CN110630193B - 液压动力钳的控制装置和液压动力钳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压动力钳的控制装置和液压动力钳，该控制装置包括：底座，支架包括立柱和横梁，立柱的一端可自转地安装在底座上，横梁的一端与立柱的另一端垂直连接，滑轮组安装在支架上，第一钢丝绳缠绕在滑轮组上，连接吊耳，位于横梁的另一端，连接吊耳与第一钢丝绳的一端连接，滑块能够沿立柱的轴向滑动地设置在立柱上，同步滑轮安装在支架上，第二钢丝绳缠绕在同步滑轮上，第二钢丝绳的一端与滑块连接，牵引机构与第一钢丝绳的另一端和第二钢丝绳的另一端连接，连接杆的一端具有用于与液压动力钳连接的连接结构，连接杆的另一端与滑块固定连接。本发明能实现液压动力钳的位置调节，更加省时省力，降低劳动强度。

Description

液压动力钳的控制装置和液压动力钳

技术领域

本发明涉及石油工程地面设备技术领域，特别涉及一种液压动力钳的控制装置和液压动力钳。

背景技术

液压动力钳是石油系统钻井、井下作业中上卸钻杆、抽油杆、油管的专用工具。常规作业时，通常使用吊钩将液压动力钳牵引至钻杆位置，牵引至钻杆位置后还需要将液压动力钳调整成正对钻杆，以便于液压动力钳夹持钻杆进行上卸操作。

然而，现有技术通常是采用人工的方式对液压动力钳进行上下和左右摆动的调整，使得人工劳动强度较大。

发明内容

本发明实施例提供了一种液压动力钳的控制装置和液压动力钳，能实现液压动力钳的位置调节，更加省时省力，降低劳动强度。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种液压动力钳的控制装置，所述控制装置包括：底座，支架，包括立柱和横梁，所述立柱的一端可自转地安装在所述底座上，所述横梁的一端与所述立柱的另一端垂直连接，滑轮组，安装在所述支架上，第一钢丝绳，缠绕在所述滑轮组上，连接吊耳，位于所述横梁的另一端，所述连接吊耳与所述第一钢丝绳的一端连接，滑块，能够沿所述立柱的轴向滑动地设置在所述立柱上，同步滑轮，安装在所述支架上，第二钢丝绳，缠绕在所述同步滑轮上，所述第二钢丝绳的一端与所述滑块连接，牵引机构，安装在所述立柱上，所述牵引机构与所述第一钢丝绳的另一端和所述第二钢丝绳的另一端连接，连接杆，所述连接杆的一端具有用于与液压动力钳连接的连接结构，所述连接杆的另一端与所述滑块固定连接。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述立柱的外壁上设有平行正对的两个导向板，所述滑块滑动设置在所述两个导向板之间。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述两个导向板上均设有沿所述立柱的轴向延伸的第一条形孔，所述滑块上插设有销轴，所述销轴的一端位于一个所述导向板的所述第一条形孔中，所述销轴的另一端位于另一个所述导向板的所述第一条形孔中。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述连接杆上设有沿所述连接杆的轴向设置的第二条形孔，所述销轴位于所述第二条形孔中。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述牵引机构包括液压缸，所述液压缸的一端与所述立柱固定连接，所述液压缸的另一端与所述第一钢丝绳的另一端和所述第二钢丝绳的另一端连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述牵引机构还包括张力补偿器，所述张力补偿器与所述液压缸的另一端连接，所述第一钢丝绳的另一端和所述第二钢丝绳的另一端与所述张力补偿器连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述底座内设有转动轴承，所述立柱的一端与所述转动轴承的内圈连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述控制装置还包括加强杆，所述加强杆一端与所述立柱连接，所述加强杆的另一端与所述横梁连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述横梁上设有吊装环。

