专利名称：夹持钻杆立根的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及开采石油和天然气的设备，更具体说，涉及夹持钻杆立根的装置。
本发明可以成功地和采用垂直放置钻管和钻杆的技术一起在钻井钻探和修理设备的上平台上使用。
利用在钻井钻探和修理设备内垂直放置钻管和钻杆的方法，当进行升降钻管和钻杆操作时，由于每一个国家按自己的国家标准生产出不同长度的钻管和钻杆，必须根据位于钻井内钻管和钻杆的长度来重新调整钻探设备。因此为了保证井架工人有可能进行操作，必须根据钻管和钻杆长度来安装平台，将它安装在距下钻探平台相应的高度上。此外，当需要将个别报废的立根更换为新的时，则必须将其由垂直状态改变至水平状态，然后返回原位。这项工作要求更换夹持和转运工具和引起工时损失。由此可见为了提高升降钻管和钻杆操作的生产率，主要的任务是节约非生产时间。
苏联专利(SU，A256685)公布了一种转运和放置钻管的装置。这种装置在壳体内装有带楔块和板牙的夹头，它可以借助起重机构沿导轨进行垂直移动。夹头的壳体位于起重臂上，起重臂可借助两个装有电动机和操纵系统的滑车在水平面上移动。为了保证可靠地夹持钻管，夹头壳体装有仿形机构，保险定位器和楔形帽。
这种结构仅能在固定钻塔上用来移动和放置钻管，而不能在钻井钻探和修理的活动设备内使用，因为它的重量太大并且设备不能机动灵活地重新调节和安装。采用已知的技术措施来解决这个问题会大大降低设备的生产率，同时由于它运输不便也不能满足活动设备的机动性要求。
苏联专利SUA15679公布了另外一种夹持钻杆立根的装置，它具有由两个用枢轴连接在一起的U形卡组成的夹紧元件，U形卡内部牢牢固定着带齿板牙。两个夹紧元件用枢轴与手柄操纵系统的操纵杆连接。U形卡的外表面具有穿孔以便在其中放置与钢缆连接的链束。
这种装置可以夹持在钻管和钻杆的任何部位并可相对于钻井轴移动。然而为了能夹持住钻管的指定的部位，必须把夹紧元件提升到钻管的上端，然后将钻管装入夹紧元件的两个U形卡之间的孔内，再把装置降低到钻管的指定部位进行夹持。因为不可能由侧面夹持钻管，所以在进行夹持操作时，必须进行一系列补充操作，在松脱钻管时也是如此，这样很费工时。
此外，在已有的夹持钻管或钻杆的装置中均使用带齿板牙，在管体上留下了凹坑。
本发明的目的是制造一种夹持钻杆立根的装置，其结构依赖于使起重钢缆逐渐承受立根重量和装置重量的载荷，从侧面夹持立根的需要段，因此结构简单，并且装置的总重量和尺寸都较小。
本发明的上述目的用以下方法来达到，即在夹持钻杆立根的装置中装有夹紧元件和操纵系统。夹紧元件借助链束与起重钢缆连接，操纵系统与夹紧元件连接，夹紧元件用枢轴装入有凹口的壳体内，而操纵系统由一组操纵臂组成，操纵臂通过链束与起重钢缆连接，其中一条操纵臂与壳体枢轴连接，而另外两条操纵臂与夹紧元件连接。
当将钻杆立根由垂直状态改变至水平状态或在与其相反的操作时，给装置装上由U形卡和销杆组成的定位器组件，U形卡固定在壳体的下部，销杆装在U形卡中，插入或拔出销杆即可开关壳体的凹口。
最好将每一个夹紧元件制成凸轮状，使得当壳体下降时它们能楔住立根。
本发明使得有可能在活动的钻井钻探和修理设备中使用这种夹持钻杆立根的装置。
下面以具体的实施例和附图来进一步说明本发明，附图中
图1示出了本发明的夹持钻杆立根装置的结构的总貌图;
图2示出了本发明的夹持钻杆立根装置移到钻管时的外貌的侧视图;
图3示出了本发明的夹持钻杆立根装置在将立根由垂直状态转移到水平状态和相反操作时的结构;
图4示出了本发明的夹持钻杆立根装置移到钻管时的外貌的前视图;
图5示出了本发明的夹持钻杆立根装置已夹持住钻管时的外貌的侧视图;
图6示出了本发明的夹持钻杆立根装置已夹持住钻管时的外貌的前视图。
本发明的夹持钻杆立根装置具有制成凸轮状的夹紧元件1(图1)，凸轮尺寸与被夹持的立根管尺寸相适应。夹紧元件，以偏心方式在壳体3内的轴2上，壳体3具有凹口4。夹紧元件与操纵系统的操纵臂5牢牢固定，在壳体3上与凹口4相反的一边，装有操纵系统的操纵臂6。操纵臂5和6通过链束7，8，9悬挂到起重钢缆10上。
