[发明专利]一种顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置及其使用方法

权利要求书

1.一种顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置，包括顶驱液压系统，其特征在于：顶驱液压系统下方设有中心管，中心管从上至下依次设有旋转密封连接板、悬挂支撑座、主液压缸和钳头主体，钳头主体下方设有套管吊卡，悬挂支撑座下端设有悬挂体，悬挂体下端面固定连接有吊环，吊环下端与套管吊卡连接，吊环表面上设有吊环倾斜液压缸。

2.如权利要求1所述的一种顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置，其特征在于：所述的钳头主体上端面设有环形球面法兰，环形球面法兰套装在中心管下半部分，环形球面法兰下端面固定连接有楔形法兰Ⅰ，环形球面法兰和楔形法兰Ⅰ之间设有环形外球面块，螺栓依次贯穿环形球面法兰和环形外球面块后和楔形法兰Ⅰ固定连接，楔形法兰Ⅰ内侧与楔形法兰Ⅱ活动连接，楔形法兰Ⅰ和楔形法兰Ⅱ的斜面配合滑动连接，楔形法兰Ⅱ圆周分布在钳头主体的外圆周面上，楔形法兰Ⅱ内侧固定连接有钳牙，钳牙长度与钳头主体对应，钳牙与钳头主体中心线平行设置。

3.如权利要求2所述的一种顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置，其特征在于：所述的中心管外圆周设有压块，压块另一侧与楔形法兰Ⅱ连接，压块下端面设有刚性密封圈，刚性密封圈与所述钳牙上端面连接；所述的中心管外圆周设有舌形密封塞，舌形密封塞的长度与环形球面法兰厚度对应；所述的楔形法兰Ⅰ和压块之间设有蝶型弹簧，蝶型弹簧一端与楔形法兰Ⅰ连接，另一端与压块连接。

4.如权利要求2所述的一种顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置，其特征在于：所述的楔形法兰Ⅱ为8个均匀分布在钳头主体的外圆周面上；所述的中心管贯穿主液压缸而且中心管的中心线与主液压缸的中心线重合。

5.如权利要求1-4任一所述的一种顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置，其特征在于：所述的上中心管上端设有API螺纹，螺纹呈楔形。

6.一种采用如权利要求1所述的顶驱钻井设备接箍卡紧式下套管装置进行装夹，使用步骤如下：

1）首先，通过旋转旋转密封连接板使得API螺纹连接与顶驱液压系统相连；

2）其次，通过开启顶驱液压系统驱动吊环倾斜液压缸，使悬挂在悬挂体上的吊环倾斜一定角度，打开套管吊卡抓取石油套管，整体装置在顶驱的带动下向上移动，使抓取的套管与地面套管的管扣对中；

3）接着，将主液压缸充油，推动中心管上下运动，进而中心管带动钳头主体运动；

4）再次，通过主液压缸驱动环形球面法兰向下移动，通过环形球面法兰与环形外球面块的球面配合使钳头主体旋转一定角度，令石油套管顺利进入钳头主体的角度补偿，通过蝶型弹簧实现纵向位移补偿，环形球面法兰继续下移，继而推动楔形法兰Ⅰ下移，使得楔形法兰Ⅰ和楔形法兰Ⅱ各个块之间实现斜面滑动，从而收紧个楔形法兰Ⅱ，使得各个钳牙收紧进而抓紧套管；

5）最后，通过控制顶驱液压系统使得抓取套管和地面套管顺利对接。