專利名稱：一種新型多功能上、卸扣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田鉆井、修井作業(yè)中上、卸各種管扣的多功能上、卸扣裝置。
背景技術(shù)：
在鉆井和修井作業(yè)中，起下鉆操作是非常頻繁的。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，鉆井工藝對井口機械的要求越來越高。油田上現(xiàn)有的動力鉗其主要結(jié)構(gòu)原理是開口齒輪內(nèi)裝有雙向爬坡的顎板，在液馬達的驅(qū)動下，開口齒輪轉(zhuǎn)動，使爬坡板推動顎板卡緊管柱，順時針轉(zhuǎn)動—上扣，逆時針轉(zhuǎn)動—卸扣；通過操作變速手柄，低擋獲得大扭矩，實現(xiàn)松扣或緊扣，高擋獲得小扭矩，實現(xiàn)高速旋扣；鋼絲繩懸吊于井架上，氣缸推進或退出。
該型動力鉗通過使用發(fā)現(xiàn)還存在以下不足之處(1)結(jié)構(gòu)復雜，易損件較多，維護工作量大；(2)對鉆具接頭尺寸的偏磨限制較大；(3)自動化程度不高。常規(guī)動力鉗通過鋼絲繩懸掛于井架天車區(qū)域，工作時設(shè)備晃動大，影響上卸扣質(zhì)量；當大鉗重量超過2000Kg時，很難向井眼中心線作前后移動，使動力鉗的操作難度加大。同時，由于設(shè)備很重，加上工作的重復性，工人容易受傷，尤其是手部受傷的風險性較大，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提供一種新型多功能上、卸扣裝置，該裝置不僅自動化程度高、結(jié)構(gòu)簡單、維護、操作方便，而且適應性好、無危險、安全性好。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種新型多功能上、卸扣裝置，由旋扣器、主鉗、背鉗、沖扣機構(gòu)、導向機構(gòu)、機架組成。其技術(shù)特征是旋扣器通過銷軸與主鉗頭固定在一起，并可繞銷軸與主鉗產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動；在主鉗和背鉗兩側(cè)布置有兩沖扣油缸，左右沖扣油缸與鉗體采取相反的聯(lián)結(jié)方式，左沖扣油缸缸體與背鉗左鉗體相聯(lián)，其活塞桿與主鉗左鉗體相聯(lián)，右沖扣油缸缸體與主鉗右鉗體相聯(lián)，其活塞桿與背鉗右鉗體相聯(lián)，左右沖扣油缸與鉗體也可采取相反的聯(lián)結(jié)方式；為了保證主鉗和背鉗同時夾緊管子接頭，在背鉗的下部設(shè)置有背鉗導向板，在主鉗的上部設(shè)置有主鉗導向板；在自動就位的機架上，設(shè)置有推動油缸和起升油缸。旋扣器由輸入齒輪軸、空套在惰輪軸上的兩過橋齒輪、輸出齒輪軸、用鍵與輸出軸相聯(lián)的滾輪、用銷軸與箱體相聯(lián)的軸承盒組成。其箱體與軸承盒通過銷軸相聯(lián)；箱體、軸承盒通過銷軸與主鉗體相聯(lián)；在較大的夾緊力的作用下，旋扣滾輪可帶動軸承盒、箱體克服主鉗上彈簧的作用繞銷軸與主鉗產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。
主鉗左鉗體通過銷軸與主鉗右鉗體聯(lián)結(jié)；在鉗體后部設(shè)置有一液壓油缸，液壓油缸缸體通過銷軸與主鉗左鉗體相聯(lián)，其活塞桿通過銷軸與主鉗右鉗體相聯(lián)，也可反向裝；通過三個銷軸將左、右鉗體與主鉗導向板固定在一起，主鉗導向板上開有弧形導向槽和一縱向?qū)虿?；左右鉗體上開有弧形槽和直槽，弧形槽用于容納旋扣器滾輪，直槽用于安裝旋扣器軸承盒；在兩弧形槽間銑有直槽、或燕尾槽，主鉗鉗牙用螺栓固定在該槽內(nèi)，滾輪和主鉗鉗牙可同時作用于管子接頭；在主鉗體上還加工有圓孔，用于安裝彈簧。
