CN105102755A - 可更换模具 - Google Patents

Abstract

模具(6)装置(1)和用于更换该模具(6)的方法，其中，模具(6)能够在缩回位置和前进位置之间移动，在缩回位置处模具(6)被释放，在前进位置模具(6)被固定，并且其中，装置(1)包括：具有纵向槽(3)的主体(2)，槽(3)具有用于与在内主体(9)上的相应壁(10)接触的内壁(4b)；中间主体(7)，该中间主体(7)布置为用于在中间主体(7)的第一纵向侧(12)处与内主体(9)接合，并且用于在中间主体(7)的相对设置的第二纵向侧(13)处与模具(6)的第一侧(11)接合，在中间主体(7)的第一纵向侧(12)处设置有第一组倾斜面(8a-8h)，第一组倾斜面(8a-8h)能够操作以与在内主体(8)上的相应第二组倾斜面(14a-14h)接合，并且其中，中间主体(7)和内主体(9)之间的相对运动引起模具(6)在缩回位置和前进位置之间运动。

Description

可更换模具

技术领域

本发明涉及用于保持或夹持管(例如钻管等)的装置。揭示了一种具有可更换模具的装置。该装置在与结合管操作使用的所谓套管钳(grippingtong)或夹爪(grippingjaw)一起时尤其有用。这种装置尤其适用于在平台上不同位置之间移动管。

背景技术

在海工技术其他领域的现有技术中，更具体地为在与所谓的扭矩钳或动力钳有关的领域，通常使用这种钳将钻管的接头拧接在一起/拧开，其中扭矩钳和动力钳在寻找碳氢化合物(油和气)时组装用于钻井的钻柱期间使用。这些钳还称为铁钻工(ironroughneck)。通常，上管部由夹持装置保持，而下管部设置为由动力钳/扭矩钳转动。另一个方案在钻台中使用所谓的卡瓦(slip)(可选择地，下动力钳)以将下管柱相对于使用转动装置(例如扭矩钳、钻床等等)转动的上管柱保持在合适位置。扭矩钳由具有模具的爪构成。模具的任务是将管牢固地保持在扭矩钳中并且防止管在与其他管组装期间的转动。因此，模具受到巨大的力并且由于磨损而必须定期进行更换。铁钻工的例子显示在挪威专利NO319959B1中，在该专利中，模具安装到三个可更换的夹紧装置的每一者上。该模具配有多个相对尖的脊，这些脊相对于管壁被夹紧并从而夹持管壁。

挪威专利申请NO20092552公开了用于扭矩钳/动力钳的可更换模具。描述了用于模具的保持装置，包括具有纵向槽的主体，纵向槽具有内壁以接触模具上对应的表面，在该专利申请中，第一壁在槽内的缩回位置和槽内的前进位置之间是可移动的，在缩回位置处模具被释放，在前进位置处爪被夹持以与内壁接触。还描述了第一壁包括在楔形部件上的外表面，楔形部件具有第一面，第一面相对于第一壁倾斜并且被布置在第一壁的相对侧上，第一倾斜面与对应的相对第二倾斜面接触。第一倾斜面和第二倾斜面之间的相对运动使得第一壁在相应的所述缩回位置和前进位置之间移动。在已知的方案中，槽本身被构造为楔形，在槽中放置安装的楔形部件。

槽和模具必须构造为具有确保模具牢固地位于槽内的最低限度作用。这不一定与装置运行的严酷环境相兼容，也就是说，环境具有大量来自油、污垢、灰尘等等的污染，这会导致槽内小间隙变堵和模具被阻塞。这会导致模具在被更换时有粘性，从而导致花费更多时间。

已经发现，根据现有技术的模具易于被阻塞，模具难以在磨损时进行更换。

因此，存在对用于更换模具的改进装置的需求，该改进装置改善或减少至少一个现有技术的缺陷。

因此，本发明的目标是提供减少花费时间并简化与更换模具有关的工作的装置。

该目标是通过独立权利要求中限定的发明实现的。从属权利要求描述本发明的其他特征要素。

发明内容

本发明涉及可以在用于海上或陆上管操作的套管钳、夹紧保持装置、扭矩钳、动力钳或任何装置中使用的诸如可更换模具的装置。

本发明涉及一种模具装置，其中，模具能够在缩回位置和前进位置之间移动，在缩回位置处模具被释放，在前进位置模具被固定，并且其中，该装置包括：具有纵向槽的主体，槽具有用于与在内主体上的相应壁接触的内壁；中间主体，该中间主体布置为用于在中间主体的第一纵向侧处与内主体接合，并且用于在中间主体的相对设置的第二纵向侧处与模具的第一侧接合，在中间主体的第一纵向侧处设置有第一组倾斜面，第一组倾斜面能够操作以与在内主体上的相应第二组倾斜面接合，并且其中，中间主体和内主体之间的相对运动引起模具在缩回位置和前进位置之间运动。

