專利名稱:一種鉆桿夾持系統(tǒng)及降低其部件間冷焊接效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止鉆桿夾持組件(slip assembly)的部件產(chǎn)生冷作效應(yīng)(cold working)的改進(jìn)裝置和方法，具體涉及將一種材料貼合在鉆桿夾持部分(slip segment)或者卡盤(slip bowl)接觸表面上，以防止鉆桿夾持部分和卡盤之間冷作效應(yīng)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在鉆油井或者天然氣井時(shí)，通常采用平臺(tái)來(lái)支承圓形轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)，用馬達(dá)等將轉(zhuǎn)動(dòng)能量加在該轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上，使轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)沿環(huán)形方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)包括中央方鉆桿襯套(central kelly bushing)，該襯套具有中心開口或者孔，鉆桿或者鉆桿組穿過(guò)該開孔。方桿襯套通常包括4個(gè)“銷釘孔”，該銷釘孔接收在轉(zhuǎn)盤方瓦襯套(master bushing)上的銷釘，該轉(zhuǎn)盤方瓦襯套在與方鉆桿襯套相互鎖定時(shí)驅(qū)動(dòng)該方鉆桿。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)、方鉆桿、轉(zhuǎn)盤方瓦襯套和方鉆桿襯套是技術(shù)術(shù)語(yǔ)，這些術(shù)語(yǔ)表示鉆機(jī)的不同部件，該鉆機(jī)向鉆桿組件施加必須的轉(zhuǎn)動(dòng)力，以進(jìn)行鉆探。在這種技術(shù)中眾所周知這種鉆井設(shè)備。
當(dāng)從鉆桿組上加上或者取下鉆桿時(shí)，將普通稱作鉆桿夾持裝置(slips)的楔形件插入到轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的中心開口中，以嚙合卡盤。該鉆桿夾持裝置楔固在該鉆桿上，以防止鉆桿掉入井中。通常用手工方法放置井口鉆桿夾持裝置，該鉆桿夾持裝置或者鉆桿夾持組件(由許多鏈接在一起的許多鉆桿夾持件構(gòu)成)通常包括鉆井工人手握的以便提升的把手，該把手通常稱為“大脖子(roughnecks)”。通常鉆機(jī)裝有這種有手握的鉆桿夾持件(hand slip)。在用大夾鉗等從鉆桿組上取下鉆桿時(shí)，鉆桿組的其余部分可以這樣支承，使得可以從鉆桿組上加上或者取下附加的鉆桿部分。
更現(xiàn)代化的常用的井口鉆桿夾持系統(tǒng)(slip system)稱為“強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)(power slip)”，該系統(tǒng)包括許多鉆桿夾持部分或者鉆桿夾持組件，該組件卡在卡盤中，以便在卡盤隨轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)繞鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，防止鉆桿夾持裝置垂直運(yùn)動(dòng)。該鉆桿夾持裝置和卡盤作成為使得鉆桿夾持部分的外表面以滑動(dòng)摩擦方式接觸卡盤的內(nèi)表面。
通常由這些強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)產(chǎn)生的問(wèn)題是，在鉆桿夾持裝置和卡盤之間的滑動(dòng)摩擦力，在卡盤繞鉆桿夾持件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，容易使這些部件粘住或者咬合。因?yàn)殂@桿夾持裝置和卡盤二者一般均用鋼制造，所以在受到高接觸壓力和高滑動(dòng)摩擦力同時(shí)作用時(shí)，這兩個(gè)部件容易以所謂冷焊接的方式粘接在一起。兩個(gè)部件的原子/或者元素結(jié)構(gòu)越相似，這些部件的冷焊接的可能性越高。這種冷焊接可能是災(zāi)難性的，因?yàn)橐Ш系牟考菀资广@桿隨轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，造成鉆桿與鉆桿組不可能脫開。
通常用來(lái)降低鉆桿夾持件和卡盤之間冷作效應(yīng)的一種方法是用潤(rùn)滑劑例如潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑這些部件。然而這種方法需要不斷進(jìn)行潤(rùn)滑，或者通常每20-30轉(zhuǎn)便需要加一次潤(rùn)滑油，這樣做成本很高，而且對(duì)環(huán)境有害。
