一种管柱吊卡

摘要

一种管柱吊卡，涉及吊卡技术领域，包括壳体和变径组件；所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体两者之间形成一个供管柱穿过的开孔，所述第一壳体和所述第二壳体两者的一端铰接，两者的另一端活动连接以使所述壳体能够打开和闭合；所述变径组件包括多个活动块，所述多个活动块依次首尾连接并形成一个供管柱穿过的卡环，所述卡环的相邻两个活动块之间滑动连接，每个活动块滑动连接于所述壳体上，所述卡环的孔径在外力作用下能够缩小和扩大，所述卡环的其中两个相邻的活动块在所述壳体打开时能够分离。本申请实施例的管柱吊卡可调节吊卡孔径的大小，可适用多种不同外径规格的管柱。

权利要求

1.一种管柱吊卡，其特征在于：包括壳体和变径组件；所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体两者之间形成一个供管柱穿过的开孔，所述第一壳体和所述第二壳体两者的一端铰接，两者的另一端活动连接以使所述壳体能够打开和闭合；所述变径组件包括多个活动块，所述多个活动块依次首尾连接并形成一个供管柱穿过的卡环，所述卡环的相邻两个活动块之间滑动连接，每个活动块滑动连接于所述壳体上，所述卡环的孔径在外力作用下能够缩小和扩大，所述卡环的其中两个相邻的活动块在所述壳体打开时能够分离。

2.如权利要求1所述的管柱吊卡，其特征在于：每个所述活动块上均设有滑槽、第一滑动件和第二滑动件，所述卡环中前一个所述活动块的第一滑动件滑动连接于后一个所述活动块的滑槽内，每个所述活动块的第二滑动件均滑动连接于所述壳体上对应设置的导向槽内。

3.如权利要求2所述的管柱吊卡，其特征在于：每个所述导向槽均为弧形槽，每个所述导向槽的延伸方向与所述卡环的周向呈相同的夹角设置。

4.如权利要求2所述的管柱吊卡，其特征在于：每个所述活动块用作所述卡环的孔壁的表面设有多个不同弧度的凹槽，在所述卡环的孔径调节为某一大小的情况下，所述卡环中每个所述活动块相同弧度的所述凹槽用作所述卡环的孔壁。

5.如权利要求4所述的管柱吊卡，其特征在于：每个所述活动块的所述滑槽和所述多个凹槽位于该活动块的同一侧面上，所述多个凹槽沿所述滑槽的延伸方向依次设置。

6.如权利要求2所述的管柱吊卡，其特征在于：每个所述活动块的滑槽和第一滑动件分别位于该活动块的不同侧面，所述第二滑动件设于该活动块的顶面和/或底面。

7.如权利要求2所述的管柱吊卡，其特征在于：每个所述活动块上设置的第一滑动件转动连接于该活动块上。

8.如权利要求1所述的管柱吊卡，其特征在于：所述变径组件还包括连接件，与所述第一壳体滑动连接的活动块中的至少一个通过连接轴与一连接件转动连接；或/和与所述第二壳体滑动连接的活动块中的至少一个通过连接轴与另一连接件转动连接。

9.如权利要求8所述的管柱吊卡，其特征在于：所述壳体上设有滑道，每个所述连接轴穿过相应的滑道与对应的所述连接件转动连接，每个所述滑道均为圆弧状并位于同一个圆上，每个所述连接件在外力作用下能带动对应的连接轴沿相应滑道转动。

10.如权利要求8所述的管柱吊卡，其特征在于：所述第一壳体或/和第二壳体上设有圆弧形的滑道，所述连接件上设有调节杆，所述调节杆伸出相应的滑道并能在外力作用下沿相应的滑道转动。

说明书

一种管柱吊卡

技术领域

[0001] 本申请涉及但不限于油气田钻完井中所用的吊卡技术领域，具体涉及一种管柱吊卡。

背景技术

[0002] 在油气田钻完井作业过程中，钻杆、套管、油管以及其他工具规格多样，不同规格工具外径一般不同，在钻井、完井作业中需要更换与管柱相同外径的吊卡以便进行管柱上提下放作业，导致钻台需要配置多种不同口径型号的吊卡备用，且更换吊卡作业时间长，操作复杂，在特殊作业过程中需要频繁更换不同型号吊卡以配合不同类型的管柱，间接延长了钻完井作业时间，降低了作业效率。

[0003] 目前，对于现场吊卡主要有以下几方面问题：1、钻台备用吊卡配置种类和数量较多，分别有套管吊卡、油管吊卡、钻杆吊卡等，且每种类型吊卡需要配备多种适用不同孔径管柱的装置；2、特殊作业时需要频繁更换吊卡，更换较为繁琐且需要较长时间进行作业。

