專利名稱：鉆井設(shè)備中螺紋接頭卸開(kāi)裝置的配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖石鉆機(jī)或其它鉆機(jī)中螺紋接頭卸開(kāi)裝置的配置，這種配置包括一夾持器和一使鉆桿繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的卸開(kāi)器，夾持器和卸開(kāi)器各至少包括一液壓缸，以便分別相對(duì)一給進(jìn)梁和旋轉(zhuǎn)的卸開(kāi)器不可轉(zhuǎn)動(dòng)地夾持住鉆桿或類似物，每一液壓缸都與一壓力介質(zhì)通道連接，通過(guò)該通道可將壓力介質(zhì)引入液壓缸以便將鉆桿夾持在位。
在鉆井設(shè)備即鉆管和鉆桿的夾持器和卸開(kāi)器中，通常使用帶夾爪的液壓缸，通過(guò)夾爪可將鉆管或類似物夾持住，使它們分別不能相對(duì)夾持器或卸開(kāi)器轉(zhuǎn)動(dòng)。在已知的技術(shù)方案中，這些液壓缸與鉆井設(shè)備中的普通液壓系統(tǒng)連接，從而它們中的壓力與液壓回路中其它地方的壓力一樣。由于在卸開(kāi)擰得很緊的螺紋時(shí)需要很大的力，即使在夾持壓力最大的情況下，鉆管或類似物也會(huì)相對(duì)夾爪滑動(dòng)。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，已采取了很多措施，如在液壓缸上安裝各種杠桿機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)的作用如同增力器，用來(lái)增大液壓缸在鉆管上產(chǎn)生的壓力。然而，這樣做的結(jié)果導(dǎo)致液壓缸行程的增大，從而加大了液壓缸所需的空間。解決這一問(wèn)題的另一種措施是增加液壓缸活塞的面積，然而這將加大液壓缸所占的空間，從而使夾持器和卸開(kāi)器變得很笨重。還有一種克服上述問(wèn)題并避免使用大液壓缸的措施是增加整個(gè)液壓回路中的壓力，這樣做可有效地改進(jìn)夾持能力。然而這一方案的缺點(diǎn)是整個(gè)液壓回路中必須使用耐高壓元件，結(jié)果導(dǎo)致成本增加并且易造成損壞。
本發(fā)明的目的是提出一種可消除上述缺點(diǎn)的方案，而且可獲得足以卸開(kāi)接頭的壓力。按照本發(fā)明，液壓回路中至少包括一升壓元件，其進(jìn)口通道與壓力源連接并帶有一壓力通道，在這種情況下，當(dāng)壓力介質(zhì)通過(guò)進(jìn)口通道引入時(shí)，在壓力通道中就可產(chǎn)生一較壓力源大的壓力，每一液壓缸的壓力介質(zhì)通道可與至少其中一個(gè)升壓構(gòu)件的壓力通道連接。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是在卸開(kāi)接頭的一瞬間，增大液壓缸中的壓力，使之高于液壓回路中其它地方的壓力，從而由小液壓缸產(chǎn)生一足夠大的壓力，在這種情況下，只有與液壓缸直接連接的液壓回路中的那部分需使用耐高壓元件，在接頭卸開(kāi)后，利用液壓回路中的通常壓力即可擰下接頭。本發(fā)明的基本構(gòu)思源于以下事實(shí)，即僅在卸開(kāi)螺紋的那一瞬間需使用高壓，以產(chǎn)生較大的力，而在其它步驟中就不需要了。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可選用很小的液壓缸以便安裝在所分配的安裝空間中，并且只在卸開(kāi)螺紋瞬間所需要的一部分需采用耐高壓元件，液壓系統(tǒng)的其它部分可完全按照低壓系統(tǒng)制造，從而節(jié)省了費(fèi)用。由于本發(fā)明通過(guò)普通的升壓元件即可實(shí)現(xiàn)，而且該元件僅在卸開(kāi)螺紋的那一瞬間操作，因此本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中

圖1示意地表示出一鉆井設(shè)備，其上使用了本發(fā)明的裝置，圖2示意地表示出本發(fā)明裝置的一實(shí)施例的原理圖，圖3示意地表示出用于整個(gè)卸開(kāi)機(jī)構(gòu)的配置圖。
圖1示出一鉆井設(shè)備1，在其架車2上裝有一井架3，井架3包括一懸臂3a和一給進(jìn)梁3b。沿給進(jìn)梁3b的縱方有一可移動(dòng)的鉆機(jī)4，鉆機(jī)4上連接一鉆管或鉆桿或類似物5，該鉆桿5由兩根或更多根組成，其間通過(guò)螺紋連接。在給進(jìn)梁3b的前端裝有一夾持器6，它在鉆桿5的兩側(cè)設(shè)有夾爪，通過(guò)夾爪夾持器可將鉆桿5夾住使其不能相對(duì)給進(jìn)梁轉(zhuǎn)動(dòng)。