一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦及作业工艺
技术领域
本发明涉及一种修井作业抽油杆辅助装置及作业工艺技术领域，特别涉及一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦及作业工艺。
背景技术
传统的修井作业方式以人工为主，需要人工扶正抽油杆后，抽油杆卡瓦夹持后，旋转锁紧，支撑整个作业活动，并随着抽油杆由修井大钩起吊，已完成整个抽油杆作业活动，存在着占用人工多、劳动强度大、野外露天施工环境差、安全风险高等问题，尤其抽油杆作业更加突出。抽油杆的加持要求很高，加持抽油杆凸缘的凸缘面在加紧时必须成为一个完整的凸缘面，并且两个半凸缘面在工作时必须在同一平面上，否则会发生安全事故。针对这些问题，设计一种可使凸缘面在同一平面上的抽油杆夹持机构显得尤为重要。
实现抽油杆的夹持需要解决关键问题在于：一是在自动卡瓦加紧抽油杆时抽油杆加持单元在同一平面上，保证两个抽油杆夹持单元同时受力而不出现只有一个抽油杆夹持单元受力发生安全事故；二是自动卡瓦可以存在张开状态使抽油杆进入和抓紧状态夹持抽油杆完成抽油杆的夹持动作，进而实现修井作业在抽油杆加持方面的自动化功能。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦及作业工艺，可以实现抽油杆的加持，提高修井作业的效率。
本发明提到的一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦，其技术方案是：包括抽油杆加持单元、动力卡瓦箱体、连杆、液压缸，所述动力卡瓦箱体自下而上依次安装液压缸、连杆、抽油杆加持单元，且液压缸分两组分别位于动力卡瓦箱体内部的前后对称位置，所述液压缸包括液压缸活塞和液压缸缸体，所述液压缸活塞的上端分别通过两组连杆连接到两组抽油杆加持单元的底部，所述抽油杆加持单元的外壁设有导轨，所述动力卡瓦箱体的内壁为上宽下窄的支撑面结构，且内壁设有导轨槽，使两组抽油杆加持单元沿着动力卡瓦箱体的内壁的导轨槽上下移动，所述抽油杆加持单元的中部设有半圆筒形槽，两组抽油杆加持单元组合后可形成圆筒形槽，两组抽油杆加持单元下移时夹持抽油杆。
优选的，上述的抽油杆加持单元设有随动密封装置，所述的随动密封装置的一端连接在抽油杆加持单元的下端面，另一端连接在抽油杆加持单元支撑面的上端，整体可伸缩，在抽油杆加持单元移动时随抽油杆加持单元移动，随动密封装置可防止灰尘杂物进入导轨槽，进而保证抽油杆加持单元运动精度，最终保证两个抽油杆加持单元在加持抽油杆时处于同一平面上。
优选的，两组抽油杆加持单元的上表面的中间部分共同形成了一个凸台，抽油杆的扳手方可卡在凸台内部的凸缘内，增加了吊卡与动力卡瓦之间的作业距离。
优选的，上述液压缸分两组位于动力卡瓦箱体的两侧，两组液压缸在加压时可同时推动两组抽油杆加持单元沿动力卡瓦箱体内部的支撑面运动；若其中一组液压缸未加压，另一组液压缸也可完成推动抽油杆加持单元的动作。
优选的，上述动力卡瓦箱体的截面为六边形结构，且两侧分别设有导轨槽，用于与抽油杆加持单元移动配合；所述动力卡瓦箱体的前后分别设有燕尾槽，用于与液压缸活塞移动配合，使液压缸活塞沿着燕尾槽上下移动。
优选的，上述的抽油杆加持单元的底面为斜面结构，且底面与动力卡瓦箱体的内壁呈相互垂直的关系。
本发明提到的双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦的作业工艺，包括以下过程：
一、两组抽油杆加持单元的张开过程：
两组液压缸同时加压，液压缸活塞向上移动，带动与液压缸活塞上端连接的连杆运动，连杆带动抽油杆加持单元沿动力卡瓦箱体内壁向上移动，由于动力卡瓦箱体内壁为上宽下窄的支撑面结构，从而使两组抽油杆加持单元逐渐远离，两个半圆筒形槽分离形成张开的动作；
二、两组抽油杆加持单元的锁紧过程：
