專利名稱：新型多功能動(dòng)力鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新型多功能動(dòng)力鉗特別涉及一種石油鉆井或修井作業(yè)用新型多 功能動(dòng)力鉗，屬于石油鉆采設(shè)備機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多功能動(dòng)力鉗是一種石油鉆井或修井作業(yè)用動(dòng)力機(jī)具，包括工作裝 置和定位裝置。定位裝置主要完成系統(tǒng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)和前后運(yùn)動(dòng)
的位置調(diào)節(jié)；工作裝置包括主鉗總成、背鉗總成、上卸扣裝置、旋扣裝 置和緩沖裝置，協(xié)調(diào)完成鉆具或管件夾緊、旋扣或上卸扣操作。在現(xiàn)有 技術(shù)中，多功能動(dòng)力鉗旋扣裝置固定在主鉗體上，上、卸扣用主鉗鉗牙 由連接在主鉗體內(nèi)的液壓油缸通過杠桿機(jī)構(gòu)控制，旋扣操作所需力矩要 比上、卸扣力矩小得多，所以，上、卸扣主鉗鉗牙夾緊力要比旋扣操作 夾緊力大得多，推動(dòng)主鉗鉗牙工作的夾緊油缸就需要很大工作壓力，推 動(dòng)鉗牙工作的液壓油缸也就需要很大的安裝空間；上卸扣用扭矩油缸缸 體與鉗體固定連接，不能較大角度范圍內(nèi)進(jìn)行上、卸扣操作；主鉗總成 放置在背鉗總成上表面，上扣操作時(shí)主鉗總成挾持上鉆具或管件轉(zhuǎn)動(dòng)， 上鉆具或上管件接頭向下移動(dòng)距離是通過主鉗鉗牙與上鉆具或管件相對(duì) 運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，主鉗鉗牙、上鉆具或管件磨損很大；現(xiàn)有的多功能動(dòng)力鉗操 作不同直徑范圍鉆具或管件時(shí)，需要更換主鉗鉗牙。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問題設(shè)計(jì)的新型多功能動(dòng)力鉗，包括 主鉗總成、背鉗總成、上卸扣裝置、旋扣裝置、緩沖裝置、主鉗導(dǎo)向系統(tǒng)和背鉗導(dǎo)向系統(tǒng)。
主鉗總成的結(jié)構(gòu)左主鉗體、右主鉗體通過銷軸鉸接，左旋扣器與 左主鉗體前端鉸接，左、右主鉗體尾部分別與主鉗夾緊油缸缸體和活塞 桿通過銷軸鉸接，右旋扣器與右主鉗體前端鉸接，左單作用油缸缸體與 左主鉗體中部固定連接，左單作用油缸活塞桿推動(dòng)左旋扣器繞其與左主 鉗體前端的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，右單作用油缸缸體與右主鉗體中部固定連接， 右單作用油缸活塞桿推動(dòng)右旋扣器繞其與右主鉗體前端鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，左、
右旋扣器都包括安裝在旋扣裝置箱體上的液壓馬達(dá)、通過錐齒輪進(jìn)行一 定角度動(dòng)力換向的中間傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)旋扣滾輪。在旋扣操作時(shí)，左、右 單作用油缸動(dòng)作時(shí)旋扣裝置上的旋扣滾輪夾緊上鉆具或管件接頭，依靠 兩組旋扣滾輪與上鉆具或管件接頭之間摩擦力帶動(dòng)鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到旋扣功 能。