因此，需要一種花錢少的，對(duì)環(huán)境安全的方法來(lái)處理鉆桿夾持部分或者卡盤的接觸表面，以便降低鉆桿夾持部件和卡盤之間的冷作效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種油井和氣井的鉆桿夾持系統(tǒng)，包括卡盤，具有相互作用接觸表面；鉆桿夾持組件，具有嚙合的相互作用接觸表面，該表面與卡盤的相互作用接觸表面形成滑動(dòng)嚙合，其中，卡盤和鉆桿夾持組件分別由第一材料構(gòu)成；第二材料，固定在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上，其中，該第二材料在組成上不同于第一材料，用于防止在卡盤和鉆桿夾持組件之間的冷焊接，該第二材料不溶合在第一材料的原子結(jié)構(gòu)中；其中，所述鉆桿夾持組件包括多個(gè)指形件，該指形件嚙合在卡盤的多個(gè)槽內(nèi)，用于防止鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤向側(cè)向移動(dòng)，同時(shí)可使鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明還提供了一種降低油井或氣井鉆桿夾持系統(tǒng)的鉆桿夾持組件和卡盤之間冷焊接效應(yīng)的方法，該方法包括形成具有相互作用接觸表面的卡盤；形成鉆桿夾持組件，該組件具有嚙合的相互作用接觸表面，與卡盤的相互作用接觸表面形成滑動(dòng)嚙合，其中，該卡盤和鉆桿夾持組件分別由第一材料組成；將第二材料固定在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上，其中，該第二材料在組成上不同于第一材料，用于防止在卡盤和鉆桿夾持組件之間的冷焊接，該第二材料不溶合在第一材料的原子結(jié)構(gòu)中；以及在卡盤上形成多個(gè)槽，在鉆桿夾持組件上形成嚙合的指形件，該指形件嚙合卡盤的槽，用于防止鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤側(cè)向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可使鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)。



下面參考附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，從這些說(shuō)明中，可以更好理解本發(fā)明的這些和其它的特征與優(yōu)點(diǎn)，這些附圖是圖1是示意圖，示出本發(fā)明的裝在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上的強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)；圖2是頂視圖，示出圖1所示強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)的卡盤；圖3是圖2所示卡盤的沿圖2的3-3線截取的橫截面?zhèn)纫晥D；圖4是頂視圖，示出圖1所示強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)的鉆桿夾持組件，圖中該組件位于“打開位置”；圖5是圖4所示鉆桿夾持組件沿圖4所示的5-5線截取的橫截面?zhèn)纫晥D；圖6是圖1所示強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)的鉆桿夾持組件頂視圖，圖中該鉆桿夾持組件位于“關(guān)閉”位置。
具體實(shí)施方式
圖1示出用于懸掛鉆桿或者鉆桿組14的常規(guī)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)12，該轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)繞井口的垂直軸線16轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)包括本發(fā)明的強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)10，該強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)最好是VarcoBJ的PS21/30強(qiáng)力鉆桿夾持系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括卡盤20和鉆桿夾持組件22，前者裝在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的中心開孔18中，而后者可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在該卡盤中。