【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于石油天然氣鉆采設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、石油工程在建井和維護作業(yè)過程中都離不開起下鉆完井、修井作業(yè)管柱，包括鉆桿和油管等，這就需要用到卡持管柱的井口工具。而卡瓦作為井口作業(yè)的主要管柱卡持工具，因其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，被廣泛應(yīng)用在鉆完井作業(yè)過程中。按卡瓦動力源分類，有手動卡瓦和動力卡瓦（包括氣動和液動卡瓦）兩種，其作用機理都是利用楔形工作原理和摩擦定律。過去，因只需懸持管柱重力作用，故把卡瓦體背面設(shè)計成帶一定錐度斜面即可，對應(yīng)轉(zhuǎn)盤補芯或卡瓦座，在管柱重力作用下卡瓦體沿斜面產(chǎn)生相對滑動，徑向收攏卡瓦體，使卡瓦牙板與管柱產(chǎn)生靜摩擦力，實現(xiàn)卡持管柱的功能。而為了增大卡瓦摩擦系數(shù)，根據(jù)摩擦定律設(shè)計了專門的卡瓦牙板，但當作業(yè)管柱越深，或上頂力大時，管柱受力較大，在管柱表面會留下卡瓦牙的痕跡。雖然達到了卡持管柱的目的，但同時也造成了管柱完整性的破壞，為后期投產(chǎn)埋下了安全隱患。
2、雖然現(xiàn)有技術(shù)解決了上述問題，例如cn220621791u?公開了一種軸向加載式卡瓦，可實現(xiàn)卡瓦牙板兩端鎖緊管柱，但現(xiàn)有的卡瓦還存在如下問題。
3、1、當卡瓦牙失效、或受外力改變卡持狀態(tài)時，管柱會通過卡瓦飛出或墜落，造成安全隱患。
4、2、軸向加載式卡瓦是一座固定及一座活動的結(jié)構(gòu)，雖能實現(xiàn)卡瓦牙板兩端鎖緊，但卡瓦牙依然是單片、單向的，不能實現(xiàn)雙向受力管柱的卡持。特別是用于帶壓作業(yè)時，依然要裝兩套這樣的卡瓦系統(tǒng)，需要操作者分別控制，操作復(fù)雜。
5、3、現(xiàn)有卡瓦總成收攏時，
6、4、現(xiàn)有的卡瓦工作過程不能直接顯示管柱受力大小和方向，不滿足現(xiàn)代化工業(yè)對數(shù)字化設(shè)備的技術(shù)要求。
7、5.?卡瓦牙無自清潔功能，不能確保卡瓦牙始終處于良好狀態(tài)，因管柱表面污物填充卡瓦牙溝槽導(dǎo)致卡持失效，還造成操作者誤判。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本技術(shù)提供了一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)。
2、本技術(shù)所采用的技術(shù)方案為。
3、一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，所述卡瓦系統(tǒng)包括軸向動力卡瓦總成、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、上數(shù)字化法蘭、下數(shù)字化法蘭；所述上數(shù)字化法蘭包括上法蘭和上載荷傳感器，所述下數(shù)字化法蘭包括下法蘭和下載荷傳感器；所述上載荷傳感器和所述下載荷傳感器均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，以便所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集所述卡瓦系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)；所述卡瓦系統(tǒng)還包括導(dǎo)向柱，以引導(dǎo)卡瓦總成自動上下運動；所述導(dǎo)向柱的兩端分別穿過所述軸向動力卡瓦總成的兩端后分別與所述上法蘭、所述下法蘭固定連接，以實現(xiàn)管柱雙向受力的控制。
4、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、plc控制單元、現(xiàn)場操控執(zhí)行單元、顯示屏、工控機、數(shù)據(jù)中心。
5、優(yōu)選的，所述軸向動力卡瓦總成包括上法蘭卡瓦座、下法蘭卡瓦座、四組卡瓦襯套、八組卡瓦牙板、潤滑槽、緩沖墊、動力缸；每兩組所述卡瓦牙板上下對稱安裝于每組所述卡瓦襯套的表面；每組所述卡瓦襯套的外表面均為上下對稱的雙錐面，所述上法蘭卡瓦座和所述下法蘭卡瓦座的內(nèi)表面分別設(shè)置有與所述雙錐面相配合的錐面，四組所述卡瓦襯套設(shè)置于所述上法蘭卡瓦座和所述下法蘭卡瓦座之間；所述動力缸的兩端分別與所述上法蘭卡瓦座和所述下法蘭卡瓦座相連接。
6、優(yōu)選的，所述導(dǎo)向柱設(shè)置為四根，每一根所述導(dǎo)向柱的兩端分別穿過所述上法蘭卡瓦座和所述下法蘭卡瓦座后分別與所述上法蘭、所述下法蘭固定連接。
7、優(yōu)選的，所述動力缸設(shè)置為兩組，每組所述動力缸均設(shè)置有液力傳感器。
8、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元分別與所述上載荷傳感器、所述下載荷傳感器、所述液力傳感器相連接。
9、優(yōu)選的，所述上法蘭的內(nèi)部和所述下法蘭的內(nèi)部還分別設(shè)置有噴淋裝置，所述噴淋裝置為一圈帶噴嘴的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，并與供液系統(tǒng)相連接。
10、優(yōu)選的，若干條所述潤滑槽分別設(shè)置于每組所述卡瓦襯套的外表面，其中，每條所述潤滑槽內(nèi)均設(shè)置有潤滑條或潤滑劑。
11、優(yōu)選的，若干組所述緩沖墊分別設(shè)置于每組所述卡瓦襯套的端面。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是。
13、1、改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)首次應(yīng)用數(shù)字化信息技術(shù)，實時測得管柱受力大小和方向等參數(shù)，和主動控制卡瓦卡持力大小參數(shù)，為指導(dǎo)起下管柱作業(yè)，保護了管柱完整性，和設(shè)備自動化、智能化提供了必要手段。
14、2、改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)的上、下法蘭可有效控制管柱受力，不因方向改變而失去卡持力；上、下法蘭是卡瓦總成行程的上下死點。因此，當總成運動到死點時，再次產(chǎn)生抱緊力，實現(xiàn)卡瓦雙重、雙向抱緊管柱的功能，提高了卡瓦系統(tǒng)的可靠性，不需要操作者事先判斷管柱受力方向，才能操作對應(yīng)的卡瓦，簡化了操作程序。
