一种钻杆起钻刮泥装置

技术领域

本发明涉及石油钻井设备领域，具体涉及一种钻杆起钻刮泥装置。

背景技术

在油、气井钻井或大修井过程中，钻杆起出转盘时，这时钻杆外壁总是黏着一层泥浆，若不采取适当措施除去外壁泥浆，泥浆会飘洒、飞溅到钻井平台及平台作业人员身上，既浪费泥浆，又造成作业平台湿滑，带来作业安全隐患，所以需要在钻杆起出时人工或借助刮泥装置将外壁黏附的泥浆刮下重新归集入井口。然而，人工刮泥浆时，不仅难刮干净，还大大增加了额外的工作量，降低了工作效率，虽然目前采用套环形橡胶刮泥器的方式刮泥浆，但是由于钻杆两端接箍直径陡变及其外壁往往被卡钳夹伤，导致环形橡胶刮泥器使用寿命很短，经常更换的问题，增加了钻井工作量及停机时间。

因此，如何提供一种刮泥效率高，使用寿命长的钻杆起钻刮泥装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钻杆起钻刮泥装置，刮泥效率高，操作方便，使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种钻杆起钻刮泥装置，其包括悬挂架组件、托架组件、气动组件、刮泥器及电控箱，所述悬挂架组件为多组，每组均包括支撑杆及吊杆，所述支撑杆为倒置的L型结构杆，所述吊杆的顶部与所述支撑杆的顶部一端铰接；所述托架组件包括钢框及安装架，所述安装架两两成组且分别固定连接在所述钢框的两侧，所述安装架的上方均固定有滑轨，所述钢框的顶部四周设有吊耳，所述吊杆的底部与吊耳铰接，所述气动组件两两成组其均包括气缸、滑架及套筒，所述气缸固定在所述安装架上且与电控箱电控连接，所述滑架滑动连接在所述滑轨上，所述套筒水平固定在所述滑架上，所述气缸的伸缩杆与所述滑架固定连接带动所述滑架在滑轨上滑动；

所述刮泥器两两成组相对布置，其均包括横挡块、导杆、上翻转组件、下翻转组件及刮泥板，所述导杆固定在所述横挡块的一侧，所述导杆滑动连接在所述套筒内，所述上翻转组件包括翻转块及扭簧，所述翻转块的一侧顶部与所述横挡块的另一侧顶部通过销轴铰接，所述扭簧套设在销轴上且用于翻转块向下翻转复位；所述下翻转组件包括翻转板，所述翻转板的一侧底部与所述翻转块的另一侧底部通过销轴铰接且铰接处设有用于翻转板向上复位的扭簧，所述刮泥板分别一一对应固定在所述翻转板上，所述刮泥板与钻杆的外周抵接刮泥。

本发明的有益效果是：通过吊杆铰接在支撑杆上，吊杆与钢框铰接，钢框两侧固定有安装架，安装架上方固定有滑轨，气缸固定在安装架上，滑轨上滑动连接滑架，滑架与气缸伸缩杆的自由端固定，在气缸伸缩杆的伸缩带动下，滑架在滑轨上往复移动，滑架上固定套筒，套筒用于滑动连接导杆，导杆与横挡块固连，上翻转组件的翻转块与横挡块顶部铰接，使得翻转块能向上翻转，下翻转组件的翻转板与翻转块的底部铰接，使得翻转板可向下翻转，翻转板上固定连接刮泥板，刮泥板抵接钻杆的侧壁刮泥，当钻杆上提时，受到接箍向上碰撞时刮泥板、翻转板及翻转块可向上翻转一定角度，钻杆下落受到接箍向下冲击刮泥板及翻转板可以向下翻转一定角度，设置的扭簧可以将翻转板或者翻转块自动复位，避免了钻杆接箍对刮泥板的伤害，延长使用寿命，减少了更换刮泥板的次数。

优选的，所述吊杆的顶部固定连接鱼眼轴承且通过销轴与所述支撑杆的顶部一端铰接，所述吊杆的底部通过销轴与吊耳铰接，所述吊杆顶部装配的销轴与吊杆底部装配销轴的轴线垂直。

优选的，所述导杆为阶梯杆，其杆径较小段的外周套设弹簧，所述弹簧位于所述套筒的内部，所述导杆远离所述横挡块的一端固定连接限位螺母，所述限位螺母与所述套筒的一端抵接。