操纵臂6(图2)安装在壳体3内的轴11上，当装置夹在立根管段12时，操纵臂6可以相对于壳体3作有限的转动。
当必须将个别立根由垂直状态转变至水平状态时，给装置装上定位器组件，定位器组件由可拆U形卡13(图3)和销杆14组成，U形卡13固定在壳体3下部，销杆14可插入U形卡或由其中拔出。
图4，5，6示出了装置用于立根管段12时的外貌，以及装置已夹持住立根时的外貌。
夹持钻杆立根的装置的操作步骤如下。在钻井钻探和修理设备平台上的井架工人按压操纵臂6的自由端(图2)，这时它的另一端向上升起。由于操纵臂的这一端与壳体3枢轴连接，故在按压操纵臂6时壳体3绕轴11转动一定的角度，同时向上升起。这时装置的全部载荷通过张紧的链束9传递到起重钢缆10上。链束7，8(图4)松弛，使操纵臂5可以下降，因而制成偏心凸轮形状的夹紧元件1绕轴2转动，同时在壳体3内上升，从而松开其凹口4(图1)。在这种情况下，井架工人可将装置移至立根管上指定的管段12，然后放开操纵臂6。在装置重量的作用下，链束7，8(图5，6)拉紧，转动操纵臂5和夹紧元件1直至凸轮表面与立根表面相接触。随后借助起重钢缆10起吊该装置，结果由于夹紧元件1绕轴2偏心转动，使夹紧元件1牢牢楔紧立根，它可夹持立根的任何部位，这时立根重量的载荷通过链束7，8传递到起重钢缆10上，而链束9松弛。然后将立根移到立根箱或钻井内(图上未指出)并降下起重钢缆10。立根被夹紧元件1持续地夹紧着，一直到立根的下端放置到立根箱或钻管立柱套管内。此后，链束7，8(图4)松弛，立根被松脱开。松脱立根的操作顺序与夹持时相同。
在升降操作过程中如发现不合格的立根管时，可利用定位器组件来更换它。这时将U形卡13(图3)固定到壳体3的下部，而将销杆14插入U形卡中并将其在此位置定位，这样就封闭了壳体3的凹口4。然后拉住立根的下端使其转入水平状态。将立根在水平状态放置好后，由U形卡13中推出销杆14，就打开了壳体3的凹口4，松脱开立根。将新立根由水平状态转变至垂直状态的顺序与此相反，此后取下U形卡13和继续按垂直放置立根进行操作。
借助本发明可以简化钻井钻探和修理用的起重设备的结构，因为再没有必要在起重设备中设置井架工人用来根据立根的特定长度相对于井架移动平台的组件，也免除了生产过程中进行这些操作及调节设备所需的时间。
这样就有可能将平台设置在距钻探地面固定高度处。并且使用起重设备的范围也扩大了，因为有可能按垂直放置无管套钻管的技术来进行操作，在将它们由垂直状态转变至水平状态或进行相反的操作时，大大节省了用新管更换立根中个别质量不合格的管所需的时间。
权利要求
1.一种夹持钻杆立根的装置，包括夹紧元件和操纵系统，其夹紧元件借助链束与起重钢缆连接，其操纵系统与夹紧元件连接，其特征在于夹紧元件(1)用枢轴装入带有凹口(4)的壳体(3)内，而操纵系统由一组操纵臂(5，6)组成，操纵臂借助链束(7，8，9)与起重钢缆(10)连接，操纵臂(5，6)中的一根(6)与壳体(3)是枢轴连接的，而另两根(5)与夹紧元件(1)也是枢轴连接的。
2.根据权利要求1的夹持钻杆立根的装置，其特征还在于此装置装有定位组件，即固定在壳体(3)下部的U形卡(13)和插入U形卡(13)中的销杆(14)，插入或拔出销杆即可开关壳体(3)的凹口(4)。
3.根据权利要求1或2的夹持钻杆立根的装置，其特征还在于每一个夹紧元件(1)制成凸轮状，在壳体(3)下降时能楔住立根。
全文摘要
一种夹持钻杆立根的装置，包括夹紧元件(1)和操纵系统。夹紧元件(1)用枢轴安装在带有凹口(4)的壳体(3)内，操纵系统由与起重钢缆(10)连接的一组操纵臂(5，6)组成。此外，此组操纵臂中的一根(6)与壳体(3)连接，而另两根(5)与夹紧元件(1)枢轴连接。
文档编号E21B19/00GK1039637SQ88104469
公开日1990年2月14日 申请日期1988年7月19日 优先权日1988年7月19日
发明者南里曼·古赛因·库利·沃哥利·科百诺夫, 万吉夫·爱烈克潘诺维奇·阿利查德, 弗拉基米尔·阿历克山大诺维奇·卡泰契夫, 埃尔达·泰里克·奥格列·柴伊南洛夫 申请人:阿塞拜疆科学院研究和设计院涅弗特扬机器制造所