另一方面，本发明实施例提供了一种液压动力钳，所述液压动力钳包括如前文所述的液压动力钳的控制装置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例中横梁的一端与立柱的另一端垂直连接，连接吊耳通过缠绕在第一钢丝绳上的滑轮组吊装在横梁的另一端，同时，立柱上还设置有沿立柱的轴向滑动的滑块，滑块与第二钢丝绳的一端连接，第二钢丝绳绕经同步滑轮并与绕经滑轮组的第一钢丝绳一同连接在牵引机构上，并且滑块与连接杆的另一端固定连接，这样在牵引机构的牵引下，连接杆和连接吊耳能同步往复移动，由于连接杆的一端可以通过连接结构与液压动力钳连接，连接吊耳可以起吊液压动力钳，因此液压动力钳也能在牵引机构的牵引下随连接杆和连接吊耳往复移动。并且由于与连接杆连接的滑块只能沿立柱的轴向滑动，因此可以避免连接吊耳和连接杆起吊液压动力钳后，液压动力钳出现晃动的情况。使用时，通过牵引组件牵引第一钢丝绳和第二钢丝绳即可实现液压动力钳的升降调节，相较于人工调整更加省时省力，降低劳动强度，同时立柱可自转地安装在底座，使液压动力钳能调整至对准工作的位置，以便于液压动力钳使用，操作简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种液压动力钳的控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种连接杆的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

液压动力钳是石油系统钻井、井下作业中上卸钻杆、抽油杆、油管的专用工具。液压动力钳包括主钳体、操纵组件、悬挂组件、背钳和动力装置。其中，主钳体包括钳头、液压马达、减速器、换向阀和钳头夹紧机构，操作组件包括两套拉杆机构，用于控制主钳复位和上卸螺纹，并控制主钳的两档变速杆输出两种转速和扭矩，改变夹持力，悬挂组件采用吊筒式结构悬挂主钳体，背钳用于卡紧主钳夹体紧部位以下的管柱，以克服上卸螺纹时的反扭矩，动力装置用于为液压动力钳提供动力源，包括油泵、溢流阀、管线、接头。也即是，液压动力钳依靠液压系统进行控制和传递扭矩，经两档变速输出两种转速和扭矩，通过夹紧机构使钳牙夹紧和转动管柱，在背钳的配合下实现上卸油管螺纹。

相关技术中，液压动力钳使用吊钩将液压动力钳牵引至钻杆位置，并依靠人力牵引液压动力钳至钻杆、油杆或油管的位置，以便于液压动力钳能夹持钻杆、油杆或油管进行上卸或复位操作。然而依靠人力调整，操作难度较大，费时费力，使得人工的劳动强度较大。

为此，本发明实施例提供了一种液压动力钳的控制装置，图1是本发明实施例提供的一种液压动力钳的控制装置的结构示意图。如图1所示，该控制装置包括：底座1、支架、安装在支架上的滑轮组、第一钢丝绳51、连接吊耳4、滑块10、安装在支架上的同步滑轮8、第二钢丝绳52、牵引机构和连接杆7。

其中，支架包括立柱2和横梁3，立柱2的一端可自转地安装在底座1上，横梁3的一端与立柱2的另一端垂直连接。第一钢丝绳51缠绕在滑轮组上，连接吊耳4位于横梁3的另一端，连接吊耳4与第一钢丝绳51的一端连接。滑块10能够沿立柱2的轴向滑动地设置在立柱2上，第二钢丝绳52缠绕在同步滑轮8上，第二钢丝绳52的一端与滑块10连接，牵引机构安装在立柱2上，牵引机构与第一钢丝绳51的另一端和第二钢丝绳52的另一端连接。连接杆7的一端具有用于与液压动力钳连接的连接结构71，连接杆7的另一端与滑块10固定连接。

本发明实施例中横梁的一端与立柱的另一端垂直连接，连接吊耳通过缠绕在第一钢丝绳上的滑轮组吊装在横梁的另一端，同时，立柱上还设置有沿立柱的轴向滑动的滑块，滑块与第二钢丝绳的一端连接，第二钢丝绳绕经同步滑轮并与绕经滑轮组的第一钢丝绳一同连接在牵引机构上，并且滑块与连接杆的另一端固定连接，这样在牵引机构的牵引下，连接杆和连接吊耳能同步往复移动，由于连接杆的一端可以通过连接结构与液压动力钳连接，连接吊耳可以起吊液压动力钳，因此液压动力钳也能在牵引机构的牵引下随连接杆和连接吊耳往复移动。并且由于与连接杆连接的滑块只能沿立柱的轴向滑动，因此可以避免连接吊耳和连接杆起吊液压动力钳后，液压动力钳出现晃动的情况。使用时，通过牵引组件牵引第一钢丝绳和第二钢丝绳即可实现液压动力钳的升降调节，相较于人工调整更加省时省力，降低劳动强度，同时立柱可自转地安装在底座，使液压动力钳能调整至对准工作的位置，以便于液压动力钳使用，操作简单。