优选的，所述横挡块及翻转块均为矩形块状，所述横挡块的另一侧与所述翻转块的一侧抵接，且抵接的顶部两侧分别固定有翻转耳板及套筒，所述翻转耳板与套筒通过销轴铰接，所述销轴上套设扭簧，所述扭簧的两自由端分别抵接在所述横挡块及翻转块上。

优选的，所述气缸分别通过紧固螺钉固定在对应的所述安装架上，且成组的两个气缸上的所述伸缩杆相背离设置，所述伸缩杆的自由端部固定连杆，所述连杆与所述滑架的一端固定连接带动滑架往复移动。

优选的，所述刮泥板包括刮板、夹紧板、锁紧螺栓及防松钢丝，所述夹紧板通过所述锁紧螺栓将所述刮板固定在所述翻转板上，所述防松钢丝穿连在所述锁紧螺栓帽部的穿孔内，所述翻转板的底部固定有翻转耳板，且翻转耳板通过销轴与所述翻转块铰接，销轴上穿套扭簧，扭簧的两自由端分别抵接在所述翻转块及翻转板上。

优选的，所述刮板的一侧开设半圆形缺口，所述半圆形缺口与所述钻杆外壁抵接，相对设置的两个所述刮板拼合可将钻杆围合。

优选的，所述半圆形缺口处均开设阶梯槽，且对应两个所述刮板上的阶梯槽上下错位布置。

优选的，所述支撑杆的底部固定连接有便于稳固支撑杆的法兰盘。

附图说明

图1是本发明一种钻杆起钻刮泥装置的整体结构示意图；

图2是本发明一种钻杆起钻刮泥装置的悬挂架组件及托架组件示意图；

图3是本发明一种钻杆起钻刮泥装置的气动组件示意图；

图4是本发明一种钻杆起钻刮泥装置的刮泥器示意图；

图5是本发明一种钻杆起钻刮泥装置上翻转组件示意图；

图6是本发明一种钻杆起钻刮泥装置下翻转组件示意图；

图7是本发明一种钻杆起钻刮泥装置的刮板示意图；

图8是本发明一种钻杆起钻刮泥装置的刮泥板示意图。

1悬挂架组件、101支撑杆、102吊杆、2托架组件、201钢框、202安装架、3气动组件、301气缸、3011伸缩杆、302滑架、303套筒、4刮泥器、401横挡块、402导杆、403上翻转组件、4031翻转块、4032扭簧、404下翻转组件、4041翻转板、405刮泥板、4051刮板、4052夹紧板、4053锁紧螺栓、4054防松钢丝、5电控箱、6滑轨、7吊耳、8鱼眼轴承、9销轴、10弹簧、11限位螺母、12翻转耳板、13连杆、14阶梯槽、15法兰盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅本发明附图1至8，根据本发明实施例一种钻杆起钻刮泥装置，其包括悬挂架组件1、托架组件2、气动组件3、刮泥器4及电控箱5，悬挂架组件1为多组，每组均包括支撑杆101及吊杆102，支撑杆101为倒置的L型结构杆，吊杆102的顶部与支撑杆101的顶部一端铰接；托架组件2包括钢框201及安装架202，安装架202两两成组且分别固定连接在钢框201的两侧，安装架202的上方均固定有滑轨6，钢框201的顶部四周设有吊耳7，吊杆102的底部与吊耳铰接，气动组件3两两成组其均包括气缸301、滑架302及套筒303，气缸301固定在安装架202上且与电控箱5电控连接，滑架302滑动连接在滑轨6上，套筒303水平固定在滑架302上，气缸301的伸缩杆3011与滑架302固定连接带动滑架302在滑轨上滑动；

刮泥器4两两成组相对布置，其均包括横挡块401、导杆402、上翻转组件403、下翻转组件404及刮泥板405，导杆402固定在横挡块401的一侧，导杆402滑动连接在套筒303内，上翻转组件403包括翻转块4031及扭簧4032，翻转块4031的一侧顶部与横挡块401的另一侧顶部通过销轴9铰接，扭簧4032套设在销轴上且用于翻转块向下翻转复位；下翻转组件404包括翻转板4041，翻转板4041的一侧底部与翻转块4031的另一侧底部通过销轴铰接且铰接处设有用于翻转板向上复位的扭簧，刮泥板405分别一一对应固定在翻转板4041上，刮泥板405与钻杆的外周抵接刮泥。通过钻杆的上提刮掉表面的泥浆。