发明内容

[0004] 本申请的一实施例提供一种管柱吊卡，包括壳体和变径组件；所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体两者之间形成一个供管柱穿过的开孔，所述第一壳体和所述第二壳体两者的一端铰接，两者的另一端活动连接以使所述壳体能够打开和闭合；所述变径组件包括多个活动块，所述多个活动块依次首尾连接并形成一个供管柱穿过的卡环，所述卡环的相邻两个活动块之间滑动连接，每个活动块滑动连接于所述壳体上，所述卡环的孔径在外力作用下能够缩小和扩大，所述卡环的其中两个相邻的活动块在所述壳体打开时能够分离。

[0005] 有益效果：

[0006] 本申请实施例提供的管柱吊卡，通过在壳体内设置可调节孔径大小的变径组件，由此可适用多种不同外径规格的管柱，从而针对不同外径尺寸的管柱不必频繁更换吊卡，提高了作业效率。

附图说明

[0007] 附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例技术方案的限制。

[0008] 图1为本申请一实施例的管柱吊卡的结构示意图；

[0009] 图2为本申请一实施例的管柱吊卡的壳体的结构示意图；

[0010] 图3为本申请一实施例的变径组件的活动块的俯视结构示意图；

[0011] 图4为图3的活动块的侧视结构示意图；

[0012] 图5为图3的活动块的另一侧视结构示意图；

[0013] 图6-图9分别为本申请一实施例的管柱吊卡的变径组件在四种不同孔径状态下的结构示意图；

[0014] 附图标记为：1-第一壳体；2-铰轴；3-第二壳体；4-活动块；5-连接轴；6-第二吊环挂耳；7-第二销钉孔；8-第二工作把手；9-开合装置；10-第一工作把手；11-第一吊环挂耳；12-第一销钉孔；13-导向槽；14-第二滑动件；15-第一凹槽；16-第二凹槽；17-第三凹槽；18-第四凹槽；19-凹槽；20-第一滑动件；21-转动轴；22-连接件；23-滑槽。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。

[0016] 如图1～图9所示，本申请的一实施例提供一种管柱吊卡，包括壳体和变径组件；所述壳体包括第一壳体1和第二壳体3，所述第一壳体1和所述第二壳体3两者之间形成一个供管柱穿过的开孔，所述第一壳体1和所述第二壳体3两者的一端铰接，两者的另一端活动连接以使所述壳体能够打开和闭合；所述变径组件包括多个活动块4，所述多个活动块4依次首尾连接并形成一个供管柱穿过的卡环，所述卡环的相邻两个活动块4之间滑动连接，每个活动块4滑动连接于所述壳体上，所述卡环的孔径在外力作用下能够缩小和扩大，所述卡环的其中两个相邻的活动块4在所述壳体打开时能够分离。

[0017] 本申请实施例提供的管柱吊卡，通过在壳体内设置可调节孔径大小的变径组件，由此可适用多种不同外径规格的管柱，从而针对不同外径尺寸的管柱不必频繁更换吊卡，提高了作业效率，并降低了更换吊卡所带来的作业风险。

[0018] 在本申请的一示例性实施例中，每个所述活动块4上均设有滑槽23、第一滑动件20和第二滑动件14，所述卡环中前一个所述活动块4的第一滑动件20滑动连接于后一个所述活动块4的滑槽23内，每个所述活动块4的第二滑动件14均滑动连接于所述壳体上对应设置的导向槽13内。

[0019] 每个所述活动块4的滑槽23和第一滑动件20分别位于该活动块4的不同侧面，所述第二滑动件14设于该活动块4的顶面和/或底面。相应地，所述导向槽13设置在所述壳体的顶面和/或底面。示例性的，每个所述活动块4的横截面形状为梯形，每个所述活动块4的结构相同，所述滑槽23位于所述梯形的长边所在的活动块4的侧面上，所述第一滑动件20位于所述梯形的斜边所在的活动块4的侧面上。所述变径组件的各活动块4依次首尾连接所形成的所述卡环的环孔为一近圆形的多边形孔，可以是一个正多边形孔，在变径过程中，相邻的两活动块4之间发生相对滑动，其中一活动块4的第一滑动件20沿另一活动块4的滑槽23滑动，从而使所述卡环的多边形孔的边长逐渐变长或变短，从而实现卡环孔径的逐渐调节，孔径可调范围较广。