在装置的实施例中，第一组倾斜面和第二组倾斜面设置有接合面，接合面将通过中间主体的纵向运动而相对于彼此移动，并因此，在第一纵向行进方向上朝着缩回位置移动模具，以及在相反引导行进方向上朝着前进位置移动模具。

在装置的实施例中，中间主体还可以包括传动部件，传动部件的运动将引起第一组倾斜面和第二组倾斜面之间的相对运动。

在一方面，可以相反地引导第一组倾斜面和第二组倾斜面，使得第一组倾斜面和第二组倾斜面之间的相对运动在传动部件的一个相对轴向运动中给予内主体和中间主体更大的轴向延伸，以及在传动部件的相反轴向运动中给予内主体和中间主体更小的轴向延伸，这些轴向运动使得模具移动到前进位置和缩回位置。

在另一方面，装置还可以包括第二螺纹件和锁紧垫片，第二螺纹件布置为将锁紧垫片锁紧在特定位置，并且锁紧垫片布置为当模具在前进位置中时锁紧传动部件。

本发明还涉及一种用于更换前面所述模具的方法，模具布置在主体中，该方法包括以下步骤：

-旋出第二螺纹件以使锁紧垫片从与传动部件的锁紧接合中脱离；

-转动传动部件，传动部件使得中间主体相对于内主体轴向运动，使得模具从前进位置移动到缩回位置，在前进位置模具被固定，在缩回位置模具被释放，以及

-随后将模具经过更换孔从主体移除。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的非限制实施例，在附图中相似部件采用相似附图标记，以及其中：

图1示出根据本发明的一种布置；

图2示出根据本发明的一种夹爪的一部分；

图3示出根据本发明的装置的实施例的侧视图；

图4示出图3中装置的透视剖视图；

图5示出图2中装置的俯视图；

图6是根据本发明的装置的实施例的倾斜侧视图。

具体实施方式

图1示出可以使用本发明的提升设备24。提升设备24可以包括多个臂25，臂25在外端处具有用于提升管26的夹爪16。

图2示出根据本发明的夹爪16的实施例。夹爪16包括具有纵向槽3的主体2，在该纵向槽3中布置模具6(在所示的实施例中，有四个单独的模具，它们一起被标示为一个模具6)。每一个夹爪16可以设置有一个或更多个模具6。

图3和图4分别示出根据本发明装置1的实施例的侧视图和透视剖视图。夹爪16的一部分(参见图2)示为具有模具6，该模具由多个小模具部件6a-6d构成。模具6在缩回位置和前进位置之间是可移动的，在缩回位置处模具6被释放，在前进位置处模具6被固定在主体2中的纵向槽3内。在前进位置，模具6倚靠槽3内的倾斜相对面(未显示)。从上方看，在截面图中倾斜相对面可以显示为梯形或燕尾形。主体2是夹爪16的一体组成部分，或者可以可选择地连接至夹爪16。槽3具有阻止布置在槽3内的部件纵向移动的下邻接表面18a。在下端，槽3还构造为具有在径向方向的凹部，该凹部形成上邻接表面18b。在内主体9的径向外侧但仍然位于槽3内处，布置有中间主体7。布置中间主体7用于在其第一纵向侧12处和内主体9接合，以及在中间主体7的相对设置的第二纵向侧13处与模具6的第一侧11接合。中间主体7设置有与槽3内的上邻接表面18a和下邻接表面18b接合的互补凸缘9a，以阻止内主体9的移动。凸缘9a的一侧将与上邻接表面18a和下邻接表面18b接合，而凸缘9a的相对侧将在轴向上形成用于中间主体7的止挡部。中间主体7构造为具有凹部19，该凹部19具有用于与传动部件5上的环5a接合的上接触面19a和下接触面19b。环5a还具有用作防止内主体9轴向运动的上止挡部的功能。传动部件5还具有凹陷20，凹陷20的一端由环5a限定，凹陷20的上端由上止挡表面21限定。这导致传动部件5的任何运动引起中间主体7在相同方向的相应运动。而且，中间主体7构造成具有上止挡环22，当模具6在前进位置时，上止挡环22阻止模具6的轴向位移。

中间主体7设置有第一组倾斜面8a-8h，第一组倾斜面8a-8h可操作以与内主体9上的相应第二组倾斜面14a-14h接合。在图示的实施例中，第一组倾斜面8a-8h和第二组倾斜面14a-14h作为彼此抵靠的楔形部。中间主体7相对于内主体9的相对移动使模具6在缩回位置和前进位置之间移动。中间主体7的移动可以例如通过使用传动部件产生。传动部件5连接至中间主体7的上端，使得在传动部件5顶部的第一螺纹件5b(与传动部件5为一体)的转动将运动传递给中间主体7。传动部件5和主体2构造为具有互补螺纹5c，以用于传动部件5的螺纹旋入和旋出。