在抽油杆进入到两组抽油杆加持单元的半圆筒形凹槽后，两组液压缸同时卸压，液压缸活塞向下移动，带动两组连杆运动，两组连杆下拉抽油杆加持单元，抽油杆加持单元沿动力卡瓦箱体内壁向下移动，由于动力卡瓦箱体内壁为上宽下窄的支撑面结构，从而使两组抽油杆加持单元逐渐靠近，半圆筒形槽形成一个圆筒形槽，在达到液压缸活塞最低点时，两个抽油杆加持单元的中间部分组成一个完整的凸台，锁紧动作完成，形成抽油杆的夹持。
本发明的有益效果是：本发明通过两组液压缸推动两组抽油杆加持单元同时向上张开或向下抓紧，且保证了抽油杆加持单元可以在任意时刻都在同一水平面上；动力卡瓦箱体内侧的燕尾槽确定液压缸活塞的运动方向，抽油杆加持单元的运动方向通过导轨和导轨槽来实现，从而保证了两组抽油杆加持单元保持相同的运动，且在工作时两组抽油杆加持单元在同一水平面上；本发明结合石油修井用的吊卡一起应用，可提高修井作业的效率，进而实现修井作业的自动化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的夹持块张开过程的剖视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明与吊卡作业工作状态剖视图；
图5是本发明与吊卡作业的外形图；
图6是抽油杆的一端的外形图；
上图中：抽油杆加持单元1、随动密封装置2、动力卡瓦箱体3、连杆4、液压缸5、吊卡6、小四通7、液压缸活塞5.1、液压缸缸体5.2、凸台1.1、圆筒形槽1.2、导轨槽3.1、燕尾槽3.2、外螺纹4.1、卸荷槽4.2、推承面台肩4.3、扳手方4.4、凸缘4.5、圆弧过渡区4.6。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照图1和2，本发明提到的一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦，包括抽油杆加持单元1、随动密封装置2、动力卡瓦箱体3、连杆4、液压缸5，双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦整体安装在小四通7上，在双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦的顶部安装吊卡6，所述动力卡瓦箱体3自下而上依次安装液压缸5、连杆4、抽油杆加持单元1，且液压缸5分两组分别位于动力卡瓦箱体3内部的前后对称位置，所述液压缸5包括液压缸活塞5.1和液压缸缸体5.2，所述液压缸活塞5.1的上端分别通过两组连杆4连接到两组抽油杆加持单元1的底部，所述抽油杆加持单元1的外壁设有导轨，所述动力卡瓦箱体3的内壁为上宽下窄的支撑面结构，且内壁设有导轨槽3.1，使两组抽油杆加持单元1沿着动力卡瓦箱体3的内壁的导轨槽3.1上下移动，所述抽油杆加持单元1的中部设有半圆筒形槽，两组抽油杆加持单元1组合后可形成圆筒形槽1.2，两组抽油杆加持单元1下移时夹持抽油杆。
参照图1和2，本发明的抽油杆加持单元1设有随动密封装置2，所述的随动密封装置2的一端连接在抽油杆加持单元1的下端面，另一端连接在抽油杆加持单元1支撑面的上端，整体可伸缩，在抽油杆加持单元1移动时随抽油杆加持单元1移动，随动密封装置2可防止灰尘杂物进入导轨槽3.1，进而保证抽油杆加持单元1运动精度，最终保证两个抽油杆加持单元1在加持抽油杆时处于同一平面上。
参照图1、2和3，两组抽油杆加持单元1的上表面的中间部分共同形成了一个凸台1.1，抽油杆的扳手方4.4可卡在凸台1.1内部的凸缘内，增加了吊卡6与动力卡瓦之间的作业距离。
参照图3、4和5，上述动力卡瓦箱体3的截面为六边形结构，底部设有底座，用于与小四通7活动连接，且动力卡瓦箱体3的两侧分别设有导轨槽3.1，用于与抽油杆加持单元1移动配合；所述动力卡瓦箱体3的前后分别设有燕尾槽3.2，用于与液压缸活塞5.1移动配合，使液压缸活塞5.1沿着燕尾槽3.2上下移动，液压缸活塞5.1的上端铰接到抽油杆加持单元1的底部连接扣。