本实施例中，滑轮组包括分别位于横梁3的两端的第一滑轮33和第二滑轮34，其中，第一钢丝绳51的一端连接在连接吊耳4上，第一钢丝绳51的另一端依次绕经第一滑轮33和第二滑轮34并与牵引机构连接。其中，第一钢丝绳51可以为能承受10KN拉力的钢丝绳。

可选地，横梁3可以是边长为60mm的方钢，长度可以是1.6m，横梁3的两端分别与第一滑轮挡板组31、第二滑轮挡板组32焊接。横梁3焊接成型后总长度满足液压动力钳水平自由活动即可。立柱2可以是边长为120mm的方钢，立柱2的一端具有法兰，通过法兰与底座1连接，立柱2的长度不大于2.2m，保证整体高度满足液压动力钳上下调整空间。

其中，第一滑轮挡板组31和第二滑轮挡板组32均包括两个平行正对的矩形钢板，两个矩形钢板上均设有通孔，两个矩形钢板上的通孔中具有一个通孔为阶梯孔。第一滑轮挡板组31与连接横梁的另一端焊接，第二滑轮挡板组32同时与连接横梁的一端和立柱2的另一端焊接。

本实施例中，第一滑轮33和第二滑轮34可以是滑轮面上具有环形凹槽的定滑轮，第一滑轮33和第二滑轮34的环形凹槽与第一钢丝绳51相匹配，且第一滑轮33和第二滑轮34的滑轮外径不大于第一滑轮挡板组31的外形尺寸，第一滑轮33和第二滑轮34可以通过一端带台阶的销转动地安装在第一滑轮挡板组31和第二滑轮挡板组32内。

本实施例中，同步滑轮8是是滑轮面上具有环形凹槽的定滑轮，同步滑轮8的环形凹槽与第二钢丝绳52相匹配，同步滑轮8的外径不大于第二滑轮挡板组32的外形尺寸，同步滑轮8可以通过一端带台阶的销转动地安装在第二滑轮挡板组32内。其中，第二钢丝绳52为能承受30KN拉力的钢丝绳。

可选地，连接吊耳4吊装在滑轮组上后，连接吊耳4与底座1之间的距离控制在1.6m，这样可以保证吊装的液压动力钳处于合适的高度，以有足够的空间对准油管的卸扣位置。连接吊耳4一端与第一钢丝绳51连接，连接吊耳4的另一端为具有圆孔的吊耳，这样使连接吊耳4能用销子与液压动力钳的吊耳连接。

本实施例中，连接杆7上用于与液压动力钳连接的连接结构71可以是具有通孔的半圆形钢板，钢板厚度可以为20mm，宽度可以为30mm，连接结构71可以焊接在连接杆7的外壁上。连接杆7用于连接液压动力钳主钳尾座和滑块10，同时承受液压动力钳上卸螺纹的反扭矩，并支撑液压动力钳，使液压动力钳的主背钳钳口能对准井内起出的管柱。

可选地，横梁3上可以设置吊装环30，吊装环30的强度可以承受整个液压动力钳的控制装置的重量，通过起吊吊装环30以便于将控制装置牵引至合适位置。

可选地，立柱2的外壁上设有平行正对的两个导向板9，滑块10滑动设置在两个导向板9之间。其中，两个导向板9可以形成沿立柱2的轴向延伸的导向槽，这样滑块10滑动设置在导向槽后，依靠两个导向板9的抵靠作用使得滑块10仅沿立柱2的轴向滑动。导向板9可以是20mm厚的长方形铁板，两个导向板9的长边平行连接在立柱2上，两个导向板9的靠近底座1的短边距底座1的距离不超过1.2m。滑块10可以是正方形铁质或其他材质的金属物，滑块10的边长小于两个导向板9形成的导向槽的槽宽(两个导向板之间的距离)，滑块10可以始终为第二钢丝绳52提供下坠力，同时滑块10在导向槽内滑动的过程中受制于两个导向板9的限制不会发生转动，从而使连接在滑块10上的连接杆7也不会转动，即使液压动力钳使用时也不会轻易转动。

