一种用于管柱单根作业的夹持装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于管柱单根作业的夹持装置。


背景技术：

2.目前，在石油及天然气钻井施工过程中，管柱单根作业是必不可少的工序之一。管柱单根作业是指将多根管在鼠洞的上方柱依次连接在一起并放入油井的鼠洞之中。在这一过程中，需要在油井的鼠洞上安装夹持设备，这种夹持设备是通过翻板对已经放入鼠洞中的管柱进行固定，防止两个管柱连接的过程中已经放入鼠洞中的管柱落入井底。
3.现有的夹持设备是通过人工控制翻板的开合，每连接一根管柱便需要翻板开合一次。而在管柱单根作业中通常需要连接大量的单根管柱，且翻板的开合需要很大的外力。因此，现有的夹持设备在需要多个工作人员进行长时间的作业，耗时耗力。
4.除此以外，现有的夹持设备对管柱的夹持效果较差，容易导致管柱提前落入鼠洞底部。同时，现有的夹持设备无法对夹持的管柱提供反扭矩，导致两个管柱连接时，被夹持的管柱容易在连接管柱的带动下进行同向旋转，不利于管柱之间的螺纹连接。这些问题导致现有的夹持设备的可靠性较低。


技术实现要素：

5.针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种用于管柱单根作业的夹持装置，本装置不仅能够节约人力成本，并且能够提高作业过程的可靠性。
6.根据本发明，提供了一种用用于管柱单根作业的夹持装置，包括：管状的本体，所述本体内具有第一通孔，在所述本体的第一端的两侧设置有左翼板和右翼板。以及分别设置在左翼板和右翼板上的第一翻板和第二翻板，所述第一翻板和第二翻板的彼此相邻的侧面构造为对称的半圆弧面，使得第一翻板和第二翻板共同形成与所述第一通孔相连通的第二通孔。
7.其中，所述第一翻板和第二翻板能够在左翼板和右翼板上进行翻转，使得所述第二通孔具有卡持管体，阻碍管体通过第一通孔和第二通孔的第一状态和允许管体通过第一通孔和第二通孔的第二状态。
8.在一个优选的实施例中，还包括分别铰接在左翼板和右翼板上的第一翻转台和第二翻转台，所述第一翻转台和第二翻转台的自由端分别与第一翻板和第二翻板相连接。
9.在一个优选的实施例中，在所述左翼板和右翼板上还分别设置有能够控制所述第一翻转台和第二翻转台转动的动力发生装置。
10.在一个优选的实施例中，所述第一翻板和第二翻板分别与左翼板和右翼板之间分别形成有第一间隙和第二间隙，所述第一翻转台和第二翻转台的自由端分别伸入所述第一间隙和第二间隙内并分别延伸至所述第一翻板和第二翻板的侧面处。
11.在一个优选的实施例中，在所述第一翻板和第一翻转台之间、第二翻板与第二翻转台之间还分别设置有至少一个定位件。
12.在一个优选的实施例中，其特征在于，在所述第一通孔的内壁上还设置有钳牙层。
13.在一个优选的实施例中，在所述本体的第二端还设置有底板，所述底板具有与油井鼠洞相连接的接头。
14.在一个优选的实施例中，在所述本体的外壁上还设置有弹性件，所述左翼板及右翼板具有固定连接在底板上的固定部以及通过所述弹性件连接在底板上的活动部。
15.在一个优选的实施例中，在所述左翼板和右翼板上还设置有销轴安装槽，所述第一翻转台和第二翻转台通过安装在所述安装槽内的转轴分别与左翼板和右翼板相铰接。
16.在一个优选的实施例中，所述动力发生装置是气缸。
附图说明
17.下面将参照附图对本发明进行说明。
18.图1显示了根据本发明的用于管柱单根作业的夹持装置的示意图。
19.图2为图1所示的用于管柱单根作业的夹持装置处于工作状态时的示意图。