内主体9基本牢固地抵靠槽3中的内壁4b(允许两者通过位于上邻接表面18a和下邻接表面18b之间的凸缘9a而产生轻微轴向位移)，使得传动部件5(在具体实施例中)的向下运动以及中间主体7的向下运动迫使第一倾斜面8a-8h和第二倾斜面14a-14h沿着彼此运动，并且导致中间主体7的相对设置的第二纵向侧13推动模具6的第一侧11并且对模具6施加推动模具6进入前进位置(操作位置)的力。

如果由于某种原因模具6开始磨损或者由于其他原因必须更换模具6，则操作者可以轻易更换模具6。通过操作螺纹件15以及由于中间主体7相对于内主体9向下运动而释放模具6，将分别在中间主体7和内主体9上的第一倾斜面8a-8h和第二倾斜面14a-14h移动进入释放中间主体7和内主体9形成的楔形部的位置。这导致从中间主体7的相对设置的第二纵向侧13作用在模具6的第一侧11上的力减小，并且模具6被移动到缩回位置，在缩回位置模具6被释放。可以经过合适的开口从缩回位置容易地取出和更换模具6，开口例如布置在纵向槽3的上端的更换孔17。

当传动部件5旋入其操作位置，也就是说，模具6的前进位置时，传动部件5可以被锁定在该位置以阻止其转动。例如，这可以通过由第二螺纹件15固定在合适位置的锁紧垫片23而完成，如图5和图6所示。

当模具6不得不进行更换时，过程相反：首先旋出第二螺纹件15以释放锁紧垫片23，然后将传动部件5从其操作位置旋出使得模具6可以经过更换孔17被更换。

本文所描述的实施例应当被认为是无限制的。显然，本领域技术人员在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围内，可以对本发明作出修改或改变。

Claims (6)

1.一种模具(6)装置(1)，其中，所述模具(6)能够在缩回位置和前进位置之间移动，在所述缩回位置处所述模具(6)被释放，在所述前进位置所述模具(6)被固定，并且其中，所述装置(1)包括：

主体(2)，所述主体(2)具有纵向槽(3)，所述槽(3)具有用于与在内主体(9)上的相应壁(10)接触的内壁(4b)；

中间主体(7)，所述中间主体(7)布置为用于在所述中间主体(7)的第一纵向侧(12)处与所述内主体(9)接合，并且用于在所述中间主体(7)的相对设置的第二纵向侧(13)处与所述模具(6)的第一侧(11)接合，在所述中间主体(7)的所述第一纵向侧(12)处设置有第一组倾斜面(8a-8h)，所述第一组倾斜面(8a-8h)能够操作以与在所述内主体(8)上的相应第二组倾斜面(14a-14h)接合，并且其中，所述中间主体(7)和所述内主体(9)之间的相对运动引起所述模具(6)在所述缩回位置和所述前进位置之间运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一组倾斜面(8a-8h)和所述第二组倾斜面(14a-14h)设置有接合面(8a-8h，14a-14h)，所述接合面(8a-8h，14a-14h)将通过所述中间主体(7)的纵向运动而相对于彼此移动，并因此在第一纵向行进方向上移动所述模具(6)进入所述缩回位置，以及在相反引导行进方向上移动所述模具(6)进入所述前进位置。

3.根据权利要求1至2中任何一项所述的装置(1)，其中，所述中间主体(7)还包括传动部件(5)，所述传动部件(5)的运动将引起所述第一组倾斜面(8a-8h)和所述第二组倾斜面(14a-14h)之间的相对运动。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的装置(1)，其中，相反地引导所述第一组倾斜面(8a-8h)和所述第二组倾斜面(14a-14h)，使得所述第一组倾斜面(8a-8h)和所述第二组倾斜面(14a-14h)之间的相对运动在所述传动部件(5)的一个相对轴向运动中给予所述内主体(9)和所述中间主体(7)更大的轴向延伸，以及在所述传动部件(5)的相反轴向运动中给予所述内主体(9)和所述中间主体(7)更小的轴向延伸，所述相对轴向运动和所述相反轴向运动使得所述模具(6)移动到所述前进位置和所述缩回位置。

5.根据权利要求3至4中任何一项所述的装置(1)，其中，所述装置(1)还包括第二螺纹件(15)和锁紧垫片(23)，所述第二螺纹件(15)布置为将所述锁紧垫片(23)锁紧在特定位置，并且所述锁紧垫片(23)布置为当所述模具(6)在所述前进位置中时锁紧所述传动部件(5)。

6.一种用于更换前述权利要求1至5中任何一项所述的模具(6)的方法，所述模具(6)布置在主体(2)中，所述方法包括以下步骤：

旋出第二螺纹件(15)以使锁紧垫片(23)从与传动部件(5)的锁紧接合中脱离；

转动所述传动部件(5)，所述传动部件(5)使得中间主体(7)相对于内主体(9)轴向运动，使得所述模具(6)从前进位置移动到缩回位置，在所述前进位置所述模具(6)被固定，在所述缩回位置所述模具(6)被释放，以及

随后将所述模具(6)经过更换孔(17)从所述主体(2)移除。