CN103132930A

CN103132930A - 一种铁钻工的旋扣装置

Info

Publication number: CN103132930A
Application number: CN2013100590470A
Authority: CN
Inventors: 孙友宏; 吕兰; 王清岩; 刘文东; 沙永柏; 岳文斌
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: CN103132930B

Abstract

本发明公开了一种铁钻工的旋扣装置，可实现对钻杆的旋扣动作，是由旋扣立柱、横梁滑板、旋扣支架、水平油缸、楔板、夹紧动臂、液压马达、滚轮、复位弹簧、前后浮动调整装置及上下浮动装置构成，旋扣支架可沿横梁滑板前后移动，水平油缸固定在旋扣支架上，油缸的活塞杆与楔板通过销轴连接，夹紧动臂中间铰点与旋扣支架通过销轴连接，夹紧动臂可绕中间铰点回转；后端安装切线滚轮，依靠弹簧力的作用，切线滚轮始终与楔板侧边接触；前端安装有旋扣滚轮，由液压马达驱动，水平油缸的伸缩运动带动楔板前后移动，当楔板伸出时，使夹紧动臂摆动，实现夹紧钻杆；旋扣作业完成后，楔板缩回，位于上方的复位弹簧使夹紧动臂复位，夹紧动臂松开钻杆。

Description

一种铁钻工的旋扣装置

技术领域

本发明涉及一种石油钻井行业井口自动化设备，特别是一种铁钻工旋扣装置。

背景技术

铁钻工的旋扣装置是一种井口自动化设备，该设备在需要连接的两钻具准备工作完成后能够快速连接两钻具；或当卸开连接的钻具第一扣后，实现连续的旋扣作业。目前，很多旋扣设备，如液压大钳等，均需要人工辅助操作，并且结构复杂，作用效果较差，这些因素直接影响工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，运行平稳，传力效果好，受力状态可靠，浮动调整方便，对钻杆位置适应性强的铁钻工的旋扣装置。

本发明是由旋扣立柱、横梁滑板、旋扣支架、水平油缸、楔板、夹紧动臂、液压马达、切线滚轮、旋扣滚轮、复位弹簧、前后浮动调整装置及上下浮动装置组成，楔板为三角形楔板；

水平油缸通过耳轴座套和螺栓固定在旋扣支架上，水平油缸的活塞杆与联接耳座螺纹连接，联接耳座与楔板通过第三销轴联接，楔板沿着安装在旋扣支架上的楔板导轨前后移动，楔板的两个侧面分别安装切线滚轮，楔板的侧面始终与安装在夹紧动臂一端的切线滚轮接触；通过水平油缸活塞杆的伸缩运动，实现夹紧动臂的夹紧与松开动作。

夹紧动臂中间联接铰点通过第二销轴与旋扣支架联接，夹紧动臂一端通过第一销轴与切线滚轮联接，切线滚轮可绕第一销轴转动，第一销轴上端焊接复位弹簧座，在两端的复位弹簧座上安装复位弹簧，夹紧动臂的另一端联接旋扣滚轮，在旋扣滚轮轴线的正上方及正下方安装液压马达，液压马达与夹紧动臂通过螺栓连接。

上扣作业时，水平油缸的活塞杆伸出，带动楔板沿着楔板导轨移动，切线滚轮贴着楔板的侧面滚动，同时，夹紧动臂绕着第二销轴摆动，从而夹紧钻杆，夹紧钻杆后，液压马达驱动两侧旋扣滚轮滚动，完成上扣作业。卸扣作业与上扣作业工作过程相似，只是液压马达及旋扣滚轮的旋转方向相反，在楔板缩回后，复位弹簧使夹紧动臂的切线滚轮始终与楔板侧面接触，从而松开钻杆。

所述前后浮动调整装置是由调整螺杆、限位弹簧座、短传力套筒、限位座板、限位碟簧、长传力套筒及螺母组成，调整螺杆穿过旋扣支架的限位弹簧座和旋扣立柱的限位座板，其中限位碟簧、短传力套筒和长传力套筒位于限位弹簧座和限位座板之间，旋扣机构的二个旋扣滚轮和限位滚轮围成的相切圆不能和钻杆同轴心时，调节前后两段螺母使整个旋扣机构移动，从而使二个旋扣滚轮和限位滚轮准确的夹紧钻杆。