在夾持器6和鉆機(jī)4之間安裝一帶有夾爪的卸開(kāi)器7，它可夾住鉆桿5并圍繞鉆桿5的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在卸開(kāi)鉆桿接頭的螺紋連接時(shí)，夾持器6和卸開(kāi)器7的夾爪在接頭的兩側(cè)夾住鉆桿5，然后卸開(kāi)器7的夾爪向擰開(kāi)螺紋的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖2是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明配置的原理圖，它適用于帶夾爪的夾持器。夾持器6如圖中虛線示意地示出，在鉆桿5的兩側(cè)設(shè)置液壓缸8a和8b，它們帶有活塞9a和9b，活塞上連接夾爪10a和10b。液壓缸8a和8b通過(guò)壓力液體通道11和12相互連接，使得活塞9a和9b的兩側(cè)腔體分別相互連通，這樣當(dāng)壓力介質(zhì)進(jìn)入其中一通道時(shí)，活塞9a和9b以相反的方向相對(duì)移動(dòng)。通道11和12以公知的方式通過(guò)順序止回閥13連接到一調(diào)節(jié)閥14上，這些元件是液壓缸上通常所使用的。在通往液壓缸8a和8b的活塞后面的加壓腔的通道12上還連接一個(gè)升壓元件15，在圖中所示的例子中它是一個(gè)升壓缸。升壓缸15還與螺紋卸開(kāi)閥16的通道17連接，在卸開(kāi)螺紋時(shí)，該通道中的壓力是液壓系統(tǒng)的壓力源的通常壓力。通道17還與卸開(kāi)器7連接，其連接方式將在下文中參照?qǐng)D3詳細(xì)描述。
當(dāng)需用夾爪10a和10b將鉆桿5夾持在位時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥14向通道12內(nèi)送入壓力油。這樣鉆桿5便被夾爪10a和10b夾持在其間，其夾持力是由液壓回路中的通常壓力產(chǎn)生的，該夾持力僅能在卸開(kāi)螺紋后擰下接頭或在鉆桿5的延伸部擰上接頭時(shí)將鉆桿5夾持住。在卸開(kāi)鉆桿5時(shí)，用通常的油壓在液壓缸8a和8b上產(chǎn)生的力是無(wú)法卸開(kāi)在鉆井時(shí)擰緊的接頭的，必須用升壓缸15提高夾緊壓力。升壓過(guò)程如下將通常壓力下的壓力油由螺紋卸開(kāi)閥16引入通道17，同時(shí)也引入升壓缸15，這樣，由于升壓缸15中活塞截面之差，在升壓缸的另一側(cè)，從而也是在通道12中，產(chǎn)生一較之液壓系統(tǒng)中正常壓力高很多的，與升壓缸中活塞面積成反比的壓力。其結(jié)果是使液壓缸8a和8b中油壓升高，從而分別在夾爪10a和10b上產(chǎn)生更大的夾持力。一旦螺紋被卸開(kāi)后，如果需要的話，在正常壓力下就可擰下接頭。
圖3示意地表示出用于卸開(kāi)螺紋的整個(gè)裝置的液壓回路，其中卸開(kāi)器7包括與夾持器6相應(yīng)的各部件，比如液壓缸108a和108b，活塞109a和109b，夾爪110a和110b，通道111和112，公知的順序止回閥113以及一調(diào)節(jié)閥114和一升壓缸115。這些部件的使用和操作與圖2中夾持器的那些部件的操作相似。此外，卸開(kāi)壓力通道17通過(guò)一定程器18和一順序止回閥19連接在一旋轉(zhuǎn)裝置20上，按照?qǐng)D3，裝置20可以是一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)或一液壓缸。壓力介質(zhì)返回通道21從該旋轉(zhuǎn)裝置通過(guò)順序止口閥19連到卸開(kāi)閥16上，然后再?gòu)拈y16以公知的方式流回到油箱(圖未示)。
在卸開(kāi)螺紋時(shí)，通過(guò)移動(dòng)鉆機(jī)4沿給進(jìn)梁3b將鉆桿提升上來(lái)，使夾持器6和卸開(kāi)器7的夾爪分別位于螺紋接頭的兩側(cè)。接著分別通過(guò)調(diào)節(jié)閥14和114將壓力介質(zhì)導(dǎo)入液壓缸8a、8b和108a、108b中，使得與活塞連接的夾爪夾住鉆桿5的兩側(cè)。然后通過(guò)卸開(kāi)閥16將壓力介質(zhì)引入通道17，在這種情況下，由于升壓缸15和115中活塞的截面差，在通道12和112中分別產(chǎn)生一比液壓系統(tǒng)中的正常壓力大許多的高壓。其結(jié)果是分別在液壓缸8a、8b和108a、108b中產(chǎn)生一高壓，使夾爪具有更大的夾持力。在夾爪用很大的夾持力夾住接頭兩端的同時(shí)，壓力介質(zhì)從通道17通過(guò)順序止口閥19流入旋轉(zhuǎn)液壓缸20，使卸開(kāi)器繞鉆桿5的軸線旋轉(zhuǎn)，從而卸開(kāi)接頭，而同時(shí)將另一鉆桿部分夾持在位。卸開(kāi)接頭后，可將卸開(kāi)閥扳到釋放位置，這樣使卸開(kāi)器的夾爪松開(kāi)上部鉆桿5，此時(shí)利用鉆機(jī)4就可將鉆桿5從其接頭上整個(gè)擰下。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸8a、8b和108a、108b的尺寸可分別做得比較小。此外，僅有下列元件在整個(gè)系統(tǒng)中需耐高壓，它們是液壓缸8a、8b和108a、108b以及這些液壓缸之間的通道12、112，止回閥13和113以及升壓元件15和115?；芈分衅渌械膲毫κ且簤合到y(tǒng)中的正常壓力，因此這些元件可使用較便宜的和非耐高壓的。此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)將正常壓力下的壓力介質(zhì)引入升壓元件15和115中即可產(chǎn)生一較高的壓力，升壓元件15和115可設(shè)置在液壓缸8和108附近，因此可將正常壓力下的壓力介質(zhì)引入卸開(kāi)器。