主鉗鉗牙安裝在兩對(duì)旋扣滾輪之間的左、右主鉗體內(nèi)，在上卸扣操 作時(shí)，左右單作用油缸停止工作，主鉗總成動(dòng)力夾緊左右主鉗體，主鉗 鉗牙夾緊上鉆具或管件接頭；主鉗鉗牙采用平面齒形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能保證 操作不同直徑管具不更換鉗牙。
背鉗總成的結(jié)構(gòu)左背鉗體與右背鉗體通過銷軸鉸接，左、右主鉗 體中部安裝導(dǎo)向螺柱，背鉗鉗牙安裝板與左、右背鉗固定連接，背鉗鉗 牙安裝在背鉗鉗牙安裝板上的滑槽中，左、右背鉗體內(nèi)各安裝兩對(duì)緩沖 裝置。
上、卸扣裝置的結(jié)構(gòu)由左主鉗體和左背鉗體及右主鉗體和右背鉗 體鉸接左扭矩油缸、右扭矩油缸構(gòu)成，左扭矩油缸缸體前端銷軸與左背鉗體上的支撐臂鉸接，左扭矩油缸活塞桿與左主鉗體上的支撐臂鉸接；
右扭矩油缸缸體前端銷軸與右主鉗體上的支撐臂鉸接，右扭矩油缸活塞 桿與右背鉗體上的支撐臂鉸接。
旋扣裝置的結(jié)構(gòu)銷軸與左主鉗體前端鉸接，變速箱箱體上安裝馬 達(dá)，馬達(dá)輸出軸與安裝在變速箱箱體內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)旋扣滾輪， 連接左、右旋扣器與左、右旋扣滾輪支座的銷軸與左、右主鉗體前端對(duì) 應(yīng)鉸接，旋扣器定位是通過旋扣器定位機(jī)構(gòu)的左右單作用油缸同步驅(qū)動(dòng) 左、右旋扣器繞其對(duì)應(yīng)主鉗體前端的鉸鏈回轉(zhuǎn)至最大工位，通過主鉗夾 緊油缸夾緊左右主鉗體，左、右旋扣器上的兩對(duì)旋扣滾輪夾緊上鉆具或 管件，在背鉗總成夾緊下鉆具或管件后，實(shí)現(xiàn)對(duì)上鉆具或管件旋扣操作； 旋扣操作是通過安裝在左右旋扣器變速箱體上的液壓馬達(dá)，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)兩對(duì)旋扣滾輪，依靠旋扣滾輪與上鉆具或管件之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)。
緩沖裝置的結(jié)構(gòu)緩沖裝置由螺堵、彈簧和頂帽組成，彈簧上下端 面與頂帽、螺堵接觸，頂帽具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在左右背鉗體內(nèi)安裝不少于 二組緩沖裝置；主鉗總成放置在背鉗總成上的緩沖裝置凸出頂帽上，上 扣操作時(shí)，主鉗總成轉(zhuǎn)動(dòng)上鉆具或管件向下移動(dòng)的距離通過壓縮緩沖裝 置上彈簧補(bǔ)償主鉗總成向下移動(dòng)位移，消除主鉗鉗牙對(duì)上鉆具或上管件 的磨損。
主鉗導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主鉗導(dǎo)向板上的三個(gè)定位滑槽內(nèi)對(duì)應(yīng)左主鉗 體、右主鉗體鉸接銷軸、左、右主鉗體尾部分別與主鉗夾緊油缸缸體和 活塞桿鉸接銷軸，控制主鉗總成開口；
背鉗導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)背鉗安裝導(dǎo)向板上的三個(gè)定位滑槽對(duì)應(yīng)安裝在左、背鉗體上的兩個(gè)導(dǎo)向螺柱，控
制背鉗總成開口。
有益效果
1) 旋扣動(dòng)作與上、卸扣動(dòng)作切換方便；
2) 操作不同直徑范圍內(nèi)鉆具或管件不需要更換鉗牙，并且體積小、 質(zhì)量小。


圖l是多功能動(dòng)力鉗示意圖2是多功能動(dòng)力鉗主鉗總成與旋扣裝置連接示意圖； 圖3是多功能動(dòng)力鉗旋扣裝置布置示意圖； 圖4是多功能動(dòng)力鉗左旋扣器示意圖； 圖5是多功能動(dòng)力鉗右旋扣器示意圖； 圖6是多功能動(dòng)力鉗背鉗總成示意圖； 圖7是多功能動(dòng)力鉗緩沖裝置示意圖； 圖8是多功能動(dòng)力鉗上卸扣裝置示意圖。