在一個(gè)實(shí)施例中，該鉆桿夾持組件22包括許多鉆桿夾持部分，這些部分具有錐形外壁，這些壁適合于嚙合卡盤的圓錐形內(nèi)壁，從而可以制止鉆桿夾持組件22在卡盤內(nèi)側(cè)向運(yùn)動(dòng)，但不阻止轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。各個(gè)鉆桿夾持部分沿內(nèi)表面有夾持鉆桿組的嵌入件，以防止鉆桿掉入井孔中。定中裝置24配置在卡盤的頂部，以便定中鉆桿組或者使該鉆桿組與垂直軸線對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，材料51或者貼合在鉆桿夾持部分的錐形外壁上，或者加在卡盤的錐形內(nèi)壁上，以減小在鉆井操作期間鉆桿夾持組件和卡盤之間的冷作效應(yīng)。
下面參考圖2和圖3，該卡盤20包括弧形的或者C形的部分30，這些部分形成半圓形的局部閉合的環(huán)形主體。該卡盤用合金鋼或低合金鋼例如CMS02級(jí)的150-135號(hào)鋼鑄成比較好，用CMS01級(jí)鋼鑄成更好，最好用CMS02級(jí)的135-125號(hào)鋼鑄成。該部分還包括環(huán)形外表面36和錐形朝上的內(nèi)表面38。該部分對(duì)垂直軸線16是對(duì)稱的，形成可以接收鉆桿夾持組件22的中心孔35(圖1)。
在外邊，主體部分30的外表面36由圓筒形肩部分40和輔助的直徑減小的外圓筒表面42形成，該圓筒肩部分從該部分的上部分向外伸出。如圖1所示，該輔助外表面42裝在該中心開孔18內(nèi)，并約束在該孔內(nèi)，而該肩部分40裝在中心開孔18的凹槽17中，并與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的肩部15對(duì)接，使得卡盤20被有效地支承在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)12上。
下面再參考圖3，在內(nèi)部，卡盤部分的錐形內(nèi)表面38是波紋狀的，從而形成許多伸入中心孔35的溝槽44。該錐形內(nèi)表面38和溝槽44一起形成卡盤20的用于接收和嚙合鉆桿夾持組件22外表面的錐形接觸表面46。該溝槽44做成可以使鉆桿夾持組件22凹入卡盤20，使得鉆桿夾持組件22占據(jù)少量的中心孔35，從而在鉆桿夾持組件位于如下所述的“打開”位置時(shí)，在鉆桿夾持組件22中留下鉆桿組14的較大游隙。
下面參考圖2，局部封閉的環(huán)形主體部分30具有一對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)器48，該驅(qū)動(dòng)器裝位于該主體的相對(duì)兩側(cè)，該驅(qū)動(dòng)器可以在“打開”位置和“關(guān)閉”位置之間升高該鉆桿夾持組件22。在打開位置時(shí)該鉆桿夾持組件22升高，以便將鉆桿組14裝在中心孔35中。而在“關(guān)閉”位置時(shí)，該鉆桿夾持組件22下降，從而將鉆桿組14夾持在卡盤20的中心孔35中?；⌒伍T50可移開地連接在卡盤20主體部分30的兩個(gè)開口端之間。從而可以完全封閉該主體，并形成固定鉆桿夾持組件22的封閉環(huán)形主體。
下面參考圖4-6，在優(yōu)選實(shí)施例中，鉆桿夾持組件22包括大體由中央鉆桿夾持部分60、左手鉆桿夾持部分62和右手鉆桿夾持部分64構(gòu)成的大體環(huán)形主體。然而，雖然圖中只示出3個(gè)鉆桿夾持部分，但是該鉆桿夾持組件22可以包括任何數(shù)目的鉆桿夾持部分。該鉆桿夾持部分對(duì)垂直軸線16對(duì)稱配置(圖5)，由此形成安裝鉆桿組的孔66(圖6)。該鉆桿夾持部分可用CMS02級(jí)的150-135號(hào)鋼鑄造，或者最好用CMS01級(jí)鑄造，該左手和右手鉆桿夾持部分62和64由一對(duì)鉸接軸68鉸接在中央鉆桿夾持部分60的相對(duì)兩端上。該左手和右手鉆桿夾持部分62和64的自由端彼此受到偏壓而分開，即利用鉸接彈簧70使其偏向“打開”位置(圖5)。該鉆桿夾持組件22還包括把手72，該把手連接于中央鉆桿夾持部分60。該把手72鎖定左、右手鉆桿夾持部分62和64，使其與驅(qū)動(dòng)器48嚙合(圖2)，該把手迫使鉆桿夾持部分反抗彈簧偏壓力，移到“關(guān)閉”位置(如圖6所示)，或者使左、右手鉆桿夾持部分的自由端形成對(duì)接，以形成封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