所述楔板的前端通过销轴分别在上下两端面安装限位滚轮，在对称分布的两个夹紧动臂的夹紧端安装有旋扣滚轮。

本发明在钻具连接和旋开过程中，本发明在钻具的轴向方向上产生浮动行程，因此在旋扣支架的后方设有上下浮动装置，上下浮动装置是由浮动油缸和浮动油缸耳座构成，浮动油缸位于旋扣立柱与凹形支架之间，浮动油缸的缸筒与凹形支架通过销轴连接，浮动油缸的活塞杆与焊接在旋扣支架上的浮动油缸耳座通过销轴连接，旋扣立柱两侧安装导向平键，凹形支架对应位置开有限位槽。浮动油缸实现旋扣装置上下浮动，并且动作平稳，控制调节方便。

本发明的有益效果：

1、与现有技术相比，本发明的铁钻工旋扣机构，采用三边滚轮夹紧钻杆，即二个旋扣滚轮和一个限位滚轮，夹紧可靠、受力均匀，对钻杆损伤小；

2、本发明采用三角形楔板传递夹紧力而夹紧钻杆，受力状态好，运行平稳；

3、本发明设有前后浮动装置，增大了对钻杆位置的适应性；

4、上下位置的浮动依靠浮动油缸实现，浮动力调整方便，受力状况及工作性能得到加强。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明之旋扣钳的立体示意图。

图3是本发明之旋扣钳的主视图。

图4是本发明之旋扣钳的剖视图。

图5是本发明的俯视图。

图6是本发明的左视图。

其中：1—旋扣支架；2—横梁滑板；3—浮动油缸耳座；4—浮动油缸；5—导向平键；6—凹形支架；7—耳轴座套；8—螺栓；9—水平油缸；10—楔板；11—楔板导轨；12—切线滚轮；13—第一销轴；14—第二销轴；15—夹紧动臂；16—液压马达；17—螺栓；18—旋扣滚轮；19—前后浮动调整装置；20—复位弹簧；21—限位滚轮；22—联接耳座；23—第三销轴；24—调整螺杆；25—限位弹簧座；26—短传力套筒；27—限位座板；28—限位碟簧；29—长传力套筒；30—螺母；31—复位弹簧座；32—旋扣立柱。

具体实施方式

请参阅图1至图6所示，本发明是由旋扣立柱32、横梁滑板2、旋扣支架1、水平油缸9、楔板10、夹紧动臂15、液压马达16、切线滚轮12、旋扣滚轮18、复位弹簧20、前后浮动调整装置19及上下浮动装置组成，楔板10为三角形楔板；

水平油缸9通过耳轴座套7和螺栓8固定在旋扣支架1上，水平油缸9的活塞杆与联接耳座22螺纹连接，联接耳座22与楔板10通过第三销轴23联接，楔板10沿着安装在旋扣机架1上的楔板导轨11前后移动，楔板10的两个侧面分别安装切线滚轮12。楔板10的侧面始终与安装在夹紧动臂15一端的切线滚轮12接触；通过水平油缸9活塞杆的伸缩运动，实现夹紧动臂15的夹紧与松开动作。

夹紧动臂15中间联接铰点通过第二销轴14与旋扣支架1联接，夹紧动臂15一端通过第一销轴13与切线滚轮12联接，切线滚轮12可绕第一销轴13转动，第一销轴13上端焊接复位弹簧座31，在两端的复位弹簧座31上安装复位弹簧20，夹紧动臂15的另一端联接旋扣滚轮18，在旋扣滚轮18轴线的正上方及正下方分别安装液压马达16，液压马达16与夹紧动臂15通过螺栓17连接。

上扣作业时，水平油缸9的活塞杆伸出，带动楔板10沿着楔板导轨11移动，切线滚轮12贴着楔板10的侧面滚动，同时，夹紧动臂15绕着第二销轴14摆动，从而夹紧钻杆，夹紧钻杆后，液压马达16驱动两侧旋扣滚轮18滚动，完成上扣作业。卸扣作业与上扣作业工作过程相似，只是液压马达16及旋扣滚轮18的旋转方向相反，在楔板10缩回后，复位弹簧20使夹紧动臂15的切线滚轮12始终与楔板10侧面接触，从而松开钻杆。