具體實(shí)施方式

定位裝置(100)安裝在鉆井平臺(tái)上，工作裝置安裝在定位裝置(100) 上的工作裝置安裝架(101)上，主鉗總成(300)、背鉗總成(500)開 口到最大，調(diào)節(jié)定位裝置(100)使工作裝置操作理論中心線與實(shí)際操作 鉆具或管件中心線近于重合，就可以進(jìn)行接、卸鉆具或管件操作。
接鉆具或管件操作，先旋扣后上扣-
背鉗總成(500)上表面與下鉆具或下管件接頭上表面平齊，背鉗總成(500)通過背鉗夾緊油缸(506)采用鉸鏈(505)、 (507)使左、右 背鉗體(501)、 (508)繞鉸鏈(504)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)安裝在左右背鉗體(501)、
(508)內(nèi)的背鉗鉗牙安裝板(502)上背鉗鉗牙(503)低壓夾緊下鉆具 或管件接頭，同時(shí)，主鉗總成(300)通過主鉗夾緊油缸(306)采用鉸 鏈(304)、 (305)使左、右主鉗體(301)、 (307)繞鉸鏈(303)低壓夾 緊上鉆具或管件接頭，左、右主鉗體(301)、 (307)上連接的左、右單 作用油缸(310)、 (311)驅(qū)動(dòng)左、右旋扣器(302)、 (308)分別繞鉸鏈
(201)、 (208)轉(zhuǎn)動(dòng)至兩對(duì)旋扣滾輪(202)、 (204)和(203)、 (206) 夾緊上鉆具或管件接頭，旋扣馬達(dá)(205)、 (207)通過傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)兩 對(duì)旋扣滾輪(202)、 (204)和(203)、 (206)依靠它們與上鉆具或上管 件之間的摩擦帶動(dòng)上鉆具或上管件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至旋扣滾輪打滑，停止旋 扣馬達(dá)(205)、 (207)和左、右單作用油缸(310)、 (311)，完成對(duì)上鉆 具或管件旋扣；背鉗總成(500)高壓夾緊下鉆具或管件接頭致背鉗鉗牙
(503)吃入下鉆具或下管件接頭，主鉗總成(300)同時(shí)高壓夾緊上鉆 具或管件接頭至主鉗鉗牙(309)吃入上鉆具或上管件接頭，上、卸扣裝 置(400)左、右扭矩油缸(401)和(402)分別通過鉸鏈(403)、 (404) 和(405)、 (406)同時(shí)拉主鉗總成(300)繞其挾持上鉆具或上管件中心 線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)上下鉆具或管件上扣；在上扣操作時(shí)，主鉗總成(300) 向下壓左、右背鉗體(501)、 (508)內(nèi)的四組緩沖裝置(509)上的頂帽
(510)，頂帽(510)壓縮彈簧(511)上端，彈簧(511)下端由連接在 左、右背鉗體(501)、 (508)下端內(nèi)螺堵(512)固定，從而保證主鉗總 成(300)相對(duì)背鉗總成(500)有一定移動(dòng)量，減少對(duì)鉆具或管件磨損。卸鉆具或管件操作，先卸扣再旋扣
背鉗總成(500)上表面與下鉆具或下管件接頭上表面平齊，背鉗總 成(500)高壓夾緊下鉆具或下管件接頭至背鉗鉗牙(503)吃入下鉆具 或下管件接頭，主鉗總成(300)同時(shí)高壓夾緊上鉆具或管件接頭至主 鉗鉗牙(309)吃入上鉆具或上管件接頭，上、卸扣裝置(400)左、右 扭矩油缸(401)、 (402)同時(shí)推主鉗總成(300)繞其挾持上鉆具或上管 件中心線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)上下鉆具或管件卸扣，左、右扭矩油缸(401)、