各個(gè)鉆桿夾持部分具有弧形的主體形狀，這種主體形狀由徑向內(nèi)表面74和錐形朝下的內(nèi)表面76形成。該鉆桿夾持部分的內(nèi)表面74適合于接收一組嵌入件78，該嵌入件基本上圍繞開孔66的圓周伸出，以便夾持和支承鉆桿組14。該嵌入件78最好具有外部齒，以便有效地夾持鉆桿組14。
各個(gè)鉆桿夾持部分的錐形朝下的外表面76是波紋形的，從而形成許多從各個(gè)鉆桿夾持部分向外伸出的指形件80，這些指形件做成為可以嚙合卡盤的凹槽44。該錐形向下的外表76和指形件80一起形成各個(gè)鉆桿夾持部分的錐形接觸表面82，其中各個(gè)鉆桿夾持部分的錐形接觸表面82適合于嚙合卡盤20的內(nèi)接觸表面42。該指形件80嚙合卡盤的凹槽44，從而可以用卡盤20制止各個(gè)鉆桿夾持部分的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。在正常的鉆井條件下，需要鉆桿夾持組件22來(lái)支承約1噸到750噸的側(cè)向負(fù)載。
因?yàn)橛猛瑯愉摬蔫T造鉆桿夾持部分和卡盤20將造成鉆桿夾持組件22和卡盤20之間的冷焊接，所以希望采用不同類的鋼材來(lái)鑄造鉆桿夾持部分或者卡盤20。這種材料應(yīng)該基本上不或者完全不溶合到鋼的原子結(jié)構(gòu)中。然而用除鋼以外的材料來(lái)鑄造鉆桿夾持部分或者卡盤，需要特別的硬件，而且制造成本很高。因此，克服鉆桿夾持組件22和卡盤20之間冷焊接問(wèn)題的另一種方法是，用鋼材制造鉆桿夾持部分和卡盤20，然后用材料51鍍?cè)诨蛘唠婂冊(cè)阡撟鞯目ūP20的接觸表面46上(圖3)，或者鍍?cè)诨蛘唠婂冊(cè)阡撟鞯你@桿夾持組件22的接觸表面82上(圖5)，該材料51不同于鋼材，基本上不或者完全不溶在鋼的原子結(jié)構(gòu)中。雖然為了簡(jiǎn)明起見，下面的述說(shuō)明了將材料51固定于鉆桿夾持組件22的各個(gè)鉆桿夾持部分的接觸表面82上，但是該材料51可以采用任何下述的方法固定在卡盤20的接觸表面46上。
該材料51包括任何非鋼的金屬材料，例如鋼基材料。在一個(gè)實(shí)施例中，該材料51例如是一層青銅(NiAICu)金屬層，其組成為約13.5％的鋁，約4.8％的鎳，約1.0％的錳，約2.0％的鐵，約78.7％的銅。在另一實(shí)施例中，該材料51可以包括碳化鎢、鉬或者任何其它的鎳、鋁或者青銅類金屬。
材料51可以用適當(dāng)方法貼合在或者組裝在各個(gè)鉆桿夾持部分的錐形接觸表面82上。在優(yōu)選的方法中，材料51用氬氣屏蔽的金屬惰性氣體焊接法焊接到各個(gè)鉆桿夾持部分上。可以采用脈沖焊接機(jī)，采用手工焊接，或者自動(dòng)焊接，或者子弧焊接(sub-arc welding)法來(lái)完成這種焊接，并且可以利用額外的焊接保護(hù)裝置例如排氣系統(tǒng)來(lái)保護(hù)焊接工人，防止在焊接期間出現(xiàn)毒氣的危害。另外，也可以采用另一種冷絲鎢惰性氣體焊接法(cold wire TIG(Tungsten Inert Gas)welding)，將材料51焊接在各個(gè)鉆桿夾持部分的錐形接觸表面82上。
在一個(gè)實(shí)施例中，在焊接材料51之前，將鉆桿夾持部分預(yù)熱到約250℃-400℃范圍的溫度，以防止在冷卻期間材料51的破裂。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，鉆桿夾持部分可以預(yù)熱到約250℃的溫度，最好預(yù)熱到約350℃的溫度。材料51的厚度最好約1/8英寸，該材料用硬度為402(390-410HB)的金屬絲焊接在鉆桿夾持組件22接觸表面82上，或者最好用硬度為302(300-320HB)的較軟金屬絲進(jìn)行焊接，該金屬絲加上約150A-350A的電流和約25V-30V的電壓。
在另一實(shí)施例中，該材料51可以用電熱霧化法、金屬火焰霧化法或者類似的鍍層方法鍍上去。例如，可以用硬度為400HB的NiAlCu鍍?cè)阢@桿夾持部分的表面82上，這樣便可在涂層后得到約43HRC(洛氏硬度C標(biāo))的硬度?；蛘咴诳扇〉?，表面82可鍍以300HB硬度的NiAlCu，得到32HRC的硬度。在涂層后，可以在機(jī)床軸上切削該鉆桿夾持部分，切削到約1/4-1/16英寸的厚度，最好切削到約0.08英寸(2mm)的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，切削該材料，直至該材料的硬度在約35-56RHC的范圍內(nèi)。