[0020] 在其他实施例中，当所述卡环的孔径调节至某一大小时，为使卡环的环孔与相应的管柱外径更为匹配，每个所述活动块4用作所述卡环的孔壁的表面设有多个不同弧度的凹槽19，在所述卡环的孔径调节为某一大小的情况下，所述卡环中每个所述活动块4相同弧度的所述凹槽19用作所述卡环的孔壁。如此，所述卡环的环孔形状更为接近圆形，与相应外径的管柱更为匹配；每个所述活动块4的相应表面设置多个不同弧度的凹槽19，是为了适应不同外径尺寸的管柱。示例性的，每个所述活动块4的所述滑槽23和所述多个凹槽19位于该活动块4的同一侧面上，所述多个凹槽19沿所述滑槽23的延伸方向依次设置，由此，在变径过程中相邻两活动块4发生相对滑动，从而使每个活动块4不同的所述凹槽19均能调至用作所述卡环的孔壁的位置。其中，如图3所示，所述多个凹槽19的弧度可根据需要设置，可以设置为与常用的几种管柱相匹配的弧度，所述凹槽19的数目也可根据需要设置，比如设置为三个、四个或者更多，如图3所示，当凹槽19的数目为四个时，图中分别示出了第一凹槽15、第二凹槽16、第三凹槽17和第四凹槽18。本实施例中，所述的凹槽19为弧形槽，所述的弧度可以理解为弧形槽的弯曲程度。

[0021] 在变径过程中，为减少相邻两活动块4之间的滑动阻力，每个所述活动块4上设置的第一滑动件20转动连接于该活动块4上。示例性的，所述第一滑动件20可通过一转动轴21转动连接于所述活动块4上，在相邻两活动块4相对滑动过程中，所述第一滑动件20可相对其所在的活动块4自由转动，使得相邻两活动块4之间的滑动更为顺畅。

[0022] 所述导向槽13可以设置为在对所述卡环施加一个沿卡环周向的旋转力的情况下，能够对各活动块4的运动进行导向，从而使各活动块4在一定范围内按固定轨迹滑动，进而实现所述卡环孔径大小的调节。示例性的，每个所述导向槽13的延伸方向与所述卡环的周向呈相同的夹角设置，所述的夹角可以为大于零度的锐角，每个所述导向槽13可以均为弧形槽，以引导各活动块4沿弧形轨迹滑动。

[0023] 在对所述卡环施加一个沿卡环周向的旋转力的情况下，由于所述导向槽13与卡环的周向具有一定夹角，因此，各活动块4能在相应导向槽13的引导下向卡环的中心移动，又由于相邻活动块4之间的相对滑动作用，因此能实现卡环孔径大小的调节。通过改变所施加的旋转力的方向，可使卡环的孔径变大或变小，比如，本实施例中，当对卡环施加顺时针的旋转力时，所述卡环的孔径会逐渐变小，而当对卡环施加逆时针的旋转力时，所述卡环的孔径会逐渐变大。

[0024] 由于卡环中各活动块4首尾依次连接，因此在对卡环施加沿卡环周向的旋转力时，所述旋转力只需施加到一个活动块4上，便可实现所有活动块4的运动，而为便于在外力作用所述卡环中的各活动块4能顺畅运动实现变径，所述变径组件还包括连接件22，与所述第一壳体1滑动连接的活动块4中的至少一个通过连接轴5与一连接件22转动连接；或/和与所述第二壳体3滑动连接的活动块4中的至少一个通过连接轴5与另一连接件22转动连接。在变径过程中，每个所述活动块4能够绕各自的所述连接轴5自由转动。

[0025] 为便于对所述卡环施加作用力实现变径，所述连接件22可以设置在所述壳体的外部，所述的作用力可施加到所述连接件22上。示例性的，所述壳体上设有滑道(图2中未示出)，每个所述连接轴5穿过相应的滑道与对应的所述连接件22转动连接，每个所述滑道均为圆弧状并位于同一个圆上，每个所述连接件22在外力作用下能带动对应的连接轴5沿相应滑道转动，其中，所述第一壳体1或/和第二壳体3各自上的多个所述滑道也可以连通为一个圆弧状的滑道。

[0026] 在一示例性实施例中，与所述第一壳体1滑动连接的每个活动块4均通过一连接轴5与一连接件22转动连接，与所述第二壳体3滑动连接的每个活动块4均通过一连接轴5与另一连接件22转动连接，所述第一壳体1和第二壳体3上均设有一个供相应连接轴5穿过的圆弧形滑道，两圆弧形滑道位于同一个圆上(即圆心相同)，两连接件22在外力作用下能带动对应的连接轴5沿相应的滑道转动，由此带动卡环的各活动块4运动从而实现变径，其中，两连接件22可均设置为与滑道一致的形状。