(402)停止工作，完成卸扣操作；背鉗總成(500)、主鉗總成(300) 低壓夾緊鉆具，左、右主鉗體(301)、 (307)上連接的左、右單作用油 缸(401)、 (402)驅(qū)動(dòng)左、右旋扣器(302)、 (308)分別繞鉸鏈(201)、
(208)轉(zhuǎn)動(dòng)至兩對(duì)旋扣滾輪夾緊上鉆具或上管件接頭，旋扣馬達(dá)通過傳 動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)旋扣滾輪(202)、 (204)和(203)、 (206)依靠它們與上鉆 具或上管件之間的摩擦帶動(dòng)上鉆具或上管件針轉(zhuǎn)動(dòng)致旋扣滾輪至卸下上 鉆具或管件。
權(quán)利要求1、一種新型多功能動(dòng)力鉗由主鉗總成、背鉗總成、旋扣裝置、上卸扣裝置、緩沖裝置、主鉗導(dǎo)向系統(tǒng)、背鉗導(dǎo)向系統(tǒng)組成，其特征在于a)左旋扣器與左主鉗體通過鉸鏈鉸接，右旋扣器與右主鉗體通過鉸鏈鉸接，左單作用油缸缸體與左主鉗體連接，右單作用油缸缸體與右主鉗體連接；b)左扭矩油缸缸體前端通過鉸鏈與左背鉗體上的支撐臂鉸接，左扭矩油缸活塞桿通過鉸鏈與左主鉗體上的支撐臂鉸接，右扭矩油缸缸體前端銷軸通過鉸鏈與右主鉗體上的支撐臂鉸接，右扭矩油缸活塞桿通過鉸鏈與右背鉗體上的支撐臂鉸接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能動(dòng)力鉗，其特征在于左、 右背鉗體與螺堵連接，彈簧上下端面與頂帽、螺堵接觸，頂帽具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)，緩沖裝置安裝在左、右背鉗體內(nèi)，緩沖裝置不少于二組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能動(dòng)力鉗，其特征在于所 述左扭矩油缸缸體前端銷軸與左背鉗體上支撐臂鉸接，右扭矩油缸缸 體前端銷軸與右主鉗體上支撐臂鉸接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能動(dòng)力鉗，其特征在于主鉗 鉗牙采用平面齒形結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種新型多功能動(dòng)力鉗用于石油鉆機(jī)或修井機(jī)起下鉆作業(yè)，包括主鉗總成、背鉗總成、旋扣裝置、上卸扣裝置、緩沖裝置、主鉗導(dǎo)向系統(tǒng)、背鉗導(dǎo)向系統(tǒng)。左旋扣器與左主鉗體通過鉸鏈鉸接，右旋扣器與右主鉗體通過鉸鏈鉸接，左單作用油缸缸體與左主鉗體連接，右單作用油缸缸體與右主鉗體連接；左扭矩油缸缸體前端通過鉸鏈與左背鉗體上的支撐臂鉸接，左扭矩油缸活塞桿通過鉸鏈與左主鉗體上的支撐臂鉸接，右扭矩油缸缸體前端銷軸通過鉸鏈與右主鉗體上的支撐臂鉸接，右扭矩油缸活塞桿通過鉸鏈與右背鉗體上的支撐臂鉸接。主要完成鉆具或管件夾緊、旋扣和上、卸扣操作。本實(shí)用新型具有不需要更換鉗牙、鉆具磨損小、體積小、質(zhì)量小、操作維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B19/00GK201276994SQ20082006332
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者劉宣國(guó), 翌 王, 俊 陳 申請(qǐng)人:四川宏華石油設(shè)備有限公司