在切削操作期間，該鉆桿夾持部分可以獲得很光滑的最后加工表面，這種表面基本上不需要隨后進(jìn)行拋光。例如在一個(gè)實(shí)施例中，在完成最后切削以后，該鉆桿夾持部分的接觸表面達(dá)到幾乎近似于鏡面光潔度。即，近似于拋光鋼面的光潔度，例如達(dá)到在約8-64之間的表面光潔度。在涂層作業(yè)期間，可以采用普通的制造工藝貼合材料51，因此，不僅可以將初始制造成本降到最低，而且還可用常規(guī)設(shè)備方便地修理該鉆桿夾持裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中，材料51可以用機(jī)械方法固定在各個(gè)鉆桿夾持部分的接觸表面82上，例如用螺釘緊固件固定。
在上述任何一個(gè)實(shí)施例中，卡盤和鉆桿夾持部分中的一個(gè)或者二者均可進(jìn)行滲碳處理，以便分別使卡盤或者鉆桿夾持部分的材料硬化。上述任何一個(gè)實(shí)施例還可以包括材料51的一個(gè)以上的層。
如上所述，雖然材料51已被說(shuō)明為固定于各個(gè)鉆桿夾持部分的接觸表面82上，但是可以應(yīng)用上述任何一種方法將材料51固定在卡盤20的接觸表面46上。
按照本發(fā)明可以將鉆桿夾持組件22和卡盤20之間的粘接性減小到最小。結(jié)果，降低了鉆桿夾持部分和卡盤20之間的凈摩擦力，從而在釋放鉆桿組14加在鉆桿夾持組件22上的軸向負(fù)載之后，能使鉆桿夾持組件22本身與卡盤20脫開。因此，將材料固定在鉆桿夾持組件22上或者固定在卡盤20上可以降低固定的鉆桿夾持組件22和轉(zhuǎn)動(dòng)的卡盤20之間的冷焊，該材料51由不同于鉆桿夾持組件22和卡盤20材料的材料組成。
本發(fā)明還得到一種鉆桿夾持系統(tǒng)不用潤(rùn)滑或者不加潤(rùn)滑油的優(yōu)點(diǎn)。因此，采用本發(fā)明的相當(dāng)廉價(jià)的裝置可以取代花費(fèi)相當(dāng)大的裝置，這種花費(fèi)大的裝置需要在桿夾持組件和卡盤之間加上大量潤(rùn)滑劑或者潤(rùn)滑油，以防止鉆桿夾持裝置在鉆井期間粘接在卡盤上，這樣做，對(duì)于環(huán)境也是一種保持。
應(yīng)當(dāng)明白，上述例示出的實(shí)施例僅僅是例示性的，對(duì)本發(fā)明的范圍沒有任何限制?？梢园凑毡景l(fā)明的精神和范圍進(jìn)行改變和改型。應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的范圍同樣包括不同于鋼的其它材料?？梢杂帽景l(fā)明的方法來(lái)控制和修理大型機(jī)器表面的磨損部分和其它的類似磨損部件，因此本發(fā)明預(yù)定不由所述優(yōu)選實(shí)施例的具體特征所限制，而只由以下權(quán)利要求
書的范圍確定。
權(quán)利要求
1.一種油井和氣井的鉆桿夾持系統(tǒng)，包括卡盤，具有相互作用接觸表面；鉆桿夾持組件，具有嚙合的相互作用接觸表面，該表面與卡盤的相互作用接觸表面形成滑動(dòng)嚙合，其中，卡盤和鉆桿夾持組件分別由第一材料構(gòu)成；第二材料，固定在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上，其中，該第二材料在組成上不同于第一材料，用于防止在卡盤和鉆桿夾持組件之間的冷焊接，該第二材料不溶合在第一材料的原子結(jié)構(gòu)中；其中，所述鉆桿夾持組件包括多個(gè)指形件，該指形件嚙合在卡盤的多個(gè)槽內(nèi)，用于防止鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤向側(cè)向移動(dòng)，同時(shí)可使鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求
1所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，第一材料包括鋼，而第二材料包括非鋼的金屬材料。
3.如權(quán)利要求
2所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，該非鋼的金屬材料選自一組材料，該組材料包括銅合金、青銅合金、鎳合金和鋁合金。
4.如權(quán)利要求
2所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，該非鋼的金屬材料的洛氏硬度C在35-56的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求
2所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，該非鋼的金屬材料其厚度在1/4-1/16英寸的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求
2所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，該非鋼的金屬材料是一種鍍層，該鍍層鍍?cè)诳ūP或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上。
7.如權(quán)利要求