20.在本技术中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
21.下面通过附图来对本发明进行介绍。
22.图1显示了根据本发明的一个实施例的用于管柱单根作业的夹持装置100。如图1所示，所述用于管柱单根作业的夹持装置100包括本体10。所述本体10构造为管状，在所述本体10内构造有第一通孔15。所述第一通孔15用于容纳管柱单根(未示出)。
23.如图1所示，在所述本体10的第一端11的两侧对称地设置有左翼板20和右翼板30。同时，在所述左翼板20和右翼板30上还分别设置有第一翻板21和第二翻板31。所述第一翻板21和第二翻板31相邻的侧面211构造为对称的半圆弧面。由此，在所述第一翻板21和第二翻板31之间便形成了大致一个圆形的第二通孔25，所述第二通孔25与第一通孔15相连通。
24.在本发明中，当第一翻板21和第二翻板31出于水平状态时，所述第二通孔25的直径设置为略小于管柱单根的直径。而容易理解，在第一翻板21和第二翻板31由水平状态旋转至竖直状态的过程中，所述第二通孔25的直径会逐渐地增大。
25.而在第一翻板21和第二翻板31旋转的过程中，当第二通孔25与管柱单根的直径相同时，所述第一翻板21和第二翻板31会倾斜地抵靠在所述管柱单根的上，并在管柱单根的重力作用下固定所述管柱单根；当第二通孔25的直径大于管柱单根的直径时，所述管柱单根能正常地通过所述第二通孔25到达第一通孔15处。由此使得所述第二通22孔具有卡持管柱单根，阻碍管柱单根通过第一通孔15和第二通孔25的第一状态和允许管柱单根通过第一通孔15和第二通孔25的第二状态。
26.图2为图1所示的如图1所示用于管柱单根作业的夹持装置100的翻转示意图。如图2所示，在所述左翼板20和右翼板30上还分别设置有第一翻转台22和第二翻转台32。具体地，在所述左翼板20和右翼板30上分别设置有沿水平方向贯穿左翼板20和右翼板30的第一凹槽23和第二凹槽33,所述第一凹槽23和第二凹槽33内分别设置有转轴231，所述第一翻转台22和第二翻转台32的固定端221分别通过转轴231分别连接在所述左翼板20和右翼板30
上，由此使得第一翻转台22和第二翻转台32能够绕转轴231向靠近本体10第一端11的方向旋转。
27.同时，所述第一翻板21和第二翻板31分别与左翼板22和右翼板32之间分别形成有第一间隙24和第一间隙34，所述第一翻转台22和第二翻转台32的自由端222分别伸入所述第一间隙24和第一间隙34内并分别延伸至所述第一翻板20和第二翻板30的侧面211处。由此，当第一翻转台22和第二翻转台32向靠近本体10第一端11的方向旋转时，能够推动第一翻板21和第二翻板31进行同步旋转。
28.如图1所示，在所述左翼板20和右翼板30上还分别设置有动力发生装置26。所述动力发生装置26优选地设置气缸。通过所述动力发生装置26能够控制所述第一翻转台22和第二翻转台32转动，进而控制所述第一翻板21和第二翻板31翻动。
29.而在本发明中，所述动力发生装置26通过传输线连接在控制器(未示出)上，通过控制器可以远程地控制第一翻板21和第二翻板31翻动。由此避免工作人员在在管柱单根作业的现场进行操作，从而降低作业人员的安全风险。
30.在一个优选的实施例中，在所述第一翻板21和第一翻转台22之间还设置有至少一个定位件28。所述定位件28包括设置在所述第一翻转台之间22上的凸台281和设置在第一翻板21上的圆筒282。所述凸台281能够伸入圆筒282中使得凸台281和圆筒282形成卡和，从而对第一翻板21起到固定和限位作用。由此保证在多次重复的翻转过程中，第一翻板21和第一翻转台22的相对位置保持恒定，这样有利于提高管柱单根作业的夹持装置100的控制精度。