[0027] 在其他实施例中，所述连接件22可以设置在所述壳体的内部，示例性的，所述第一壳体1或/和第二壳体3上设有圆弧形的滑道，所述连接件22上设有调节杆，所述调节杆伸出相应的滑道并能在外力作用下沿相应的滑道转动，由此，通过调节杆沿滑道的运动带动卡环的各活动块4运动从而实现变径。

[0028] 本申请的上述实施例中，所述壳体的外轮廓形状不限，因其中间设有所述开孔，因此壳体整体呈环状。示例性的，所述壳体整体为中空结构，其内部可安装所述变径组件，壳体的顶面和底面设有供管柱穿过的所述开孔，该开孔在所述第一壳体1和所述第二壳体3两者之间形成，通过所述第一壳体1和所述第二壳体3两者活动连接端的固定和分离，使得壳体的所述开孔能够打开和关闭，以使管柱能进入所述开孔。所述第一壳体1和所述第二壳体3两者的铰接端可通过一个铰轴2转动连接，在壳体打开过程中，所述卡环位于第一壳体1和第二壳体3两者活动连接端处的两个活动块4被带动分离，即此两个活动块4中的一活动块的第一滑动件20从另一活动块的滑槽23中脱离，而在壳体被闭合过程中，此两个活动块4中一活动块的第一滑动件20重新进入另一活动块的滑槽23中。所述第一壳体1和所述第二壳体3两者的活动连接端可设置开合装置9，用于打开和关闭所述壳体，并能够在壳体关闭后将所述第一壳体1和所述第二壳体3两者的活动连接端连接固定，同时起到锁紧作用。

[0029] 为方便本申请实施例管柱吊卡的实际应用，所述第一壳体1和所述第二壳体3上分别设有第一吊环挂耳11和第二吊环挂耳6，所述第一吊环挂耳11和第二吊环挂耳6上分别设有第一销钉孔12和第二销钉孔7，两者分别插入销钉后，用于在实际作业中连接吊环。所述第一壳体1和所述第二壳体3上还分别设有第一工作把手10和第二工作把手8，用于在打开或关闭壳体时作为手柄。

[0030] 在管柱或钻杆的实际吊装过程中，第一吊环挂耳11和第二吊环挂耳6分别通过两个吊环与顶驱连接，当需要吊卡管柱或钻杆作业时，打开开合装置9，在重力作用下第一壳体1和第二壳体3相对铰轴2转动并将壳体打开，然后将管柱或钻杆推入吊卡的开口(即所述卡环的环孔)后，上提第一工作把手10和第二工作把手8以关闭开合装置9，即可完成管柱或钻杆的安装工作。

[0031] 实际操作中，采用本申请上述实施例的管柱吊卡时，可先将吊卡的变径组件调至合适孔径后，再卡入管柱，具体操作如下：根据管柱的外径尺寸，向所述连接件22或所述调节杆施加作用力，以带动相应活动块4的连接轴5沿壳体上设置的圆弧形滑道转动，从而带动卡环的各活动块4运动以将卡环的孔径调至合适大小；然后将第一壳体1和第二壳体3两者的活动连接端分离，即打开所述壳体，在打开所述壳体过程中，卡环的其中两个相邻的活动块4可由第一壳体1和第二壳体3带动分离，由此可将管柱置于所述卡环的环孔中，然后将壳体关闭并锁紧，使管柱上较大外径的台肩卡在所述卡环的顶部，从而将管柱吊起，之后即可进行管柱的上提或下放等作业。

[0032] 本申请上述实施例的管柱吊卡可适用不同外径尺寸的钻杆、套管、油管等管柱类型的吊卡，具有通用性，适用范围广。

[0033] 本申请上述实施例的管柱吊卡可根据现有常用管柱类型，在不更换吊卡的方式下改变吊卡的孔径以适应不同直径的管柱，节省了更换吊卡的时间，降低了配套工具成本，增加了作业时效性。

[0034] 本申请上述实施例的管柱吊卡中，变径组件的活动块4上设有不同弧度的凹槽19，可适配不同尺寸的钻杆、套管、油管等钻完井管柱。

[0035] 本申请上述实施例的管柱吊卡，整体上空间布局较小，应用面较广，可以适用于一个半或双井架的半潜式平台、自升式平台、单井架的半潜式平台、钻井船等各种钻井装置。

[0036] 在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。