背鉗左鉗體通過銷軸與背鉗右鉗體相聯(lián)；在鉗體后部設(shè)置有一液壓油缸，該液壓油缸缸體與背鉗左鉗體相聯(lián)，其活塞桿與右鉗體相聯(lián)，也可采取相反的聯(lián)結(jié)方式；在鉗體下部設(shè)置有兩導向軸，鉗體通過導向軸與下部導向板相聯(lián)。背鉗導向板上開有兩個橫向?qū)虿酆鸵豢v向?qū)虿邸?br> 在機架上，鉗體安裝座通過一轉(zhuǎn)軸與擺臂支架相聯(lián)；在擺臂支架與起升支座之間設(shè)置有一推動油缸，推動油缸活塞桿與擺臂相聯(lián)，其缸體與起升支座相聯(lián)；起升支座通過起升油缸與立柱相聯(lián)，起升油缸缸體通過螺栓與起升支座相聯(lián)；在起升支座上設(shè)置有滑塊，滑塊可在立柱滑槽內(nèi)滑動。
該上卸扣裝置的總體結(jié)構(gòu)為旋扣器動力由液壓馬達提供；采用扭矩鉗加旋扣鉗的結(jié)構(gòu)形式，扭矩鉗在下，旋扣鉗在上；旋扣鉗與扭矩鉗都卡緊鉆桿接頭部位；以液壓為動力，用同步工作的成對液缸帶動鉗體上的鉗牙和旋扣器滾輪卡緊鉆具接頭；采用油缸進行沖扣；機架采用懸吊轉(zhuǎn)臂式，用油缸實現(xiàn)機架前、后，上、下移動。
本實用新型的有益效果是(1)本裝置集上、卸扣、旋扣于一體，并可輔助操縱工作機構(gòu)朝井口方向前后、上下移動，一人便可完成全部操作；(2)本裝置具有安全、高效、自動化程度高、結(jié)構(gòu)簡單、維護操作方便等特點，適用于油氣田鉆井、修井作業(yè)。
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步說明。


圖1多功能上、卸扣裝置外形圖。圖中1.上卸扣裝置、2.機架圖2、圖3本裝置旋扣器結(jié)構(gòu)示意圖的主視、俯視圖。圖中3.液壓馬達、4.軸承、5.銷軸、6.輸出軸、7.滾輪、8.鍵、9.軸承盒、10.銷軸、11.銷軸、12.過橋齒輪、13.惰輪軸、14.輸入軸、15.箱蓋圖4、圖5本裝置背鉗夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖、俯視圖。圖中17.背鉗導向板、18.鉗體導向軸、19.銷軸、20.鉗體導向軸、21.夾緊油缸、22.銷軸、23.背鉗左鉗體、24.鉗牙、25.背鉗右鉗體、26.銷軸圖6本裝置背鉗導向板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7、圖8本裝置主鉗夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中28.主鉗導向板、29.銷軸、30.液壓油缸、31.主鉗左鉗體、32.彈簧、33.導向軸、34.頂帽、35.鉗牙、36.銷軸、37.主鉗右鉗體、38.銷軸。
圖9本裝置主鉗導向板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10、
圖11本裝置沖扣機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖和俯視圖。圖中41.左沖扣油缸、42.右沖扣油缸。
圖12本裝置機架結(jié)構(gòu)示意圖。圖中43.擺臂支架、44.鉗體安裝座、45.推動油缸、46.起升支座、47.立柱、48.起升油缸、49.滑塊、50.轉(zhuǎn)軸。
圖13本裝置機架側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14本裝置機架轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型上、卸扣裝置由機架2、上卸扣裝置1組成。
如圖2、圖3所示，本實用新型上、卸扣裝置主要由液壓馬達3、輸入齒輪軸14、過橋齒輪12、惰輪軸13、輸出齒輪軸6、滾輪7、軸承盒9、箱體15、箱蓋16等組成。其中，減速器箱蓋16通過螺栓與箱體15聯(lián)結(jié)。滾輪9通過鍵8與輸出軸6聯(lián)結(jié)。軸承盒9通過銷軸10和銷軸11與箱體聯(lián)結(jié)于一體。工作時，動力通過輸入軸6傳給兩過橋齒輪12，由兩過橋齒輪12將動力傳給輸出軸14，由輸出軸14帶動滾輪9旋轉(zhuǎn)并進行旋扣。
