智能鉆井動力鉗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油礦場鉆井或修井作業(yè)中，用來上卸鉆桿、套管等管柱螺紋的智能鉆井動力鉗。
【背景技術(shù)】
[0002]目前石油礦場鉆井或修井用的動力鉗一般需要工人在井口手動操作液壓閥，來進(jìn)行鉆桿、套管等管柱的上卸扣作業(yè)。其缺點(diǎn)是安全可靠性差、機(jī)械化程度低、勞動強(qiáng)度大。同時一般動力鉗的主鉗和背鉗采用滑桿或滑架式的聯(lián)接方式，其缺點(diǎn)是主鉗浮動性差，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低。
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、安全可靠的智能鉆井動力鉗。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種智能鉆井動力鉗，由主鉗、背鉗、安裝架等構(gòu)成。主鉗通過四個彈簧筒和鏈子等吊裝在安裝架的懸掛梁下，背鉗固定在安裝架的底板上。安裝架的前后四個支柱分別固定在底板的四個角上，懸掛梁與滑筒相連并套裝在前后四個支柱上，通過前后支柱內(nèi)升降液缸的伸縮，懸掛梁可沿前后支柱相對底板上下移動，從而來調(diào)整主鉗和背鉗之間的距離。同時主鉗通過彈簧筒和鏈子，可相對于背鉗上下左右自由移動，具有較好的浮動性。
[0005]在兩個后支柱和主鉗的鉗尾之間各裝有拉力傳感器，拉力傳感器的一端與套裝在后支柱上的拉環(huán)鉸接，另一端通過連接叉與裝在鉗尾中的拉耳鉸接。通過拉力傳感器測量出工作中主鉗鉗尾產(chǎn)生的反作用拉力，與到鉗頭夾持中心的距離L相乘，可計算出鉗頭工作扭矩。主鉗相對背鉗上下移動時，拉環(huán)隨著主鉗沿后支柱上下滑動，使傳感器與鉗尾保持中心水平。左右兩個拉力傳感器分別用來測量上扣或卸扣時的鉗頭工作扭矩。
[0006]在主鉗的傳動齒輪上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，用來測量主鉗上卸扣工作時開口大齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)η;并在上扣或卸扣動作結(jié)束后，開口大齒輪反向轉(zhuǎn)動圈數(shù)η中的非整數(shù)圈η’，自動對正鉗頭開口。主鉗變速機(jī)構(gòu)的換檔液缸伸縮帶動高低變速齒輪離合，實現(xiàn)鉗頭高速或低速的換檔切換，同時變速機(jī)構(gòu)中的撥桿觸動行程開關(guān)，發(fā)出切換至高速或低速信號，實現(xiàn)高低速的自動變速切換。主鉗復(fù)位機(jī)構(gòu)的碰塊A或B在復(fù)位液缸A或B的動作下，按下上扣或卸扣的插銷A或B，同時碰塊上的撥塊觸動相應(yīng)的行程開關(guān)，并發(fā)出上扣或卸扣復(fù)位開始信號；隨即碰塊A或B抬起與插銷A或B分離，此時撥塊又觸動相應(yīng)的行程開關(guān)，并發(fā)出上扣或卸扣復(fù)位完畢信號。
[0007]背鉗由夾緊液缸伸縮實現(xiàn)在上扣或卸扣時背鉗的夾緊動作，在夾緊液缸中裝有位移傳感器，用來測量夾緊時鉗頭的轉(zhuǎn)動角度，保證背鉗正確夾緊；同時在完成夾緊動作后，自動回位對正鉗頭開口。
[0008]在主鉗和背鉗的鉗頭開口兩側(cè)均設(shè)有拉簧，當(dāng)鉗頭完成夾緊動作后松開時，自動將兩側(cè)顎板張開與主鉗開口一致。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，自動化程度高、安全可靠。
[0010]
【附圖說明】
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0011 ]圖1是本發(fā)明一個實施例的的主視圖。
[0012]圖2是圖1的左視圖。
[0013]圖3是圖1的右視圖。
[0014]圖4是圖2的M-M視圖。
[0015]圖5是圖1的仰視圖。
[0016]圖6是復(fù)位機(jī)構(gòu)的局部視圖。
[0017]圖7是圖6的俯視圖。