其中，上述液压缸5分两组位于动力卡瓦箱体3的两侧，两组液压缸5在加压时可同时推动两组抽油杆加持单元1沿动力卡瓦箱体3内部的支撑面运动；若其中一组液压缸5未加压，另一组液压缸5也可完成推动抽油杆加持单元1的动作，由于抽油杆加持单元1沿着导轨槽3.1移动，可以实现抽油杆加持单元1的既定方向移动而不发生偏移，进而保证两组抽油杆加持单元1在加持抽油杆时在同一平面上，避免发生危险。
还有，上述的抽油杆加持单元1的底面为斜面结构，且底面与动力卡瓦箱体3的内壁呈相互垂直的关系，这样，使连杆4推动抽油杆加持单元1向上或向下移动时，更加省力。
还需要说明的是，参照图6，现有的抽油杆的一端包括外螺纹4.1、卸荷槽4.2、推承面台肩4.3、扳手方4.4、凸缘4.5、圆弧过渡区4.6，使用时，抽油杆的扳手方4.4可卡在抽油杆加持单元1的顶部的凸台1.1内部的凸缘内，可间接增加自动吊卡与本发明动力卡瓦之间的作业距离；另外，吊卡6和小四通7为常规现有技术，不再详述。
本发明提到的双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦的作业工艺，包括以下过程：
一、两组抽油杆加持单元的张开过程：
两组液压缸5同时加压，液压缸活塞5.1向上移动，带动与液压缸活塞5.1上端连接的连杆4运动，连杆4带动抽油杆加持单元1沿动力卡瓦箱体3内壁向上移动，由于动力卡瓦箱体3内壁为上宽下窄的支撑面结构，从而使两组抽油杆加持单元1逐渐远离，两个半圆筒形槽分离形成张开的动作；
二、两组抽油杆加持单元的锁紧过程：
在抽油杆进入到两组抽油杆加持单元1的半圆筒形凹槽后，两组液压缸5同时卸压，液压缸活塞5.1向下移动，带动两组连杆4运动，两组连杆4下拉抽油杆加持单元1，抽油杆加持单元1沿动力卡瓦箱体3内壁向下移动，由于动力卡瓦箱体3内壁为上宽下窄的支撑面结构，从而使两组抽油杆加持单元1逐渐靠近，半圆筒形槽形成一个圆筒形槽1.2，在达到液压缸活塞5.1最低点时，两个抽油杆加持单元1的中间部分组成一个完整的凸台1.1，锁紧动作完成，形成抽油杆的夹持。
本发明结合石油修井用的吊卡一起应用，可提高修井作业的效率，进而实现修井作业的自动化。
实施例2，本发明提到的一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦，包括抽油杆加持单元1、随动密封装置2、动力卡瓦箱体3、连杆4、液压缸5，双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦整体安装在小四通7上，在双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦的顶部安装吊卡6，所述动力卡瓦箱体3自下而上依次安装液压缸5、连杆4、抽油杆加持单元1，且液压缸5分两组分别位于动力卡瓦箱体3内部的前后对称位置，所述液压缸5包括液压缸活塞5.1和液压缸缸体5.2，所述液压缸活塞5.1的上端分别通过两组连杆4连接到两组抽油杆加持单元1的底部，所述抽油杆加持单元1的外壁设有导轨，所述动力卡瓦箱体3的内壁为上宽下窄的支撑面结构，且内壁设有导轨槽3.1，使两组抽油杆加持单元1沿着动力卡瓦箱体3的内壁的导轨槽3.1上下移动，所述抽油杆加持单元1的中部设有半圆筒形槽，两组抽油杆加持单元1组合后可形成圆筒形槽1.2，两组抽油杆加持单元1下移时夹持抽油杆。
与实施例1不同之处是：本发明的动力卡瓦箱体3采用上粗下窄的多边形结构，动力卡瓦箱体3的前后分别设有燕尾槽3.2，用于与液压缸活塞5.1移动配合，使液压缸活塞5.1沿着燕尾槽3.2上下移动；动力卡瓦箱体3的两侧采用多个斜面组成，与内部的抽油杆加持单元1的外形吻合，可以实现上下移动，且保持同一水平面。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
