CN103498640A - 铁钻工钳头自动平衡偏转机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻油钻井装置领域内一种适用于偏斜钻具和小鼠洞钻具与井口连接的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，包括与铰接臂支座固定连接的固定座和与钳头总成固定连接的转动座，所述固定座中心设有向转动座一侧延伸的支撑轴，所述转动座中心设有向固定座一侧延伸并套设在支撑轴外周与支撑轴转动连接的轴套，所述轴套中部两侧对称设有与轴向垂直的平衡臂，所述平衡臂末端分别设有平衡支撑部件，所述平衡支撑部件的底部与固定设置在固定座上的支撑块弹性支撑连接，所述平衡支撑部件的支撑方向与支撑轴轴向垂直。本发明的机构可实现铁钻工钳头夹紧钻具时随钻具的偏斜而自行偏转，偏转角度可随钻具的偏斜而自动调整，钳头松开钻具时而自行复位。

Description

铁钻工钳头自动平衡偏转机构
技术领域
本发明涉及钻油钻井装置领域，特别涉及一种适用于偏斜钻具和小鼠洞钻具与井口连接的铁钻工钳头自动平衡偏转机构。
背景技术
铁钻工是石油钻井作业过程中，用于井口和小鼠洞钻具连接的一种设备，但现有的铁钻工大都没有钳头偏转功能，故只能进行井口钻具的连接作业，而不能在偏斜的小鼠洞上进行钻具的连接作业。从而，制约了铁钻工推广应用的范围。仅有个别的铁钻工采用油缸作为动力实现钳头的偏转，不但结构复杂，而且较难控制钳头的偏转角度，对其它的运动机构存在干扰等问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种铁钻工钳头自动平衡偏转机构，以实现铁钻工钳头夹紧钻具时随钻具的偏斜而自行偏转，偏转角度可随钻具的偏斜而自动调整，钳头松开钻具时而自行复位；解决现有铁钻工没有钳头偏转功能，而不能对小鼠洞偏斜的钻具连接的问题。
   本发明的目的是这样实现的，一种铁钻工钳头自动平衡偏转机构，包括与铰接臂支座固定连接的固定座和与钳头总成固定连接的转动座，所述固定座中心设有向转动座一侧延伸的支撑轴，所述转动座中心设有向固定座一侧延伸并套设在支撑轴外周与支撑轴转动连接的轴套，所述轴套中部两侧对称设有与轴向垂直的平衡臂，所述平衡臂末端分别设有平衡支撑部件，所述平衡支撑部件的底部与固定设置在固定座上的支撑块弹性支撑连接，所述平衡支撑部件的支撑方向与支撑轴轴向垂直。
本发明的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，固定座与转动座之间可相对转动，既钳头总成相对铰接臂可转动，由于平衡支撑部件与支撑块弹性支撑连接，钳头正常情况下在平衡支撑部件与支撑块的弹性支撑作用下处于平衡状态，当钳头夹紧钻具后，由于钳头夹紧力远远大于平衡支撑部件的弹性支撑力，所以钳头在夹紧力的作用下会随钻具产生偏转，并且偏转角度根据钻具的偏斜角度变化而变化，钳头松开钻具后，在平衡支撑部件的弹性支撑力的作用下，钳头自动恢复到平衡状态下。因此本发明的铁钻工钳头自动平衡偏转机构的有益效果是：结构简单、设计合理、工作可靠，无需任何动力就可实现铁钻工钳头的自动偏转和复位，解决了铁钻工对小鼠洞偏斜钻具连接作业的问题。
为便于实现平衡支撑部件的弹性支撑和自动复位功能，所述平衡支撑部件包括与平衡臂末端固定的中空的座体，所述座体内下部滑动套设有抵靠在支撑块上的活动支撑头，所述活动支撑头向上螺纹连接有拉杆，所述拉杆上套装有压缩弹簧，所述拉杆另一端滑动套设有与座体螺纹连接的调节帽，所述拉杆伸出调节帽中心孔的端部螺纹连接调节螺母，所述调节螺母抵靠调节帽端部并拉紧拉杆以调节压缩弹簧的弹力，本结构中，通过调节螺母与拉杆的螺纹连接可调节压缩弹簧压缩长度从而调节压缩弹簧的弹力大小，使压缩弹簧的弹力足以平衡钳头的重量，通过调节帽可以调节活动支撑头伸出座体的长度，并且拉杆通过调节帽和调节螺母拉紧后可以限制压缩弹簧伸长，使活动支撑头只能向上运动，不能向下活动，从而减小另一侧弹簧的反作用力，增加平衡支撑部件的复位弹力，并有利于减小平衡支撑部件总体尺寸。
为便于平衡支撑部件与平衡臂的固定连接，所述平衡臂末端固定设有座套，所述座体配合套装在座套内并与座套焊接固定。
为便于实现转动座与固定座之间的相对转动，所述轴套内固定设有轴瓦，所述轴瓦与支撑轴滑动配合。
为便于实现轴套相对固定座的转动，所述轴套靠近固定座的端部设有径向向外延伸圆环，所述圆环端面与固定座相靠的端面之间设有滑动配合间隙，所述圆环外周的固定座上固定设有截面为直角形的并与圆环相互咬合的半环压盖，所述半环压盖与圆环相对应的端面间的周向均匀设有若干滚珠，半环压盖和圆环相对应的端面上分别设有便于滚珠滚动的凹球面。
为便于半环压盖与固定座的固定连接，所述半环压盖与固定座之间通过圆周向设置的若干螺钉固定连接。
附图说明
图1为本发明的铁钻工钳头自动平衡偏转机构的结构示意图。
图2为图1沿B—B位置的剖视图。
其中，1平衡支撑部件；101调节螺母；102调节帽；103压缩弹簧；104拉杆；105座体；106活动支撑头；2平衡臂；2a座套；3支撑块；4固定座；5轴瓦；6轴套；7支撑轴；8滚珠；9半环压盖；10转动座。
具体实施方式
如图1和图2所示为发明的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，包括与铰接臂支座固定连接的固定座7和与钳头总成固定连接的转动座10，固定座4中心设有向转动座10一侧延伸的支撑轴7，转动座10中心设有向固定座4一侧延伸并套设在支撑轴7外周与支撑轴7转动连接的轴套6，轴套6中部两侧对称设有与轴向垂直的平衡臂2，平衡臂2末端分别设有平衡支撑部件1，平衡支撑部件1的底部与固定设置在固定座4上的支撑块3弹性支撑连接，平衡支撑部件1的支撑方向与支撑轴7轴向垂直；平衡支撑部件1包括与平衡臂2末端固定的中空的座体105，座体105内下部滑动套设有抵靠在支撑块3上的活动支撑头106，活动支撑头106向上螺纹连接有拉杆104，拉杆104上套装有压缩弹簧103，拉杆104另一端滑动套设有与座体105螺纹连接的调节帽102，拉杆104伸出调节帽102中心孔的端部螺纹连接调节螺母101，调节螺母101抵靠调节帽102端部并拉紧拉杆104以调节压缩弹簧103的弹力；平衡臂2末端固定设有座套2a，座体105配合套装在座套2a内并与座套2a焊接固定；轴套6内固定设有轴瓦5，轴瓦5与支撑轴7滑动配合；轴套6靠近固定座6的端部设有径向向外延伸圆环，圆环端面与固定座4相靠的端面之间设有滑动配合间隙，圆环外周的固定座4上固定设有截面为直角形的并与圆环相互咬合的半环压盖9，半环压盖9与圆环相对应的端面间的周向均匀设有若干滚珠8，半环压盖9和圆环相对应的端面上分别设有便于滚珠8滚动的凹球面；半环压盖9与固定座4之间通过圆周向设置的若干螺钉固定连接。
本发明的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，固定座4与转动座10之间可相对转动，既钳头总成相对铰接臂可转动，由于平衡支撑部件1与支撑块3弹性支撑连接，钳头正常情况下在平衡支撑部件1与支撑块3的弹性支撑作用下处于平衡状态，当钳头夹紧钻具后，由于钳头夹紧力远远大于平衡支撑部件1的弹性支撑力，所以钳头在夹紧力的作用下会随钻具产生偏转，并且偏转角度根据钻具的偏斜角度变化而变化，钳头松开钻具后，在平衡支撑部件1的弹性支撑力的作用下，钳头自动恢复到平衡状态下。因此本发明的铁钻工钳头自动平衡偏转机构的有益效果是：结构简单、设计合理、工作可靠，无需任何动力就可实现铁钻工钳头的自动偏转和复位功能，解决了铁钻工对小鼠洞偏斜钻具连接作业的问题。
本发明并不局限于上述实施例，凡是在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护的范围内。