[0018]圖8是圖6的N-N剖視圖。
[0019]具體實施方案:
一種智能鉆井動力鉗，由主鉗(4)、背鉗(2)、安裝架等構(gòu)成;安裝架由底板(1)、前支柱
(3)、后支柱(11)、滑筒(8)、懸掛梁(9)及升降液缸(7)組成，兩個前支柱和兩個后支柱分別固定在底板的四個角上，滑筒套裝在前后四個支柱上，懸掛梁與滑筒連接一起，升降液缸裝在前后支柱內(nèi)，液缸的桿端與滑筒連接，液缸的尾端座在底板上。主鉗的兩側(cè)共安裝有四個彈簧筒(5)，彈簧筒由筒體(12)、吊桿(13)、彈簧(14)組成，筒體與主鉗連接為一起，吊桿的下端套有彈簧并裝于筒體內(nèi)，吊桿的上端通過鏈子(6)和活節(jié)螺栓(10)與懸掛梁吊裝，吊桿可在筒體內(nèi)伸縮。背鉗固定在安裝架的底板上，工作時夾持下管柱并保持不動。主鉗通過四個彈簧筒和鏈子等吊裝在懸掛梁下，工作時夾持上管柱并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。工作中，主鉗通過彈簧筒和鏈子可相對于背鉗上下左右自由移動，具有較好的浮動性，便于上、下管柱螺紋的對正。通過前后支柱內(nèi)升降液缸的伸縮，可調(diào)整主鉗和背鉗上下之間的距離，用來夾持長短不同的管柱接頭。
[0020]在兩個后支柱和主鉗的鉗尾之間各裝有拉力傳感器(16)，拉力傳感器的一端與套裝在后支柱上的拉環(huán)(15)鉸接，另一端通過連接叉(17)與裝在鉗尾中的拉耳(18)鉸接。動力鉗上扣或卸扣過程中，主鉗在旋轉(zhuǎn)時鉗尾產(chǎn)生反作用的拉力。通過拉力傳感器測量出工作中產(chǎn)生的拉力，并與到鉗頭夾持中心的距離L相乘，便計算出鉗頭工作扭矩。主鉗相對背鉗上下移動時，拉環(huán)隨著主鉗沿后支柱上下滑動，使傳感器與鉗尾保持中心水平，從而提高扭矩測量精度。左右兩個拉力傳感器分別用來測量上扣或卸扣時的鉗頭工作扭矩。
[0021]主鉗的鉗頭為開口式，開口處裝有安全防護(hù)門(20)，并設(shè)有行程開關(guān)1(41)，防護(hù)門由門液缸(26)伸縮實現(xiàn)關(guān)閉或打開。主鉗馬達(dá)(21)的動力經(jīng)變速齒輪(31 )、傳動齒輪
(32)、惰輪A(33)、惰輪B(34)，傳遞至開口大齒輪(35)。在主鉗的傳動齒輪上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器(46)，用來測量主鉗工作時開口大齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。主鉗的變速由換檔液缸(22)帶動變速齒輪離合，實現(xiàn)鉗頭高速或低速的換檔切換。變速機(jī)構(gòu)中設(shè)有撥桿(45)，并在撥桿兩側(cè)裝有兩個行程開關(guān)2.1、2.2(42-1、42-2)。主鉗復(fù)位機(jī)構(gòu)由兩個復(fù)位液缸A、B(23-1、23-2)、兩個碰塊4、8(24-1、24-2)、兩個插銷々、8(25-1、25-2)，來分別用于上扣或卸扣的復(fù)位切換。在碰塊A上設(shè)有兩個撥塊Al、A2 (44-1、44-2 )，碰塊B上設(shè)有兩個撥塊B1、B2 (44-3、44-4 )，四個撥塊旁各設(shè)有一個行程開關(guān)3.1、3.2、3.3、3.4(43-1、43_2、43_3、43_4)。碰塊A(或B)在復(fù)位液缸A (或B )的動作下，按下插銷A (或B )，實現(xiàn)上扣(或卸扣)復(fù)位切換，此時撥塊AI (或BI)觸動行程開關(guān)3.1并發(fā)出上扣復(fù)位開始信號；隨即碰塊A(或B)抬起與插銷A(或B)分離，此時撥塊A2(或B2)觸動行程開關(guān)3.2(或3.4)，并發(fā)出上扣(或卸扣)復(fù)位完畢信號。從而實現(xiàn)上扣或卸扣的自動復(fù)位切換。
[0022]背鉗的鉗頭為開口式，由夾緊液缸(28)伸縮實現(xiàn)在上扣或卸扣時背鉗的夾緊動作，在夾緊液缸中裝有位移傳感器(46)，用來測量夾緊時鉗頭的轉(zhuǎn)動角度，保證背鉗正確夾緊。
[0023]在主鉗鉗頭開口兩側(cè)設(shè)有拉簧(36)，拉簧