31.如图1所示，在一个优选的实施例中，在所述第一通孔15的内壁上还设置有钳牙层151。所述钳牙层151能够提高管柱与第一通孔15内壁的摩擦力，从而为管柱的转动提供一个反扭矩，防止管柱在所述第一通孔15转动。通过这种设置，可以有效地避免位于所述第二通孔25上方(即远离第一通孔15的一侧)的管柱转动时带动第二通孔25下方(即靠近第一通孔15的一侧)的管柱转动，从而便于通过旋转将位于第二通孔25上方和下方的两根管柱利用螺纹连接在一起。
32.如图1所示，在所述本体10的第二端12还设置有底板50，所述底板50具有与油井鼠洞相连接的接头51，通过所述接头51优选地设置为法兰。通过所述接头51能够将所述的用于管柱单根作业的夹持装置100可拆卸地连接在油井鼠洞上。
33.如图1所示，在所述本体10的外壁上还设置有弹性件60。同时，在所述弹性件60的外壁上还套设有半圆柱形的弧板65。所述左翼板20和右翼板30通过所述弹性件60和弧板65连接在所述底板50上。具体地，所述左翼板20及右翼板30具有通过所述弧板65固定地连接在所述底板50上的固定部，以及通过所述弹性件60连接在底板50上的活动部。
34.当所述第一翻板21和第二翻板31抵靠在管柱上对管柱进行夹持固定时，所述管柱会在重力作用下对第一翻板21和第二翻板31施加一个竖直向下的压力。在这一压力作用下，所述弹性件60会弹性形变，从而导致所述左翼板20和右翼板30的活动部向下移动。此时，由于左翼板20和右翼板30的固定部保持在竖直方向保持不动，因此整个左翼板20和右翼板30会处于轻微倾斜的状态，进而使得所述第二通孔25处于轻微倾斜的状态。
35.而由于第二通孔25内的管柱始终处于竖直状态，因此倾斜的第二通孔25会对管柱产生挤压作用。通过这种结构，能够将管柱的重力转化为第二通孔25对管柱的挤压力，从而
进一步增大第二通孔25对管柱的夹持效果。
36.而当需要管柱在第二通孔25内移动时，只要调节所述动力发生装置26，增大第二通孔25的直径，此时在动力发生装置26和弹性件60的共同作用下，所述左翼板20和右翼板30会重新恢复至水平状态。
37.以下简述根据本发明的用于管柱单根作业的夹持装置100的工作过程。
38.当需要进行管柱单根作业时，首先通过接头51将所述底板50固定在油井的鼠洞上。然后通过吊车向鼠洞中放入第一根管柱。随后通过动力发生装置26控制第一翻板21和第二翻板31进行转动，使得第一翻板21和第二翻板31抵靠在所述管柱上。此时，在管柱的重力作用下，所述第一翻板21和第二翻板31会处于倾斜状态，从而进一步固定所述管柱。
39.当第一根管柱在第二通孔25内固定后，即可在第一根管柱上通过螺纹连接第二根管柱。在第二根管柱转动的过程中，位于第一通孔15的内壁上的钳牙层151能够对第一根管柱提供反扭矩，防止第一根管柱随着第二根管柱一起转动，进而影响管柱之间的正常连接。
40.当第二根管柱连接好后，即可通过动力发生装置26控制第一翻板21和第二翻板31反向转动，使得第一翻板21和第二翻板31不再抵靠在管柱上。此时便可正常下放第二根管柱至第二通孔25处。并通过动力发生装置26重新固定第二根管柱。此时，便可在第二根管柱上安装第三根管柱。
41.重复这一安装过程，直至所有的管柱单根安装完毕，待管柱单根安装完毕即可拆掉本发明的用于管柱单根作业的夹持装置100。整个管柱单根作业完毕。
42.最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。