保持周向不跟转；所述液压油缸执行机构，它的固定端是安装在机座上，活塞杆与叉臂用销轴相连，液压油缸的进出油管与井口的液压马达输出的液压源相连接；所述吊卡体，在其中间加工有U型开口和月牙形活动油管座，在其两侧加工吊环孔，以及提手销孔，在提手销与吊卡体之间设置一磁铁垫圈。
专利摘要本实用新型涉及一种油田采油作业中的起吊油管的工具。它由机座、卡瓦卡紧机构、操纵传动机构、气压油缸组成油管背钳装置，与之配套的是油管吊卡装置，它由吊卡体、活动油管座、固定油管座、销轴磁铁垫圈构成。背钳装置对油管实施卡紧，既限制油管的自由落体运动，又限制周向旋转。油管吊卡装置主要是起吊油管，两者有机的统一，便形成一套完美的作业模式，达到高效、安全、方便、省力、大大提高了作业的机械化程度，大大减轻工人的劳动强度。
文档编号E21B19/00GK2725506SQ200320129430
公开日2005年9月14日 申请日期2003年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者温兴平, 温兴利, 郭伯华, 丁元广, 廖启安 申请人:温兴平