15、3、改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)上、下法蘭裝有受力測試傳感器，當卡瓦總成接觸上下死點時都能實時獲得受力大小。其結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)數(shù)字化卡瓦技術(shù)關(guān)鍵。
16、4、改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)的導(dǎo)向柱連接固定了上下法蘭，與上下法蘭形成了一個封閉的框架，約束了卡瓦總成的運動范圍，為卡瓦收攏形成雙錐臺提供了必要條件，進一步提高了卡瓦系統(tǒng)的安全性。
17、5、首次搭建了卡瓦系統(tǒng)作業(yè)參數(shù)信息化平臺，并提出了通過計算值與理論測試值比較判斷卡瓦是否卡住管柱的方法，為油氣田數(shù)字化作業(yè)提供了思路。
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1.一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述卡瓦系統(tǒng)包括軸向動力卡瓦總成（100）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）、上數(shù)字化法蘭（300）、下數(shù)字化法蘭（400）；所述上數(shù)字化法蘭（300）包括上法蘭（1）和上載荷傳感器（20），所述下數(shù)字化法蘭（400）包括下法蘭（2）和下載荷傳感器（3）；所述上載荷傳感器（20）和所述下載荷傳感器（3）均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）相連接，以便所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）采集所述卡瓦系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)；所述卡瓦系統(tǒng)還包括導(dǎo)向柱（4），所述導(dǎo)向柱（4）的兩端分別穿過所述軸向動力卡瓦總成（100）的兩端后分別與所述上法蘭（1）、所述下法蘭（2）固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）包括數(shù)據(jù)采集單元（14）、PLC控制單元（15）、現(xiàn)場操控執(zhí)行單元（16）、顯示屏（17）、工控機（18）、數(shù)據(jù)中心（19）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述軸向動力卡瓦總成（100）包括上法蘭卡瓦座（6）、下法蘭卡瓦座（7）、四組卡瓦襯
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)向柱（4）設(shè)置為四根，每一根所述導(dǎo)向柱（4）的兩端分別穿過所述上法蘭卡瓦座（6）和所述下法蘭卡瓦座（7）后分別與所述上法蘭（1）、所述下法蘭（2）固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述動力缸（12）設(shè)置為兩組，每組所述動力缸（12）均設(shè)置有液力傳感器（13）。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元（14）分別與所述上載荷傳感器（20）、所述下載荷傳感器（3）、所述液力傳感器（13）相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述上法蘭（1）的內(nèi)部和所述下法蘭（2）的內(nèi)部還分別設(shè)置有噴淋裝置（5），所述噴淋裝置（5）為一圈帶噴嘴的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，并與供液系統(tǒng)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，若干條所述潤滑槽（10）分別設(shè)置于每組所述卡瓦襯套（8）的外表面，其中，每條所述潤滑槽（10）內(nèi)均設(shè)置有潤滑條或潤滑劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，若干組所述緩沖墊（11）分別設(shè)置于每組所述卡瓦襯套（8）的端面。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述卡瓦系統(tǒng)包括軸向動力卡瓦總成（100）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）、上數(shù)字化法蘭（300）、下數(shù)字化法蘭（400）；所述上數(shù)字化法蘭（300）包括上法蘭（1）和上載荷傳感器（20），所述下數(shù)字化法蘭（400）包括下法蘭（2）和下載荷傳感器（3）；所述上載荷傳感器（20）和所述下載荷傳感器（3）均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）相連接，以便所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）采集所述卡瓦系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)；所述卡瓦系統(tǒng)還包括導(dǎo)向柱（4），所述導(dǎo)向柱（4）的兩端分別穿過所述軸向動力卡瓦總成（100）的兩端后分別與所述上法蘭（1）、所述下法蘭（2）固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（200）包括數(shù)據(jù)采集單元（14）、plc控制單元（15）、現(xiàn)場操控執(zhí)行單元（16）、顯示屏（17）、工控機（18）、數(shù)據(jù)中心（19）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進型數(shù)字化雙座主動卡瓦系統(tǒng)，其特征在于，所述軸向動力卡瓦總成（100）包括上法蘭卡瓦座（6）、下法蘭卡瓦座（7）、四組卡瓦襯套（8）、八組卡瓦牙板（9）、潤滑槽（10）、緩沖墊（11）、動力缸（12）；每兩組所述卡瓦牙板（9）上下對稱安裝于每組所述卡瓦襯套（8）的表面；每組所述卡瓦襯套（8）的外表面均為上下對稱的雙錐面，所述上法蘭卡瓦座（6）和所述下法蘭卡瓦座（7）的內(nèi)表面分別設(shè)置有與所述雙錐面相配合的錐面，四組所述卡瓦襯套（8）設(shè)置于所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬發(fā)明，劉紅霞，
申請(專利權(quán))人：四川康特斯能源技術(shù)有限公司，
類型：新型
國別省市：
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