电控箱通过控制电磁气阀控制气缸的运动，进而控制刮泥器的夹紧和松开。

在另一些实施例中，吊杆102的顶部固定连接鱼眼轴承8且通过销轴与支撑杆101的顶部一端铰接，吊杆102的底部通过销轴与吊耳7铰接，吊杆102顶部装配的销轴与吊杆底部装配销轴的轴线垂直。允许吊杆可与托架组件及其上所承载装置一起随钻杆全方位在井口套管范围内适度摆动。

在另一些具体实施例中，导杆402为阶梯杆，其杆径较小段的外周套设弹簧10，弹簧10位于套筒303的内部，导杆402远离横挡块401的一端固定连接限位螺母11，弹簧的一端抵接导杆的轴肩，另一端位于套筒内抵接套筒一端的环板，弹簧使得限位螺母11与套筒303的一端抵接。

在另一些实施例中，横挡块401及翻转块4031均为矩形块状，横挡块401的另一侧与翻转块4031的一侧抵接，且抵接的顶部两侧分别固定有翻转耳板12及套筒，翻转耳板及套筒可分别择一固定在横挡块及翻转块的顶部，翻转耳板12与套筒通过销轴铰接可实现翻转块相对横挡块的向上翻转，销轴9上套设扭簧，扭簧4032的两自由端分别抵接在横挡块401及翻转块上。提供一定的扭矩，翻转块在翻转耳板的连接作用下仅能向上翻转，翻转后在扭簧的作用下复位，在受到接箍向上碰撞时超过扭簧扭矩后向上翻转一定角度，并在接箍通过后自动回位；扭簧有一定的扭矩，在刮泥浆时不会向上翻转，但在受到接箍较大向冲击力时则会克服扭矩翻转一定角度，并在接箍通过后自动回位。

具体的，气缸301分别通过紧固螺钉固定在对应的安装架202上，且成组的两个气缸上的伸缩杆3011相背离设置，伸缩杆3011的自由端部固定连杆13，连杆13与滑架302的一端固定连接带动滑架往复移动。

更具体的，刮泥板405包括刮板4051、夹紧板4052、锁紧螺栓4053及防松钢丝4054，夹紧板4052通过锁紧螺栓4053将刮板4051固定在翻转板4041上，防松钢丝4054穿连在锁紧螺栓4053帽部的穿孔内，翻转板4041的底部固定有翻转耳板，且翻转耳板通过销轴与翻转块4031铰接，翻转板4041通过翻转耳板实现向下翻转，销轴上穿套扭簧，扭簧的两自由端分别抵接在翻转块4031及翻转板4041上，便于刮板的向上复位。

在其他一些实施例中，刮板4051的一侧开设半圆形缺口，半圆形缺口与钻杆外壁抵接，相对设置的两个刮板拼合可将钻杆围合。

半圆形缺口处均开设阶梯槽14，且对应两个刮板4051上的阶梯槽上下错位布置。

刮板优选但不限于采用丁晴橡胶材料制作的厚橡胶板，硬度为HA：85左右，左右两块形状相同，半圆形缺口的圆弧直径根据实际钻杆的直径确定，每块刮板的拼合口处的阶梯槽为板厚的一半，阶梯槽的宽度适当，在夹紧时左右两块上下颠倒，使得阶梯槽一个在上，一个在下，两侧合拢时阶梯槽与突出部分彼此交错，并设有水平伸缩缝，这样在刮板左右磨损后夹紧时，避免突出部分顶住，延长刮板寿命；每个夹紧板可以通过若干帽部带孔锁紧螺栓将刮板固定在翻转板上，再用防松钢丝将每块夹紧板的锁紧螺栓穿好防脱落。

更具体的，支撑杆101的底部固定连接有便于稳固支撑杆的法兰盘15。法兰盘将支撑杆定位于钻机转盘下部的挡泥伞的盘面上。

电控箱是由司钻远程控制PLC来控制电磁气阀推动气缸及带动刮泥器在起钻时夹紧或者不需要刮泥时放松的。

本发明钻杆起钻刮泥装置结构简单，适应性强，在钻杆上提时，接箍撞击刮板时，翻转板及翻转块向上翻折一定角度，接箍通过后在扭簧的作用下复位，继续刮泥，当钻杆下落时，受到接箍的向下撞击，刮板及翻转板可向下翻转一定角度，刮泥板夹紧力由弹簧自动补偿，故刮泥效果好，速度快，使用寿命长，也极大地减少了更换刮泥板的次数。

对于实施例公开的装置和使用方法而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。