可选地，两个导向板9上均设有沿立柱2的轴向延伸的第一条形孔90，滑块10上插设有销轴11，销轴11的一端位于一个导向板9的第一条形孔90中，销轴11的另一端位于另一个导向板9的第一条形孔90中。其中，第一条形孔90的长度不超过400mm，宽度为25mm，通过第一条形孔90与销轴11配合将连接杆7和滑块10限制为只能沿立柱2的轴向移动。销轴11可以是一端带一凸台另一端为一公螺纹的销轴11，销轴11长度不小于连接杆7的厚度、两个导向板9的板厚与导向槽的槽宽之和，这样确保销轴11同时穿过连接杆7和两个导向板9。

如图2所示，连接杆7上设有沿连接杆7的轴向设置的第二条形孔70，销轴11位于第二条形孔70中。其中，销轴11同时穿过滑块10和第二条形孔70，从而将连接杆7安装在滑块10上。连接杆7可以为圆形或方形杆，连接杆7的杆身上具有第二条形孔70，连接杆7的长度可以为1.5m，第二条形孔70的宽度与第一条形孔90的宽度相同或比第一条形孔90的宽度大5毫米。第二条形孔70的长度为300mm。设置第二条形孔70可以将销轴11固定在连接杆7上的不同位置，实现调节位于连接杆7端部的连接结构71距液压动力钳距离的目的，便于使用。

如图1所示，牵引机构包括液压缸6，液压缸6的一端与立柱2固定连接，液压缸6的另一端与第一钢丝绳51的另一端和第二钢丝绳52的另一端连接。其中，液压缸的一端可以是缸筒或伸缩杆，而与之对应的液压缸的另一端可以是伸缩杆或缸筒。本实施例中，液压缸6可以为伸缩距为320mm，外径尺寸小于立柱2的内部空间尺寸的液压缸。

示例性地，液压缸6的缸筒与立柱2固定连接，液压缸6的伸缩杆与第一钢丝绳51的另一端和第二钢丝绳52的另一端连接。其中，液压缸6的缸筒上具有连接耳板，液压缸6可以通过固定销穿过连接耳板的通孔可转动地安装在立柱2上，以使液压缸6具有一定自由度，便于适应第一钢丝绳或第二钢丝绳的牵引。

可选地，牵引机构还可以包括张力补偿器12，张力补偿器12与液压缸6的另一端连接，第一钢丝绳51的另一端和第二钢丝绳52的另一端与张力补偿器12连接。其中，张力补偿器12可以是弹簧补偿器，张力补偿器12的外径尺寸小于立柱2的内部空间大小，张力补偿器12的补偿距离可以为60mm至300mm，张力补偿器12用于补偿油管上卸螺纹时第一钢丝绳51所减少的张力，同时让第二钢丝绳52始终保持绷紧状态，避免上卸螺纹时因第一钢丝绳51张力减小而使液压动力钳的重力承担在油管上，提高安全性。

可选地，底座1内设有转动轴承13，立柱2的一端与转动轴承13的内圈连接。转动轴承13可以是具有滚球的轴承，滚球内径不小于240mm，轴承的内圈上有阶梯孔，阶梯孔用于与立柱2的法兰连接，轴承的外圈安装在底座1内，从而实现底座1与立柱2的可转动连接。

其中，底座1上具有连接铰链15，连接铰链15分布在底座1周边边缘，连接铰链15用于将底座1与操作平台连接，连接铰链15的厚度为20mm至40mm，连接铰链15为具有通孔的钢板，钢板的宽度不大于100mm。

可选地，控制装置的各个部件材质不低于20号钢，整体做防腐处理，以防其他介质对其腐蚀。

可选地，控制装置还包括加强杆14，加强杆14一端与立柱2连接，加强杆14的另一端与横梁3连接。加强杆14可以加强横梁3与立柱2之间垂直连接的强度，其中加强杆14的形状与尺寸大小不做限制，只要满足能加强横梁3与立柱2之间垂直连接的强度即可。