如圖4、圖5、圖6所示，背鉗夾緊機構(gòu)主要由左鉗體23、右鉗體25、夾緊油缸21、鉗牙24、鉗體運動導向板17、銷軸19、銷軸26、銷軸22、鉗體導向軸18、鉗體導向軸20以及下部的導向板17組成。工作時，夾緊油缸21進油口進油，在液壓油壓力的作用下，其活塞和缸體分別向外移動，進而推動鉗體臂向外運動，在銷軸19、導向板17的作用下鉗口收攏，鉗牙夾緊鉆桿接頭。背鉗運動導向板17上開有縱向和槽向兩導向槽。導向板17的作用是保證左右鉗體夾緊力平衡，并同時夾緊鉆桿接頭，且自動對中。
如圖7、圖8、圖9所示，主鉗夾緊機構(gòu)主要由夾緊油缸30、銷軸29、38、36、左鉗體31、右鉗體37、彈簧芯軸33、彈簧32、頂帽34、鉗牙35、主鉗導向板28等組成。左、右鉗體上開有弧形槽和直槽，弧形槽用于容納旋扣器滾輪7，直槽用于安裝旋扣器軸承盒9；在兩弧形槽間銑有一直槽或燕尾槽，主鉗鉗牙35用螺栓固定在該槽內(nèi)，滾輪7和主鉗鉗牙35可同時作用于管子接頭；在主鉗頭上部設(shè)計有上鉗頭導向板。如附圖9所示，主鉗導向板28上開有一縱向?qū)虿酆蛢蓚€橫向弧形導向槽，通過銷軸29、38和銷軸36主鉗與導向板28聯(lián)結(jié)在一起。工作時，夾緊油缸30進油口進油，在液壓油壓力的作用下，夾緊油缸30缸體和活塞帶動鉗體向外運動，在上部導向板28、銷軸29、38、36的作用下鉗口收攏，滾輪7或鉗牙35夾緊鉆具接頭。旋扣作業(yè)時，所需油缸推力較小，此時，滾輪7與接頭接觸，鉗牙35不與接頭接觸。沖扣作業(yè)時對夾緊油缸增壓，活塞桿和缸體以較大的力推動鉗體，滾輪7克服彈簧力的作用帶動旋扣器向后退，鉗牙夾緊接頭。
如
圖10、
圖11所示，本裝置利用兩液壓油缸進行沖扣。位于主鉗和背鉗兩側(cè)分別布置了左、右兩個沖扣油缸，左沖扣油缸41缸體與背鉗左鉗體23相聯(lián)，其活塞桿與主鉗左鉗體31相聯(lián)；右沖扣油缸42采取相反的聯(lián)結(jié)方式，其缸體與主鉗右鉗體37相聯(lián)，活塞桿與背鉗右鉗體25相聯(lián)。沖扣作業(yè)時，左右油缸進油，右油缸42缸體推動主鉗右鉗體37順時針轉(zhuǎn)動，左沖扣油缸41活塞桿拉動主鉗頭左鉗體31順時針轉(zhuǎn)動，利用鉗牙夾緊鉆桿產(chǎn)生的摩擦力，使鉆桿上接頭相對鉆桿下接頭轉(zhuǎn)動一個角度，從而沖松鉆桿絲扣。沖扣作業(yè)，情況正好相反。
如附
圖12所示，機架采用懸吊轉(zhuǎn)臂式，由擺臂支架43、鉗體安裝支座44、擺臂推動油缸46、起升支座45、立柱47、起升油缸48、滑塊49、轉(zhuǎn)軸50等組成。其中鉗體安裝支座44用于支承鉗體，用轉(zhuǎn)軸50、擋板、開口銷等與擺臂支架43固定于一體，并可相對擺臂產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動；擺臂支架43下部通過銷軸與起升支座45相連；擺臂推動油缸46缸體固定在起升支座45上，其活塞桿固定在擺臂支架體43上；起升油缸48缸體與起升支座45固定在一起，其活塞桿與立柱47頂板固定在一起；在起升支座上固定有滑塊49；當起升油缸48工作時，油缸缸體帶動起升支座46上下移動；當擺臂推動油缸工作時，油缸活塞桿帶動擺臂繞支點B轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)鉗體支座的前后移動。
