CN111140187B - 顶部驱动钻井装备一体化钳头装置 - Google Patents

Abstract

一种顶部驱动钻井装备一体化钳头装置，其缸体为长方体空腔结构且其长度方向的一端为封闭结构，另一端为开口，该开口由端盖密闭；垂直于缸体的长度方向上开有通孔，该通孔两侧的缸体内密封安装有活塞，该活塞头部安装钳头，钳头上安装钳牙；活塞头部密封套装固定环，该固定环和缸体内壁之间密封后由安装在缸体内部的挡圈轴向限位；由此，缸体封闭端的活塞、固定环与缸体形成液缸的第一液压腔，缸体开口端的活塞、端盖与缸体形成液缸的第二液压腔；缸体的侧壁上开有流道，该流道和第一、第二液压腔贯通。本发明减少了外部液压管线，安全性得到了极大提升。一体化钳头装置结构紧凑，同时机械强度反而较前开口钳头装置得到了较大的提升。

Description

顶部驱动钻井装备一体化钳头装置

技术领域

本发明涉及一种顶部驱动钻井装备，特别是涉及这种钻井装备中的背钳钳头的一体化装置。

背景技术

顶驱管子处理器装置是顶部驱动钻井装备的重要部分之一，是为起下钻作业服务的。其作用是对钻柱进行操作，完成抓放钻柱、钻柱上/卸扣动作，可极大提高钻井作业的自动化程度。

而背钳装置是管子处理器实现上述工作的关键部分。其主要功能由背钳装置内部的液缸在液压油的驱动下夹紧钻柱，主轴旋转钻柱完成钻柱上/卸扣工作。

目前，国内外主流顶部驱动钻井装备中的钳头装置，大都采用前开口型式。此型式钳头装置主要问题是液压操作管线杂乱繁多，而钳头正处在井口操作频繁的地方，液压操作管线极易被刮断、砸割，导致顶部驱动钻井装备停工。且前开口型式钳头装置外形庞大，结构复杂，操作维护极为不便，增加了劳动强度。

发明内容

本发明提供一种顶部驱动钻井装备一体化钳头装置，在满足钻井工艺要求的前提下，克服了传统前开口钳头装置的安全性低、操作可靠性低、结构过于复杂，制造、安装和维修成本都偏高的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种顶部驱动钻井装备一体化钳头装置，包括缸体，所述缸体为长方体空腔结构且其长度方向的一端为封闭结构，另一端为开口，该开口由端盖密闭；垂直于缸体的长度方向上开有通孔，该通孔两侧的缸体内密封安装有活塞，该活塞头部安装钳头，钳头上安装钳牙；活塞头部密封套装固定环，该固定环和缸体内壁之间密封后由安装在缸体内部的挡圈轴向限位；由此，缸体封闭端的活塞、固定环与缸体形成液缸的第一液压腔，缸体开口端的活塞、端盖与缸体形成液缸的第二液压腔；缸体的侧壁上开有流道，该流道和第一、第二液压腔贯通。

本发明缸体内相向安装有两组活塞，液压油通过内置在缸体侧壁的液压油道驱动活塞，带动钳头和钳牙对穿过缸体的钻柱夹紧，完成钻柱上/卸扣工作。本发明代替了传统顶部驱动钻井装备管子处理器前开口钳头装置，减少了外部液压管线，安全性得到了极大提升。一体化钳头装置结构紧凑，同时机械强度反而较前开口钳头装置得到了较大的提升。

本发明还具有结构简单，便于安装，经济效益高等优点。

附图说明

图1为本发明的结构外形图；

图2为图1 的侧视图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为途1中的B-B剖视图；

图5为本发明活塞的底面正视结构图；

图6为图5中的C-C剖视图；

图1中：1-端盖 2-活塞 3-固定环 4-钳头 5- 钳牙 6-挡圈 7-缸体 8-C形滑环式组合密封 9-防尘圈 10-唇型密封圈 11- O型密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1至4所示，顶部驱动钻井装备一体化钳头装置，由端盖1、缸体7、活塞2、钳头4、钳牙5、固定环3、挡圈6、C形滑环式组合密封圈8、O型密封圈11、唇型密封圈10、防尘圈9等组成；上述C形滑环式组合密封圈8、O型密封圈11、唇型密封圈10、防尘圈9都是标准件，市售而得。如图1、2所示，所述缸体7为长方体空腔结构且其长度方向的一端为封闭结构，另一端为开口，方便依次安装上述组件。该开口由端盖1密闭形成一体结构；垂直于缸体7的长度方向上开有通孔，以便钻柱通过；该通孔两侧的缸体7内通过C形滑环式组合密封圈8密封安装有活塞2，安装时，将C形滑环式组合密封8放入活塞2后端的凹槽后一并推入缸体7，活塞2伸缩运动时带动C形滑环式组合密封8随动。C形滑环式组合密封8具有耐磨、耐压和使用寿命长的特点。形成两组相向且连接为一体的液缸。该活塞2头部安装钳头4，钳头4上安装钳牙5；活塞2头部通过唇型密封圈10密封套装固定环3，该固定环3和缸体7内壁之间密封后由螺栓连接在缸体7内部的挡圈6轴向限位；由此，缸体7封闭端的活塞、固定环与缸体7形成液缸的第一液压腔，缸体7开口端的活塞、端盖1与缸体7形成液缸的第二液压腔；缸体7的侧壁上开有流道，该流道和第一、第二液压腔贯通。

如图3所示，液压油道口Ⅰ、Ⅱ均开在缸体7侧壁内部，减少液压管线外露。液压油通过Ⅰ口同时进入第一、第二液压腔，推动两个活塞2带动两组钳牙5、钳头4相向移动夹紧钻柱；同时第一、第二液压腔受挤压，液压油通过Ⅱ口排出；反之操作为松开钻柱。

所述活塞2头部和套装的固定环3之间安装防尘圈9。防止灰尘等杂质进入液压腔。

如图5、6所示，活塞2端面设有导流槽，减少液压油流动时的压力损失，便于液压油的快速流动。

Claims (2)

1.一种顶部驱动钻井装备一体化钳头装置，包括缸体，其特征在于，所述缸体（7）为长方体空腔结构且其长度方向的一端为封闭结构，另一端为开口，该开口由端盖（1）密闭；垂直于缸体（7）的长度方向上开有通孔，该通孔两侧的缸体（7）内密封安装有活塞（2），该活塞（2）头部安装钳头（4），钳头（4）上安装钳牙（5）；活塞（2）头部密封套装固定环（3），该固定环（3）和缸体（7）内壁之间密封后由安装在缸体（7）内部的挡圈（6）轴向限位；由此，缸体（7）封闭端的活塞、固定环与缸体（7）形成液缸的第一液压腔，缸体（7）开口端的活塞、端盖（1）与缸体（7）形成液缸的第二液压腔；缸体（7）的侧壁上开有液压油道，该液压油道和第一、第二液压腔贯通；所述活塞（2）的底面上开有导流槽；液压油通过液压油道口（Ⅰ）同时进入第一、第二液压腔，推动两个活塞（2）带动两组钳牙（5）、钳头（4）相向移动夹紧钻柱；同时第一、第二液压腔受挤压，液压油通过液压油道口（Ⅱ）排出；当需要松开钻柱时，液压油通过液压油道口（Ⅱ）进入，推动两个活塞（2）带动两组钳牙（5）、钳头（4）向相反方向移动松开钻柱。

2.根据权利要求1所述的一种顶部驱动钻井装备一体化钳头装置，其特征在于，所述活塞（2）头部和套装的固定环（3）之间安装防尘圈（9）。

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