2所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，該非鋼的金屬材料焊接在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上。
8.如權(quán)利要求
2所述的鉆桿夾持系統(tǒng)，其特征在于，該非鋼的金屬材料用機(jī)械固定方法固定在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上。
9.一種降低油井或氣井鉆桿夾持系統(tǒng)的鉆桿夾持組件和卡盤之間冷焊接效應(yīng)的方法，該方法包括形成具有相互作用接觸表面的卡盤；形成鉆桿夾持組件，該組件具有嚙合的相互作用接觸表面，與卡盤的相互作用接觸表面形成滑動(dòng)嚙合，其中，該卡盤和鉆桿夾持組件分別由第一材料組成；將第二材料固定在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上，其中，該第二材料在組成上不同于第一材料，用于防止在卡盤和鉆桿夾持組件之間的冷焊接，該第二材料不溶合在第一材料的原子結(jié)構(gòu)中；以及在卡盤上形成多個(gè)槽，在鉆桿夾持組件上形成嚙合的指形件，該指形件嚙合卡盤的槽，用于防止鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤側(cè)向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可使鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求
9所述的方法，其特征在于，該第一材料由鋼組成，而第二材料由非鋼的金屬組成。
11.如權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于，該非鋼的金屬材料選自一組材料，該組材料包括銅合金、青銅合金、鎳合金和鋁合金。
12.如權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于，該非鋼的金屬材料的洛氏硬度C在35-56的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于，該非鋼的金屬材料其厚度在1/4-1/16英寸的范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于，固定該非鋼的金屬材料包括將非鋼的金屬材料鍍?cè)诳ūP或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上。
15.如權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于，固定該非鋼的金屬材料包括將該非鋼的金屬材料焊接在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上。
16.如權(quán)利要求
10所述的方法，其特征在于，固定該非鋼的金屬材料包括將機(jī)械固定裝置固定在該非鋼的金屬材料上和卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種油井或氣井的鉆桿夾持系統(tǒng)及降低其部件間冷焊接效應(yīng)的方法，該系統(tǒng)和方法花費(fèi)少，對(duì)環(huán)境安全，可明顯降低系統(tǒng)各部件間之間的冷焊接效應(yīng)。本發(fā)明的系統(tǒng)包括卡盤，具有相互作用接觸表面；鉆桿夾持組件，具有嚙合的相互作用接觸表面，該表面與卡盤的相互作用接觸表面形成滑動(dòng)嚙合，其中，卡盤和鉆桿夾持組件分別由第一材料構(gòu)成；第二材料，固定在卡盤或者鉆桿夾持組件的相互作用接觸表面上，其中，該第二材料在組成上不同于第一材料，用于防止在卡盤和鉆桿夾持組件之間的冷焊接，該第二材料不溶合在第一材料的原子結(jié)構(gòu)中；其中，所述鉆桿夾持組件包括多個(gè)指形件，該指形件嚙合在卡盤的多個(gè)槽內(nèi)，用于防止鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤向側(cè)向移動(dòng)，同時(shí)可使鉆桿夾持組件相對(duì)于卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)E21B19/00GKCN1292145SQ02822578
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2002年10月4日
發(fā)明者約翰內(nèi)斯·W·H·范賴青格恩, 羅納爾達(dá)斯·R·M·羅林, 戴維·B·梅森 申請(qǐng)人:瓦克I/P公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan