CN104153726B - 一种新型铁钻工支承臂及包含该支承臂的铁钻工 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井机械领域，特别涉及一种新型铁钻工支承臂，其包括：关节架，其为钢结构件，位于支承臂中部；两组连杆，其分别铰接在关节架的左、右两侧，两组连杆的另一端分别铰接铁钻工的大钳基础、钳头总成，单组的连杆至少包括上、下连杆，单组内的上、下连杆分别至少包括1对连杆，关节架、单组的连杆与大钳基础、钳头总成均分别形成若干个相互平行的竖直平面内的平行四边形连杆机构；驱动装置，其安装于关节架上，分别与两组连杆的中部铰接，能够驱动两组连杆下端相互靠近或远离；本发明的目的在于提供一种工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小的支承臂，本发明还公开了一种包含该支承臂的铁钻工。

Description

一种新型铁钻工支承臂及包含该支承臂的铁钻工

技术领域

本发明涉及石油钻井机械领域，特别涉及一种新型铁钻工支承臂及包含该支承臂的铁钻工。

背景技术

在石油钻井行业，接单根和起下钻对于钻井工人来讲是一个重复而有繁重的工作。目前石油钻机常常配置钻杆动力钳（简称大钳）等来拆接钻杆柱的螺纹接头。这就需要将大钳等设备从井口到鼠洞、存储位等位置频繁移动。但是这些设备通常重量都比较大，而且井口周围空间又非常拥挤，搬运这些设备时常常会造成人员和设备的事故。

过去常用的一种方式是用安装在钻台轨道上的滑车将大钳等设备从存储位移动到井口。这种方法的弊端是安装在钻台上的轨道有时会影响钻台人员的行走安全性，而且一套导轨只能对应一个目标位置，为了适应多个目标位置，通常会布置多套导轨，这样占用的钻台面积又会非常大。

还有一种方法是使用伸缩臂来带动大钳到达多个目标位置。这个方式最大的问题就是占用钻台空间非常大。

第三种方法是单臂悬挂大钳的方式。将大钳安装在C型支架里面，支架上端挂在某结构上，该结构可以旋转，这种结构的问题是大钳的姿态不好控制，而且该支承结构的变幅能力很有限，即大钳的工作半径有限，井口的空间就不能有效的让出来。

第四种方法是双平行四边形机构，液压缸驱动第一个平行四边形，第二个平行四边形在关节部位的短连杆、双齿轮或者滚轮滑道等机构的驱动下随着第一个平行四边形机构同时展开或缩回。这种机构的问题是油缸在第一个平行四边形处，油缸受力较大。大钳安装在第二个平行四边形处，大钳的运动轨迹不是一条直线，最大工作半径处高度降低较多。

目前随着对钻台面要求空间的提高，一种工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小的大钳或铁钻工支承臂成为一种常用需求。

所述大钳和带动大钳移动的臂即构成了铁钻工，铁钻工目前已广泛应用于石油钻井行业中，主要用来处理各种钻井用螺纹接头管具的上卸扣。随着科技的发展和行业的要求，对铁钻工的要求越来越高。钻机搬家过程中，要求铁钻工结构紧凑、安装拆卸方便、适于运输。同时由于不同钻机钻台面尺寸及台面布置的差异，要求铁钻工具有足够的工作半径，同时能适应不同的钻台面要求。在实际操作中，要求夹持范围大，上、卸扣时不会出现打滑现象，上卸扣能一次完成，对钻具损伤小，钳头总成能够适用于一定范围的接头高度，旋扣器具有较高的旋扣扭矩。

现有的铁钻工普遍存在以下问题：上、卸扣转角小，需要重复多次才能完成上、卸扣；夹持部分对钻具损伤大；旋扣扭矩小；钻具对中性不好；工作范围往往和外形尺寸成正比，运输不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小的支承臂，以及使用该支承臂的，工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小，上、卸扣转角大，可一次完成上、卸扣，对钻具损伤小，旋扣扭矩大，安装拆卸方便求的一种铁钻工。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种新型铁钻工支承臂，其包括：

关节架，其为钢结构件，位于所述支承臂中部；

两组连杆，其分别铰接在所述关节架的左、右两侧，两组连杆的另一端分别铰接所述铁钻工的大钳基础、钳头总成，单组的连杆至少包括上、下连杆，单组内的所述上、下连杆分别至少包括1对连杆，所述关节架、单组的连杆与所述大钳基础、钳头总成均分别形成若干个相互平行的竖直平面内的平行四边形连杆机构；

驱动装置，其安装于所述关节架上，分别通过连杆与所述两组连杆的中部铰接，能够驱动所述两组连杆下端相互靠近或远离。

采用该结构，在关节架两侧都形成平行四边形的连杆机构，其受力处在关节架上，位于支承臂中部，使支承臂的最大长度得到很好的扩展，扩大工作时的半径，同时缩回时以两组连杆相互靠近的方式，存储时结构紧凑占用钻台面积小。

作为本发明的优选方案，所述两组连杆包括上、下连杆，其分别包括左上连杆、右上连杆、左下连杆、右下连杆，左上连杆与左下连杆平行，右上连杆与右下连杆平行，所述右下连杆能够调节长度。

可根据需要调节右下连杆长度，通过调节右下连杆的长度来调整钳头总成的俯仰角度，用于调整大钳基础不垂直于钻台时钳头总成的水平度，从而保证钳头总成的姿态不变，沿着平行于钻台的一条直线运动。

作为本发明的优选方案，所述驱动装置包括：

油缸，其固定安装于关节架上，数量与所述单组的上连杆数量相同；

短连杆，其成对设置，对数和所述油缸数量相同，一端分别铰接在所述上连杆上，另一端与油缸的活塞杆铰接；

所述油缸活塞杆伸出或缩回，带动所述上连杆绕所述关节架转动，使所述两组连杆相互靠近或远离。

该结构使两组连杆对称受力，相比现有技术中，能够更好地保护支承臂，延长其使用寿命。

作为本发明的优选方案，所述驱动装置还包括中心轴，所述中心轴穿过对应的短连杆的另一端、所述油缸的活塞杆顶端；

作为本发明的优选方案，所述驱动装置还包括滑块，其成对设置，对数和所述油缸数量相同，所述中心轴依次穿过对应的滑块、短连杆、油缸的活塞杆、短连杆、滑块，所述关节架上设置有对应的竖直的滑槽，所述油缸竖直设置，油缸的活塞杆朝上支出，其伸出或缩回所述油缸，带动所述上连杆绕所述关节架在竖直平面转动，所述左上连杆、右上连杆的转动方向相反，所述滑块沿对应的所述滑槽滑动。

滑块和滑槽的设置，使所述驱动装置运作更稳定，同时多个滑块和滑槽，使关节架处在使用过程中更稳定，不易出现损坏。

作为本发明的优选方案，相邻的所述左上连杆之间不连接杆件，相邻左上连杆之间是分开的，是为了让开所述大钳基础上的立柱，左上连杆铰接在立柱两侧。

本发明还公开了一种包含所述的支承臂的铁钻工，其包括：

所述支承臂；

立柱总成，即为所述支承臂两组连杆连接的大钳基础，所述立柱总成能够安装在钻台上，立柱总成上安装有位移装置，所述支承臂铰接于该位移装置上，能够随位移装置整体升降、绕立柱总成的竖向轴旋转；

旋扣器和钳体总成，即为所述支承臂两组连杆连接的钳头总成，所述旋扣器上竖直设置有能够绕自身轴旋转，并相互配合夹持管具的若干旋轮，所述钳体总成与支承臂铰接，所述旋扣器安装于所述钳体上并位于其上方，所述钳体分为背钳、设置于背钳正上方并能够绕背钳夹持管具中心轴旋转的主钳，所述背钳夹持管具与所述旋扣器夹持管具为同一管具。

采用了所述支承臂，工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小，同时旋扣器和钳体总成组合，旋扣器完成管具的旋扣、旋离动作，钳体完成管具的紧扣、松扣动作，实现上、卸扣转角大，可一次完成上、卸扣，同时该结构由于旋扣器和钳体总成分开工作，低速/高速，小扭矩/大扭矩不冲突，对钻具损伤小，同时各部分分工明确，结构简单，安装拆卸方便。

作为本发明的优选方案，所述立柱总成包括立柱座、安装于立柱座上的立柱主体，立柱总成通过立柱座安装在钻台上，所述位移装置包括：

回转支承，其为圆盘形的横向安装于所述立柱座上的轴承，轴承外圈圆周面设置有竖向的轮齿；

滑车，所述支承臂安装于该滑车上，滑车安装于所述立柱主体上，所述滑车能够沿所述立柱主体上下滑动，立柱主体能够绕自身轴旋转；

立柱主体与回转支承同轴竖直安装于所述回转支承上，并能够通过作用所述回转支承的轮齿获得反力绕回转支承的中心轴旋转，所述滑车能够沿所述立柱主体上下滑动。

立柱座安装在钻台上，占用空间下，该几部分相互结合，能够使所述支承臂整体在竖直方向移动、绕立柱主体转动，实现铁钻工整体360°回转，加上支承臂能够伸缩，适应性更强，适应更多工况。

作为本发明的优选方案，所述立柱主体上固定安装有回转马达，其下方设置有能够被其驱动的回转齿轮，其与所述回转支承的轮齿啮合。

结构简单，实现旋转效果，安装、拆卸方便。

作为本发明的优选方案，所述旋扣器还包括对称夹持系统，其为对称的连杆机构，所述旋轮数量为4个，2个一组构成2个旋轮总成，单个的所述旋轮总成上设置有至少2个与对称夹持系统的铰接处，所述为对称连杆机构的对称夹持系统使所述2个旋轮总成向所述对称夹持系统的对称平面移动过程中，同一旋轮总成的2个旋轮中心轴所在的同一平面始终与所述对称平面平行。

该结构可以维持对称夹持姿态的四旋轮对夹管具的状态，使工作过程精度更高，成功率更高，对管具保护性更好。

作为本发明的优选方案，所述旋扣器还包括悬挂系统，所述对称夹持系统柔性连接在悬挂系统上。

所述对称夹持系统柔性地连接在悬挂系统上，能够补偿管具接头螺纹旋合和旋离时产生的轴向位移。

作为本发明的优选方案，所述主钳、背钳均通过油缸驱动夹持，所述背钳上表面设置有回转导轨，所述主钳安装于该回转导轨上，所述主钳上安装有上卸扣油缸，所述上卸扣油缸驱动主钳沿所述回转导轨在背钳上方转动。

完成这一职能不需要再单独增加结构，只需在背钳上表面加上导轨，结构简单，同时轨迹稳定，使主钳、背钳夹持管具时，同轴性更好。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

支承臂工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小；

铁钻工工作时半径大、存储时结构紧凑占用钻台面积小，上、卸扣转角大，可一次完成上、卸扣，对钻具损伤小，旋扣扭矩大，安装拆卸方便。

附图说明：

图1是本发明支承臂的结构示意图；

图2是本发明支承臂的工作效果图；

图3是本发明支承臂隐藏关节架后的结构示意图；

图4是本发明支承臂的爆炸视图；

图5是本发明支承臂的侧视图；

图6是本发明支承臂的俯视图；

图7是本发明支承臂右下连杆的结构示意图；

图8是本发明支承臂中关节架的轴测图；

图9是本发明关节架的剖视轴测图；

图10是本发明铁钻工的结构示意图；

图11是本发明铁钻工的原理图；

图12是本发明立柱总成的结构示意图；

图13是本发明立柱总成的原理图；

图14是本发明支承臂的第二结构示意图；

图15是本发明支承臂的原理图；

图16是本发明旋扣器的结构示意图；

图17是本发明旋扣器的仰视图；

图18是本发明旋扣器的原理图；

图19是本发明旋扣器的第二原理图；

图20是本发明旋扣器的原理图；

图21是本发明旋扣器的第二原理图；

图22是本发明旋扣器的第三原理图；

图23是本发明钳体总成的结构示意图；

图24是本发明钳体总成的原理图；

图25是本发明铁钻工工作状态示意图；

图26是本发明铁钻工俯视的工作状态示意图。

图中标记：1-左上连杆，2-左短连杆，3-关节架，4-右短连杆，5-右上连杆，6-左下连杆，7-油缸，8-右下连杆，9-中心轴，10-滑块，11-大钳基础，12-钳头总成，3a、3b-滑槽，801-前杆，802-锁紧螺母，803-调节杆，804-后杆，21-立柱总成，22-支承臂，23-旋扣器，24-钳体总成，101-立柱主体，102-滑车，103-升降油缸，104-回转马达，105-回转齿轮，106-回转支承，107-立柱座，108-定位销，301-支撑架，302-吊架，303-悬挂弹簧，304-连杆，305-旋扣器支撑座，306-夹紧油缸，307-对称连杆，308-夹持臂，309-箱体，310-旋轮，311-平行连杆，312-旋扣马达，313-斜向连杆，401-上卸扣油缸，402-夹持油缸，403-主钳，404-背钳，405-钳牙座，406-回转导轨。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-6，一种新型铁钻工支承臂22，其包括：

关节架3，其为钢结构件（如图8、9），位于所述支承臂22中部；

两组连杆，其分别铰接在所述关节架3的左、右两侧，两组连杆的另一端分别铰接所述铁钻工的大钳基础11、钳头总成12，单组的连杆至少包括上、下连杆，单组内的所述上、下连杆分别至少包括1对连杆，所述关节架3、单组的连杆与所述大钳基础11、钳头总成12均分别形成若干个相互平行的竖直平面内的平行四边形连杆机构；

驱动装置，其安装于所述关节架3上，分别与所述两组连杆的中部铰接，能够驱动所述两组连杆下端相互靠近或远离。

本实施例中，所述两组连杆包括上、下连杆，其分别包括左上连杆1、右上连杆5、左下连杆6、右下连杆8，左上连杆1与左下连杆6平行，右上连杆5与右下连杆8平行，所述右下连杆8能够调节长度，所述右下连杆8分为前杆801和后杆804，前杆801后杆804之间通过调节杆803、锁紧螺母802连接，所述调节杆803两头分别旋入前杆801和后杆804中，通过螺纹与其连接，锁紧螺母802穿设在调节杆803上，通过旋动调节杆803，调整右下连杆8的长度，通过锁紧螺母802固定（如图7）。

本实施例中，所述驱动装置包括：

油缸7，其固定安装于关节架3上，数量与所述单组的上连杆数量相同，本实施例中油缸7数量为2根；

短连杆，其成对设置，对数和所述油缸数量相同，一端分别铰接在所述上连杆的中部，该实施例分为左短连杆2和右短连杆4；

中心轴9，数量等于所述油缸7数量，所述中心轴9穿过对应的短连杆的另一端、所述油缸7的活塞杆顶端；

所述油缸7活塞杆伸出或缩回，带动所述上连杆绕所述关节架3转动，使所述两组连杆相互靠近或远离。

本实施例中，所述驱动装置还包括滑块10，其成对设置，对数和所述油缸7数量相同，所述中心轴9依次穿过对应的滑块10、短连杆、油缸7的活塞杆、短连杆、滑块10，所述关节架3上设置有对应的竖直的滑槽（如图中3a、3b），所述油缸7竖直设置，油缸7的活塞杆朝上支出，其伸出或缩回所述油缸7，带动所述上连杆绕所述关节架3在竖直平面转动，所述左上连杆1、右上连杆5的转动方向相反，所述滑块10沿对应的所述滑槽滑动，相邻的所述左上连杆1之间不连接杆件。

左下连杆6、右下连杆8上设有橡胶垫，可缓冲支承臂22收拢时的冲击震动，并且配备连接耳板，可通过销轴进行连接固定，保障运输过程中设备整体的安全性，关节架3同侧的右上连杆5之间、左下连杆6之间、右下连杆8之间，设置有加固的杆件。

所述支承臂除上述结构外，可以将整个支承臂的宽度变窄，将连杆的宽度变宽，所述左下连杆6、右上连杆5、右下连杆8不用两个连杆，将所述左下连杆6、右上连杆5、右下连杆8都用一根连杆；

如果不考虑支承臂22收回后的紧凑性，左上连杆1还是可以做成一根，这样就只需要一个油缸7，一左一右各一个短连杆就可以了，使所述支承臂22体积更小。

如图10、11，本实施例还公开了一种包含所述支承臂22的铁钻工，其包括：

所述支承臂22（如图14、15）；

立柱总成21，即为所述支承臂22两组连杆连接的大钳基础11，所述立柱总成21能够安装在钻台上，立柱总成21上安装有位移装置，所述支承臂22铰接于该位移装置上，能够随位移装置整体升降、绕立柱总成21的竖向轴旋转；

旋扣器23和钳体总成24（如图16-18），即为所述支承臂22两组连杆连接的钳头总成12，所述旋扣器23上竖直设置有能够绕自身轴旋转，并相互配合夹持管具的若干旋轮310，所述钳体总成24与支承臂22铰接，所述旋扣器23安装于所述钳体上并位于其上方，所述钳体分为背钳404、设置于背钳404正上方并能够绕背钳404夹持管具中心轴旋转的主钳403，所述背钳404夹持管具与所述旋扣器23夹持管具为同一管具。

如图12、13，本实施例中，所述立柱总成21包括立柱座107、安装于立柱座107上的立柱主体101，所述立柱座107为圆柱体件，能够插入钻台上对应的孔，立柱座107的顶部设置有圆盘，该圆盘通过其四周穿设的定位销108连接于钻台上，从而固定立柱座107于钻台上，立柱总成21通过立柱座107安装在钻台上，所述位移装置包括：

回转支承106，其为圆盘形的横向安装于所述立柱座107上的钢板，圆周面设置有竖向的轮齿；

滑车102，所述支承臂22安装于该滑车102上，滑车102安装于所述立柱主体101上，立柱主体101与回转支承106同轴竖直安装于所述回转支承106上，并能够通过作用所述回转支承106的轮齿获得反力绕回转支承106的中心轴旋转，所述滑车102能够沿所述立柱主体101上下滑动。

所述滑车102背面固定安装有升降油缸103，其活塞杆端连接于所述立柱座107上，升降油缸103活塞杆伸出或缩回，推动滑车102沿立柱主体101滑动；

本实施例中，所述立柱主体101上固定安装有回转马达104，其下方设置有能够被其驱动的回转齿轮105，其与所述回转支承106的轮齿啮合。

如图16-18、20，本实施例中，所述旋扣器23还包括对称夹持系统，其为对称的连杆机构，所述旋轮310数量为4个，2个一组构成2个旋轮总成，单个的所述旋轮总成上设置有至少2个与对称夹持系统的铰接处，所述为对称连杆307机构的对称夹持系统使所述2个旋轮总成向所述对称夹持系统的对称平面移动过程中，同一旋轮总成的2个旋轮310中心轴所在的同一平面始终与所述对称平面平行。

所述对称夹持系统上对称设置有2个向内弯曲的夹持臂308，该夹持臂308由单独的驱动装置控制张开/闭合，所述2个旋轮总成均朝向夹持臂308闭合方向，且相互对称的分别铰接在所述夹持臂308的自由端，所述2个夹持臂308的对称平面与所述对称夹持系统的对称平面为同一平面。

所述悬挂系统包括支撑架301、悬挂弹簧303、连杆304、吊架302，所述柔性连接为：

所述悬挂弹簧303安装于所述支撑架301上，悬挂弹簧303顶部安装有吊架302，该吊架302两侧分别铰接有连杆304，其总数至少3组，该连杆304另一端均与所述对称夹持系统铰接，所述吊架302下方安装有一连接件，所述连接件穿过所述支撑架301顶部和所述吊架302固定连接，在所述旋扣器23工作状态时，所述连接件和所述悬挂弹簧303共同作用改变所述吊架302底部与所述对称夹持系统顶部的距离，所述悬挂弹簧303的两端分别与吊架302、支撑架301的接触处均设置有保护筒，所述悬挂弹簧303放置于该保护筒内，所述对称夹持系统的后端连接于支撑架301上并被该连接处限位于能够上下前后在固定范围距离内移动。

所述对称夹持系统还包括旋扣器23支座，所述夹持臂308中部铰接于该支座上，末端被所述单独的驱动装置连接，所述旋扣器23支座后端关于夹持臂308的对称平面对称设置有腰型孔，所述支撑架301上固定安装有反扭矩杆，其穿设于所述腰型孔内，使所述对称夹持系统能够上下前后在固定范围距离内移动。

所述悬挂系统还包括导向杆，所述悬挂弹簧303安装于所述支撑架301的安装处设置有通孔，所述连接件为导向杆，该导向杆穿过该通孔固定连接于所述吊架302上。

所述单独的驱动装置为夹紧油缸306，其横向设置于所述旋扣器支撑座305内，设置方向与所述夹持臂308的对称平面垂直，其两端分别铰接于所述的2个夹持臂308的末端。

所述旋扣器支撑座305顶部关于夹持臂308的对称平面对称设置有2个铰接板，其上均设置有通孔，该通孔与所述吊架302两侧铰接的所述连杆304的另一端铰接。

所述对称夹持系统还包括对称连杆307、平行连杆311，其均与所述旋轮总成连接；

所述平行连杆311为2根对称设置于所述旋扣器支撑座305顶部的连杆，其一端均铰接于所述旋扣器支撑座305顶部，铰接处关于所述夹持臂308的对称平面对称，另一端分别铰接在2个旋轮总成的相同位置上；

所述对称连杆307为2根对称设置于所述旋扣器支撑座305底部的连杆，其一端均铰接于所述旋扣器支撑座305顶部的同一处，该处中心被所述夹持臂308的对称平面穿过，所述旋扣器支撑座305上的该处设置有一滑槽，其长度方向位于所述夹持臂308的对称平面内，所述2根对称连杆307通过一连杆销轴与该滑槽铰接，该连杆销轴能够沿该滑槽在所述对称夹持系统前后端方向上滑动，所述对称连杆307的另一端分别铰接在2个旋轮总成的相同位置上，该位置和对应的平行连杆311铰接在旋轮总成上的位置同轴，该2条轴线均与旋轮310中心轴平行。

所述旋轮总成还包括箱体309，所述旋轮310安装于该箱体309内，该箱体309上设置有与所述夹持臂308铰接的第一销轴孔，和与所述平行连杆311、对称连杆307铰接的第二销轴孔，单个旋轮总成上2个旋轮310的中心轴距离所述第一销轴孔的距离相同，单个旋轮总成上2个所述旋轮侧壁均支出所述箱体309，支出端为箱体309上远离所述第一销轴孔的一端，2个旋轮总成中的旋轮310通过4处所述旋轮310支出的侧壁夹持所述与旋轮中心轴平行的管具。

所述旋轮总成还包括4个旋扣马达312，其分别安装于所述箱体309上，位于所述旋轮310的上端，通过传动轴与旋轮310连接，驱动对应的旋轮310转动，所述旋轮310的中心轴线与夹持臂308运动平面垂直。

本实施例中，所述旋扣器23还包括悬挂系统，所述对称夹持系统柔性连接在悬挂系统上；

所述旋扣器23在实现其职能的情况下，能够有其他变型，如图19，悬挂弹簧303设置在连杆旁；如图21，所述夹持臂308上的铰接点能够为多个；如图22，平行连杆311设置在旋扣器23支承座的外边两侧，用一个斜向连杆313替代对称连杆307的职能，维持对称夹持姿态的四旋轮对夹管具的状态；

如图23、24，本实施例中，所述主钳403、背钳404均通过油缸驱动夹持，所述背钳404上表面设置有回转导轨406，所述主钳403安装于该回转导轨406上，所述主钳403上安装有上卸扣油缸401（利用一根油缸实现上卸扣角度超过60度，可一次性完成上卸扣作业，减少了上卸扣的重复次数，极大的提高了钻井作业效率），通过上卸扣油缸401作用所述背钳404上的一凸起，反作用推动主钳403沿所述回转导轨406在背钳404上方转动，主钳403和背钳404上均设置有夹持油缸402，其向内的端部均连接有钳牙座405，夹持油缸402左右对称分布，推动端部的钳牙座405沿油缸轴向方向移动，实现对管具的夹持作业，每个钳牙座405上装有两片钳牙，这样做增加了与管具的接触面积，保证了扭矩的传递且不伤害管具表面。

本发明操作步骤：

第一步，支承臂22伸出并调整钳头总成12高度：

铁钻工通过立柱座107安装于钻台面上，并通过定位销108进行固定。回转马达104驱动铁钻工旋转以对准井口或者鼠洞，油缸7驱动支承臂22张开，支承臂22将钳体总成24和旋扣器23送达指定位置（井口或鼠洞，如图26），升降油缸103驱动滑车102沿立柱主体101上下移动，调节旋扣器23和钳体总成24的高度以对准管具接头。

第二步，上扣或卸扣作业：

当上扣作业时，首先背钳404上的左右两个夹持油缸402驱动钳牙座405夹紧下部管具，然后旋扣器23的夹紧油缸306驱动夹持臂308实现旋轮对钻具的夹紧，旋扣马达312驱动旋轮转动，完成旋扣作业，此时松开夹紧油缸306，然后，主钳403上的左右两个夹持油缸402驱动钳牙座405夹紧上部管具，上卸扣油缸401驱动主钳403相对背钳404转动，完成紧扣动作。紧扣动作完成后，夹持油缸402驱动主钳403、背钳404上左右两个钳牙座405分离，此时整个上扣流程完成。

当卸扣作业时，首先背钳404上的左右两个夹持油缸402驱动钳牙座405夹紧下部管具，主钳403上的左右两个夹持油缸402驱动钳牙座405夹紧上部管具，上卸扣油缸401驱动主钳403相对背钳404转动，实现松扣动作。松扣动作完成后，夹持油缸402驱动主钳403上左右两个钳牙座405分离。然后，旋扣器23的夹紧油缸306驱动夹持臂308实现旋轮对钻具的夹紧，旋扣马达312驱动旋轮旋转，实现上下钻具接头的彻底分离，此时松开夹紧油缸306。最后，夹持油缸402驱动背钳404上左右两个钳牙座405分离，此时整个卸扣流程完成。

第三步，支承臂22收回：

上、卸扣流程完成后，油缸7驱动支承臂22收拢到如图25所示姿态。

当较长时间不使用铁钻工时，回转马达104驱动铁钻工旋转到指定的存储位置以让出井口空间便于井口其他作业。

Claims (8)

1.一种新型铁钻工支承臂，其包括：

关节架，其为钢结构件；

两组连杆，其分别铰接在所述关节架的左、右两侧，两组连杆的另一端分别铰接所述铁钻工的大钳基础、钳头总成，单组的连杆至少包括上、下连杆，单组内的所述上、下连杆分别至少包括1对连杆，所述关节架、单组的连杆与所述大钳基础、钳头总成均分别形成若干个相互平行的竖直平面内的平行四边形连杆机构；

驱动装置，其安装于所述关节架上，分别通过连杆与所述两组连杆的中部铰接，能够驱动所述两组连杆下端相互靠近或远离；

所述两组连杆包括上、下连杆，其分别包括左上连杆、右上连杆、左下连杆、右下连杆，左上连杆与左下连杆平行，右上连杆与右下连杆平行，所述右下连杆能够调节长度；

所述驱动装置包括：

油缸，其固定安装于关节架上，数量与所述单组的上连杆数量相同；

短连杆，其成对设置，对数和所述油缸数量相同，一端分别铰接在所述上连杆上，另一端分别与所述油缸的活塞杆铰接；

所述油缸活塞杆伸出或缩回，带动所述上连杆绕所述关节架转动，使所述两组连杆相互靠近或远离。

2.根据权利要求1所述的一种新型铁钻工支承臂，其特征在于，所述驱动装置还包括滑块和中心轴，所述滑块成对设置，所述中心轴依次穿过对应的滑块、短连杆、油缸的活塞杆、短连杆、滑块，所述关节架上设置有对应的竖直的滑槽，所述油缸竖直设置，油缸的活塞杆朝上支出，其伸出或缩回所述油缸，带动所述上连杆绕所述关节架在竖直平面转动，所述左上连杆、右上连杆的转动方向相反，所述滑块沿对应的所述滑槽滑动。

3.根据权利要求2所述的一种新型铁钻工支承臂，其特征在于，相邻的所述左上连杆之间不连接杆件。

4.一种包含权利要求1所述的支承臂的铁钻工，其包括：

所述支承臂；

立柱总成，所述立柱总成安装在钻台上，立柱总成上安装有位移装置，所述支承臂铰接于该位移装置上，能够随位移装置整体升降、绕立柱总成的竖向轴旋转；

旋扣器和钳体总成，所述旋扣器上竖直设置有能够绕自身轴旋转，并相互配合夹持管具的若干旋轮，所述钳体总成与支承臂铰接，所述旋扣器安装于所述钳体上并位于其上方，所述钳体分为背钳、设置于背钳正上方并能够绕背钳夹持管具中心轴旋转的主钳。

5.根据权利要求4所述的一种铁钻工，其特征在于，所述立柱总成包括立柱座、安装于立柱座上的立柱主体，立柱总成通过立柱座安装在钻台上，所述位移装置包括：

回转支承，其为圆盘形的横向安装于所述立柱座上的轴承，轴承外圈圆周面设置有竖向的轮齿；

滑车，所述支承臂安装于该滑车上，所述滑车能够沿所述立柱主体上下滑动，立柱主体能够绕自身轴旋转。

6.根据权利要求5所述的一种铁钻工，其特征在于，所述立柱主体上固定安装有回转马达，其下方设置有能够被其驱动的回转齿轮，所述回转齿轮与所述回转支承的轮齿啮合。

7.根据权利要求6所述的一种铁钻工，其特征在于，所述旋扣器还包括对称夹持系统，其为对称的连杆机构，所述旋轮数量为4个，2个一组构成2个旋轮总成，单个的所述旋轮总成上设置有至少2个与对称夹持系统的铰接处，所述为对称连杆机构的对称夹持系统使所述2个旋轮总成向所述对称夹持系统的对称平面移动过程中，同一旋轮总成的2个旋轮中心轴所在的同一平面始终与所述对称平面平行；所述旋扣器还包括悬挂系统，所述对称夹持系统柔性连接在悬挂系统上。

8.根据权利要求7所述的一种铁钻工，其特征在于，所述主钳、背钳均通过油缸驱动夹持，所述背钳上表面设置有回转导轨，所述主钳安装于该回转导轨上，所述主钳上安装有上卸扣油缸，所述上卸扣油缸驱动主钳沿所述回转导轨在背钳上方转动。