所述前后浮动调整装置19是由调整螺杆24、限位弹簧座25、短传力套筒26、限位座板27、限位碟簧28、长传力套筒29及螺母30组成，调整螺杆24穿过旋扣支架1的限位弹簧座25和旋扣立柱32的限位座板27，其中限位碟簧28、短传力套筒26和长传力套筒29位于限位弹簧座25和限位座板27之间，旋扣机构的二个旋扣滚轮18和限位滚轮21围成的相切圆不能和钻杆同轴心时，调节前后两段螺母30使整个旋扣装置移动，从而使二个旋扣滚轮18和限位滚轮21准确的夹紧钻杆。

所述楔板10的前端通过销轴101分别在上下两端面安装限位滚轮21，在对称分布的两个夹紧动臂15的夹紧端安装有旋扣滚轮18。

钻具连接和旋开过程中，旋扣机构在钻具的轴向方向上产生浮动行程，因此在旋扣支架1的后方设有上下浮动装置，上下浮动装置是由浮动油缸4和浮动油缸耳座3构成，浮动油缸4位于旋扣立柱32与凹形支架6之间，浮动油缸4的缸筒与凹形支架6通过销轴连接，浮动油缸4的活塞杆与焊接在旋扣支架1上的浮动油缸耳座3通过销轴连接，旋扣立柱32两侧安装导向平键5，凹形支架6对应位置开有限位槽61。浮动油缸4实现旋扣装置上下浮动，并且动作平稳，控制调节方便。

Claims

1.一种铁钻工的旋扣装置，其特征在于：是由旋扣立柱（32）、横梁滑板（2）、旋扣支架（1）、水平油缸（9）、楔板（10）、夹紧动臂（15）、液压马达（16）、切线滚轮（12）、旋扣滚轮（18）、复位弹簧（20）、前后浮动调整装置（19）及上下浮动装置组成，楔板（10）为三角形楔板；水平油缸（9）通过耳轴座套（7）和螺栓（8）固定在旋扣支架（1）上，水平油缸（9）的活塞杆与联接耳座（22）螺纹连接，联接耳座（22）与楔板（10）通过第三销轴（23）联接，楔板（10）沿着安装在旋扣支架（1）上的楔板导轨（11）前后移动，楔板（10）的两个侧面分别安装切线滚轮（12），楔板（10）的侧面始终与安装在夹紧动臂（15）一端的切线滚轮（12）接触；通过水平油缸（9）活塞杆的伸缩运动，实现夹紧动臂（15）的夹紧与松开动作；夹紧动臂（15）中间联接铰点通过第二销轴（14）与旋扣支架（1）联接，夹紧动臂（15）一端通过第一销轴（13）与切线滚轮（12）联接，切线滚轮（12）可绕第一销轴（13）转动，第一销轴（13）上端焊接复位弹簧座（31），在两端的复位弹簧座（31）上安装复位弹簧（20），夹紧动臂（15）的另一端联接旋扣滚轮（18），在旋扣滚轮（18）轴线的正上方及正下方分别安装液压马达（16），液压马达（16）与夹紧动臂（15）通过螺栓（17）连接；所述楔板（10）的前端通过销轴（101）分别在上下两端面安装限位滚轮（21）。

2.根据权利要求1所述的一种铁钻工的旋扣装置，其特征在于：所述的前后浮动调整装置（19）是由调整螺杆（24）、限位弹簧座（25）、短传力套筒（26）、限位座板（27）、限位碟簧（28）、长传力套筒（29）及螺母（30）组成，调整螺杆（24）穿过旋扣支架（1）的限位弹簧座（25）和旋扣立柱（32）的限位座板（27），其中限位碟簧（28）、短传力套筒（26）和长传力套筒（29）位于限位弹簧座（25）和限位座板（27）之间，二个旋扣滚轮（18）和限位滚轮（21）围成的相切圆不能和钻杆同轴心时，调节前后两段螺母（30）使整个旋扣装置移动，从而使二个旋扣滚轮（18）和限位滚轮（21）准确的夹紧钻杆。