CN103225483A - 一种石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙 - Google Patents
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Abstract
石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，包括本体，本体通过螺栓与压板联结，本体内开有滚动槽，滚动体置于滚动槽中，压板上设置有开孔，开孔保证滚动体与石油管柱接头外壁接触，同时限制滚动体从滚动槽中脱落，滚动槽呈周向布置，与液压（或气动）大钳上卸扣旋转方向的切向成一个楔形角；工作时，滚动体与管柱接头外壁接触，当液压（或气动）大钳旋转系统带动主体转动时，由于滚动体和滚动槽之间的摩擦作用使滚动体沿着楔形角角度变小的方向滚动，形成自锁，钳牙和管柱接头外壁之间不会出现打滑现象，避免钳牙直接咬入管柱外壁的情况，减小对管柱的损坏程度，保护管柱的同时能有效的提高钳牙的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及石油装备技术领域，特别涉及一种石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙。
技术背景
目前，钻井或修井过程中钻杆或油套管（以下简称石油管柱）的上卸扣液压（或气动）大钳用的钳牙牙型有三角形、双圆弧形、钻石形以及硬质磨砂面等。钳牙在液压（或气动）系统的作用下咬入管柱接头外壁（硬质磨砂面齿咬入深度较小），提供较大的当量摩擦系数，产生用于上卸扣的摩擦力矩，完成上卸扣作业。在上卸扣过程中，尤其在冲扣时，所需力矩较大，钳牙与管柱接头外壁难免会产生滑动现象，钳牙和管柱接头均会产生一定的损坏，缩短了钳牙的寿命，管柱的强度及寿命也受到较大影响，这均将导致钻井或采油成本的增加，甚至引发钻井等事故的发生。
发明内容
为了克服常规液压或气动大钳钳牙的上述缺点，本发明的目的在于提供一种石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，滚动体为球体或圆柱体，具有结构简单、使用寿命长、上卸扣过程接触自锁、被钳管柱接头表面无牙痕的特点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，包括本体1，本体1通过螺栓4与压板2联结，本体1内开有滚动槽5，滚动体3置于滚动槽5中，压板2上设置有开孔6，开孔6保证滚动体3与石油管柱接头外壁8接触，同时限制滚动体3从滚动槽5中脱落，滚动槽5呈周向布置，与液压（或气动）大钳上卸扣旋转方向的切向成一个楔形角7。
滚动体3为球体或者圆柱体。
滚动槽5的底面的轮廓线包括有斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开线或圆弧。
本体1中，工作时，滚动体3与管柱外壁接触，当液压（或气动）大钳旋转系统带动主体1转动时，由于滚动体3和滚动槽5底面之间的摩擦作用使滚动体沿着楔形角7角度变小的方向滚动，形成自锁。这样，上卸扣过程中的阻力矩越大，石油管柱接头外壁8就被抱得越紧，产生的摩擦力就越大，上卸扣力矩也越大，实现上卸扣作业。由于这种自锁作用是单向的，所以钳牙安装时要保证楔形角7的角度较小的那一端指向旋转方向的切向。
使用本发明，在石油管柱上卸扣过程中，可避免以往的齿状钳牙齿直接咬入管柱接头外壁的情况，降低对管柱的损坏程度。同时，基于自锁原理，在滚动槽5的底面的轮廓设计合理的前提下，无论上卸扣过程中的力矩有多大，钳牙和管柱外壁之间均不会出现打滑现象，有效的提高钳牙的使用寿命，减少更换钳牙的工作时间，大大提高工作效率。
本发明能很好地解决当前齿状钳牙使用寿命短、对管柱接头外壁有损坏的缺点。同时，基于该原理，可以应用于其他管柱螺纹接头的上卸扣工具钳牙，具有极大的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，其中图1A是滚动体为球体时的示意图，图1B是滚动体为圆柱体时的示意图。
图2是滚动体为球体时的剖视图。
图3是滚动体为圆柱体时的剖视图。
图4是滚动体的立体示意图，其中图4A是滚动体为球体，图4B是滚动体为圆柱体。
图5是滚动槽5的底面的轮廓线示意图，其中图5A是阿基米德螺线；图5B是对数螺线，图5C是渐开线；图5D是圆弧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。
参照图1-3，石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，包括本体1，本体1通过螺栓4与压板2联结，本体1内开有滚动槽5，滚动体3置于滚动槽5中，压板2上设置有开孔6，开孔6保证滚动体3与石油管柱接头外壁8接触，同时限制滚动体3从滚动槽5中脱落，滚动槽5呈周向布置，与液压（或气动）大钳上卸扣旋转方向的切向成一个楔形角7。
参照图5，滚动槽5的底面的轮廓线有多种形式，包括斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开线、圆弧。
参照图2-图4，滚动体3为球体或者圆柱体。
本发明的工作原理为：工作时，滚动体3与石油管柱接头外壁8接触，当液压（或气动）大钳旋转系统带动主体1转动时，由于滚动体3和滚动槽5之间的摩擦作用使滚动体沿着楔形角7角度变小的方向滚动，形成自锁。这样，上卸扣过程中的阻力矩越大，管柱接头就被抱得越紧，产生的摩擦力就越大，卸扣力矩也越大，实现上卸扣作业。由于这种自锁作用是单向的，所以钳牙安装时要保证楔形角7的角度较小的那一端指向旋转方向的切向。
Claims (3)
1.石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，其特征在于，包括本体（1），本体（1）通过螺栓（4）与压板（2）联结，本体（1）内开有滚动槽（5），滚动体（3）置于滚动槽（5）中，压板（2）上设置有开孔（6），开孔（6）保证滚动体3与石油管柱接头外壁8接触，同时限制滚动体（3）从滚动槽（5）中脱落，滚动槽（5）呈周向布置，与液压或气动大钳上卸扣旋转方向的切向成一个楔形角（7）。
2.根据权利要求1所述石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，其特征在于，滚动体（3）为球体或者圆柱体。
3.根据权利要求1所述石油管柱上卸扣单向自锁式滚动体钳牙，其特征在于，滚动槽（5）的底面的轮廓线包括斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开线或圆弧。
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- 2013-04-16 CN CN201310132736XA patent/CN103225483A/zh active Pending
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