權(quán)利要求1.一種新型多功能上、卸扣裝置，是由旋扣器、主鉗、背鉗、沖扣機構(gòu)、導向機構(gòu)、機架組成，其特征在于旋扣器通過銷軸與主鉗頭固定在一起，并能繞銷軸與主鉗產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動；在主鉗和背鉗兩側(cè)布置有兩沖扣油缸，左右沖扣油缸與鉗體采取相反的聯(lián)結(jié)方式，左沖扣油缸缸體與背鉗左鉗體相聯(lián)，其活塞桿與主鉗左鉗體相聯(lián)，右沖扣油缸缸體與主鉗右鉗體相聯(lián)，其活塞桿與背鉗右鉗體相聯(lián)，左右沖扣油缸與鉗體也能采取相反的聯(lián)結(jié)方式；在背鉗的下部設(shè)置有背鉗導向板，在主鉗的上部設(shè)置有主鉗導向板；在自動就位的機架上，設(shè)置有推動油缸和起升油缸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能上、卸扣裝置，其特征在于旋扣器由輸入齒輪軸、空套在惰輪軸上的兩過橋齒輪、輸出齒輪軸、用鍵與輸出軸相聯(lián)的滾輪、用銷軸、與箱體相聯(lián)的軸承盒組成，其箱體與軸承盒通過銷軸相聯(lián)；箱體、軸承盒通過銷軸與主鉗體相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能上、卸扣裝置，其特征在于主鉗左鉗體通過銷軸與右鉗體聯(lián)結(jié)；在鉗體后部設(shè)置有一液壓油缸，液壓油缸缸體通過銷軸與主鉗左鉗體相聯(lián)，其活塞桿通過銷軸與主鉗右鉗體相聯(lián)，也能反向裝；通過三個銷軸左、右鉗體與主鉗導向板固定在一起；左、右鉗體上開有弧形槽和直槽；在兩弧形槽間銑有直槽或燕尾槽，主鉗鉗牙用螺栓固定在該槽內(nèi)，滾輪和主鉗鉗牙能同時接觸于管子接頭；在主鉗體上還加工有圓孔，安裝彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能上、卸扣裝置，其特征在于背鉗左鉗體通過銷軸與右鉗體相聯(lián)；在鉗體后部設(shè)置有一液壓油缸，該液壓油缸缸體與背鉗左鉗體相聯(lián)，其活塞桿與右鉗體相聯(lián)，也能采取相反聯(lián)結(jié)方式；在鉗體下部設(shè)置有兩導向軸，鉗體通過導向軸與下部導向板相聯(lián)；背鉗導向板上開有兩橫向?qū)虿酆鸵豢v向?qū)虿邸?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能上、卸扣裝置，其特征在于在機架上鉗體安裝座通過一轉(zhuǎn)軸與擺臂支架相聯(lián)；在擺臂支架與起升支座之間設(shè)置有一推動油缸，推動油缸活塞桿與擺臂相聯(lián)，其缸體與起升支座相聯(lián)；起升支座通過起升油缸與立柱相聯(lián)，起升油缸缸體通過螺栓與起升支座相聯(lián)；在起升支座上設(shè)置有滑塊，滑塊能在立柱滑槽內(nèi)滑動。
專利摘要本實用新型涉及一種用于油氣田鉆井、修井作業(yè)中，上、卸各種管扣的多功能上、卸扣裝置。它是由旋扣器、主鉗、背鉗、沖扣機構(gòu)、導向機構(gòu)、機架組成，其特征是旋扣器通過銷軸與主鉗頭固定在一起，可繞銷軸與主鉗產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動；在主鉗和背鉗兩側(cè)布置有兩沖扣油缸，左、右沖扣油缸與鉗體采用相反的聯(lián)結(jié)方式；在背鉗的下部設(shè)置有背鉗運動導向板，在主鉗的上部設(shè)置有主鉗運動導向板；在機架上設(shè)置有推動油缸和起升油缸。旋扣器動力由液壓馬達提供；采取扭矩鉗加旋扣鉗的結(jié)構(gòu)形式；用成對的液壓缸帶動鉗牙和滾輪卡緊鉆具接頭；采用油缸進行沖扣；機架采用懸吊轉(zhuǎn)臂式。本裝置具有安全、高效、自化程度高、結(jié)構(gòu)簡單、維修操作方便等特點，適用于油氣田鉆井、修井作業(yè)。
文檔編號E21B19/16GK2883652SQ20052003570
公開日2007年3月28日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者莫麗, 劉清友 申請人:西南石油學院