以上參照附圖只對(duì)本發(fā)明的配置的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述，然而本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)需要可對(duì)液壓缸的數(shù)量和結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，同樣地，升壓元件可以是升壓缸或其它升壓元件，也可以是適合于此目的裝置。升壓元件也不必一定要與卸開(kāi)閥連接，從而由卸開(kāi)閥控制，它們也可以其它的方式實(shí)現(xiàn)控制。
權(quán)利要求
1.用于巖石鉆機(jī)或類似設(shè)備中螺紋接頭的卸開(kāi)裝置(6、7)的配置，它包括一夾持器(6)和一使鉆桿(5)繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的卸開(kāi)器(7)，夾持器(6)和卸開(kāi)器(7)各至少包括一個(gè)液壓缸(8a、8b、108a、108b)，以便將鉆桿(5)或類似物夾持住使其分別不能相對(duì)一給進(jìn)梁(3b)和轉(zhuǎn)動(dòng)的卸開(kāi)器轉(zhuǎn)動(dòng)，每一液壓缸(8a、8b、108a、108b)都有一壓力通道(12、112)，沿該通道可將壓力介質(zhì)導(dǎo)入液壓缸(8a、8b、108a、108b)以?shī)A持住鉆桿(5)，其特征是所述配置還至少包括一升壓元件(15、115)，它有一與壓力源相連的進(jìn)口通道以及一壓力通道，當(dāng)壓力介質(zhì)通過(guò)進(jìn)口通道導(dǎo)入時(shí)，在壓力通道中就產(chǎn)生一較壓力源壓力高的壓力，每一液壓缸(8a、8b、108a、108b)的壓力通道(12、112)可與升壓元件(15、115)的至少一個(gè)壓力通道連通。
2.如權(quán)利要求1所述的配置，其特征是包括至少一個(gè)用于夾持器(6)的升壓元件(15)以及至少一個(gè)用于卸開(kāi)器(7)的升壓元件(115)。
3.如權(quán)利要求2所述的配置，其特征是升壓元件(15、115)分別安裝在夾持器(6)和卸開(kāi)器(7)上。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的配置，其特征是包括用于將液壓缸(8a、8b、108a、108b)的壓力通道(12、112)直接與壓力源連接的控制閥(14、114)，以?shī)A持住鉆桿(5)，而且壓力通道(12、112)與控制閥(14、114)和液壓缸(8a、8b、108a、108b)之間的升壓元件(15、115)連通。
5.如權(quán)利要求4所述的配置，其特征是包括安裝在每一控制閥(14、114)和與其連接的液壓缸(8a、8b、108a、108b)之間的順序止回閥(13、113)，而且壓力通道(12、112)與止回閥(13、113)和液壓缸(8a、8b、108a、108b)之間的升壓元件(15、115)連通。
6.如權(quán)利要求5所述的配置，其特征是升壓元件(15、115)是升壓缸。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉆井設(shè)備中螺紋接頭卸開(kāi)裝置的配置，其中鉆桿或鉆管5由固定在液壓缸8a、8b、108a、108b上的夾爪的螺紋接頭的兩端夾持住，使一端的鉆桿5相對(duì)鉆井設(shè)備1的架車2不能轉(zhuǎn)動(dòng)，而在另一端繞鉆桿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿。為增加夾持力，將升壓缸15、115連接在液壓缸的壓力通道12、112上，在卸開(kāi)螺紋時(shí)，將液壓系統(tǒng)中正常壓力下的壓力介質(zhì)引入升壓缸，由升壓缸15、115產(chǎn)生一比正常壓力大許多的壓力，從而增加由液壓缸產(chǎn)生的壓力作用。
文檔編號(hào)E21B19/08GK1045835SQ90101600
公開(kāi)日1990年10月3日 申請(qǐng)日期1990年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月23日
發(fā)明者彼卡·賽爾米, 尤赫·皮伊波南, 尤赫尼·拉帕萊南, 比克·黑斯卡南 申請(qǐng)人:歐伊坦佩爾拉公司