Claims (6)

1.一种铁钻工钳头自动平衡偏转机构，包括与铰接臂支座固定连接的固定座和与钳头总成固定连接的转动座，其特征在于，所述固定座中心设有向转动座一侧延伸的支撑轴，所述转动座中心设有向固定座一侧延伸并套设在支撑轴外周与支撑轴转动连接的轴套，所述轴套中部两侧对称设有与轴向垂直的平衡臂，所述平衡臂末端分别设有平衡支撑部件，所述平衡支撑部件的底部与固定设置在固定座上的支撑块弹性支撑连接，所述平衡支撑部件的支撑方向与支撑轴轴向垂直。
2.根据权利要求1所述的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，其特征在于，所述平衡支撑部件包括与平衡臂末端固定的中空的座体，所述座体内下部滑动套设有抵靠在支撑块上的活动支撑头，所述活动支撑头向上螺纹连接有拉杆，所述拉杆上套装有压缩弹簧，所述拉杆另一端滑动套设有与座体螺纹连接的调节帽，所述拉杆伸出调节帽中心孔的端部螺纹连接调节螺母，所述调节螺母抵靠调节帽端部并拉紧拉杆以调节压缩弹簧的弹力。
3.根据权利要求1所述的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，其特征在于，所述平衡臂末端固定设有座套，所述座体配合套装在座套内并与座套焊接固定。
4.根据权利要求1或2或3所述的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，其特征在于，所述轴套内固定设有轴瓦，所述轴瓦与支撑轴滑动配合。
5.根据权利要求4所述的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，其特征在于，所述轴套靠近固定座的端部设有径向向外延伸圆环，所述圆环端面与固定座相靠的端面之间设有滑动配合间隙，所述圆环外周的固定座上固定设有截面为直角形的并与圆环相互咬合的半环压盖，所述半环压盖与圆环相对应的端面间的周向均匀设有若干滚珠，半环压盖和圆环相对应的端面上分别设有便于滚珠滚动的凹球面。
6.根据权利要求5所述的铁钻工钳头自动平衡偏转机构，其特征在于，所述半环压盖与固定座之间通过圆周向设置的若干螺钉固定连接。
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