在使用本发明实施提供的一种液压动力钳的控制装置时，首先，用修井机上的吊装小钩吊住吊装环，用连接铰链连接在井口操作平台右侧连接位置上，再用小吊钩吊起需要型号的液压动力钳连接在连接吊耳上，将滑块、导向板、连接杆通过销轴连接，连接杆的一端通过连接结构与液压动力钳主钳尾座连接，全部连接好后，根据井内起出的管柱接箍位置，利用液压缸的起降使液压动力钳背钳缺口上、下对正管柱接箍。当液压动力钳背钳缺口左右有偏差时，可调节连接杆上的条形孔与销轴位置。当液压缸伸出时，张力补偿器、第一钢丝绳、第二钢丝绳上行，滑块、连接杆在同销轴的连接下沿导向槽同步下行；当液压缸缩回时，张力补偿器、第一钢丝绳、第二钢丝绳下行，滑块、连接杆在同销轴的连接下沿导向槽同步上行；因为底座内有轴承，液压动力钳左右摆动很轻松，需要上螺纹时，可以轻松地控制立柱转动，从而使得液压动力钳到达上卸螺纹位置，完成上卸螺纹工作后，控制立柱转动，让开井口操作空间。油井作业完成后需要搬家，只要将连接铰链与操作台分开，液压动力钳卸下，就可以吊至专用爬犁上运走。

本发明实施例提供了一种液压动力钳，该液压动力钳包括如前文所述的液压动力钳的控制装置。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压动力钳的控制装置，所述控制装置包括：底座(1)、支架和滑轮组，所述支架包括立柱(2)和横梁(3)，所述立柱(2)的一端可自转地安装在所述底座(1)上，所述横梁(3)的一端与所述立柱(2)的另一端垂直连接，所述滑轮组安装在所述支架上，其特征在于，所述控制装置还包括：

第一钢丝绳(51)，缠绕在所述滑轮组上，

连接吊耳(4)，位于所述横梁(3)的另一端，所述连接吊耳(4)与所述第一钢丝绳(51)的一端连接，

滑块(10)，能够沿所述立柱(2)的轴向滑动地设置在所述立柱(2)上，

同步滑轮(8)，安装在所述支架上，

第二钢丝绳(52)，缠绕在所述同步滑轮(8)上，所述第二钢丝绳(52)的一端与所述滑块(10)连接，

牵引机构，安装在所述立柱(2)上，所述牵引机构与所述第一钢丝绳(51)的另一端和所述第二钢丝绳(52)的另一端连接，

连接杆(7)，所述连接杆(7)的一端具有用于与液压动力钳连接的连接结构(71)，所述连接杆(7)的另一端与所述滑块(10)连接。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述立柱(2)的外壁上设有平行正对的两个导向板(9)，所述滑块(10)滑动设置在所述两个导向板(9)之间。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述两个导向板(9)上均设有沿所述立柱(2)的轴向延伸的第一条形孔(90)，所述滑块(10)上插设有销轴(11)，所述销轴(11)的一端位于一个所述导向板(9)的所述第一条形孔(90)中，所述销轴(11)的另一端位于另一个所述导向板(9)的所述第一条形孔(90)中。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述连接杆(7)上设有沿所述连接杆(7)的轴向设置的第二条形孔(70)，所述销轴(11)位于所述第二条形孔(70)中。

5.根据权利要求1至4任一项所述的控制装置，其特征在于，所述牵引机构包括液压缸(6)，所述液压缸(6)的一端与所述立柱(2)固定连接，所述液压缸(6)的另一端与所述第一钢丝绳(51)的另一端和所述第二钢丝绳(52)的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述牵引机构还包括张力补偿器(12)，所述张力补偿器(12)与所述液压缸(6)的另一端连接，所述第一钢丝绳(51)的另一端和所述第二钢丝绳(52)的另一端与所述张力补偿器(12)连接。

7.根据权利要求1至4任一项所述的控制装置，其特征在于，所述底座(1)内设有转动轴承(13)，所述立柱(2)的一端与所述转动轴承(13)的内圈连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括加强杆(14)，所述加强杆(14)一端与所述立柱(2)连接，所述加强杆(14)的另一端与所述横梁(3)连接。

9.根据权利要求1至4任一项所述的控制装置，其特征在于，所述横梁(3)上设有吊装环(30)。

10.一种液压动力钳，其特征在于，所述液压动力钳包括如权利要求1至9任一项所述的液压动力钳的控制装置。

Images