CN112771243A - 动力钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力钳，该动力钳包括下方钳和上方钳，每个下方钳和上方钳具有围绕管状通道分布的多个夹持器，用于分别夹持下方管件和夹持上方管件。所述动力钳还包括扭矩致动器，该扭矩致动器包括第一液压驱动器和第二液压驱动器，用于使上方钳相对于下方钳旋转。根据本发明，第一液压驱动器和第二液压驱动器分别具有驱动轴，该驱动轴支撑与导轨配合的引导轮以及与齿条配合的小齿轮，所述引导轮和小齿轮同心地安装在液压驱动器的驱动轴上。液压驱动器安装有与主轴线平行的驱动轴，并且上方钳或下方钳包括容纳引导轮的导轨以及与小齿轮配合的齿条。

Description

动力钳

技术领域

本发明总体上涉及一种动力钳，其用于连接和断开具有螺纹端的管件。具体地，本发明涉及一种扳手工具，用于形成或断开管件连接部，更具体地，本发明涉及两个管件之间的连接部的扭矩增大和扭矩减小。仍更特别地，本发明还涉及一种具有紧凑设计的可替代钻工。此外，本发明提供了一种设置有根据本发明的动力钳的方法和船或平台。

背景技术

已提出动力钳在现有技术中是众所周知的。动力钳是用于连接管件的扳手，例如用于连接钻管以构成钻柱，或者用于连接管状套管部分，以提供用于对钻井孔的内部进行衬里的套管柱。更具体地，使用动力钳来使上方管件与下方管件之间的连接部的扭矩增大，所述管件已经通过将上方管件的下螺纹端拧入下方管件的上螺纹端来连接，并且通过将上方管件的下螺纹端从下方管件的上螺纹端拧松来断开管件连接部之前，使上方管件与下方管件之间的连接部的扭矩减小。

在建造油井或气井时，通常必须构建长的钻管。由于这些管的长度，随着管柱从钻井平台降低到井中，所述管件的部分或立根逐渐地添加到钻柱中。特别地，当需要添加管的部分或立根时，通常通过应用位于钻井平台的地板中的卡盘的卡瓦来支撑钻柱。然后将管的新的部分或立根从机架移动到卡盘上方的作业线中。然后将要连接的管的部分或立根的螺纹销定位在井中的管的螺纹盒上方，并且通过相对于柱旋转立根或管来建立连接。

通常，旋转器用于形成两个管件之间的连接部，例如，将上方管件的螺纹销端驱动到下方管件的螺纹箱端中。动力钳随后用于使管件之间的连接部的扭矩增大。

动力钳使一个管件(该管件可以是管件的立根的部分)相对于另一个管件(该管件可以是管件柱的部分)旋转，以断开或组成多个套管部分、管件、钻管和其他管件的柱。所需的组成扭矩例如取决于管的尺寸和螺纹复合摩擦系数。

通常的做法是使用动力钳将连接部的扭矩增大至预定扭矩，以形成连接部。动力钳位于平台上，既可以在轨道上，也可以从井架而悬挂在链条上。为了组成或断开螺纹连接部，需要布置两个钳。活动(或拧紧)钳在螺纹连接部部上方向管的部分提供扭矩，同时待用(或备用)钳在螺纹连接部下方提供反作用扭矩。备用钳夹紧螺纹连接部下方的管，并且防止所述管旋转。可以机械地、液压地或气动地进行这样的夹紧。拧紧钳夹紧连接部的上部，并且受到驱动以使所述拧紧钳提供有限角度的扭矩。

通常，为了提供高扭矩，对拧紧钳进行液压方式地驱动。一个或两个液压致动缸根据钳的设计而通过小角度(通常在25°的区域内)来驱动钳。由于通常所使用的几何构造，钳的扭矩输出随着驱动的角度的正弦函数而变化，从而导致扭矩输出在所述驱动角度范围上降低高达15％。

为了组成或断开连接部，可能需要在较大的角度上提供高扭矩。为实现这一目的，拧紧钳必须数次夹持并拧紧管件，以完全紧固或断开螺纹连接部。

需要一种用于形成或断开管件连接部的改进的设备。此外，需要一种紧凑的设备，该设备将组成或断开管状连接部。

发明内容

根据本发明，提供了一种根据权利要求1所述的动力钳，用于相对于上方管件向下方管件施加扭矩，从而使下方管件的上线端与上方管件的下螺纹端连接和断开，所述下方管件和所述上方管件同轴地支撑在动力钳的主轴线上。

根据本发明的动力钳包括：

-下方钳，所述下方钳包括下方钳框架、多个夹持器和径向开口，所述下方钳框架限定中心管状通道，每个夹持器具有线性工作轴线，所述工作轴线垂直于主轴线延伸，所述夹持器围绕管状通道分布，用于夹持管状通道中的下方管件，所述径向开口提供通向管件的管状通道的横向入口；

-上方钳，所述上方钳包括上方钳框架、多个夹持器和径向开口，所述上方钳框架限定中心管状通道，每个夹持器具有线性工作轴线，所述工作轴线垂直于主轴线延伸，所述夹持器围绕管状通道分布，用于夹持管状通道中的上方管件，所述径向开口提供通向管状通道的横向入口；

-支撑框架，所述支撑框架支撑下方钳和/或上方钳，其中相应的管状通道在主轴线上对齐，上方钳位于下方钳上方；以及

-扭矩致动器，所述扭矩致动器包括第一液压驱动器和第二液压驱动器，用于使上方钳相对于下方钳并围绕主轴线旋转，以使由下方钳夹持的下方管件与由上方钳夹持的上方管件连接或断开，

其中，第一液压驱动器和第二液压驱动器分别具有壳体和从该壳体延伸的驱动轴，每个驱动轴支撑用于与导轨配合的引导轮以及用于与齿条配合的小齿轮，所述引导轮和小齿轮同心地安装在液压驱动器的驱动轴上，并且

其中，第一液压驱动器和第二液压驱动器安装在下方钳框架上或安装在上方钳框架上，第一液压驱动器和第二液压驱动器中的每个的驱动轴平行于主轴线，并且上方钳或下方钳分别包括容纳引导轮的引导轨道以及与第一液压驱动器和第二液压驱动器的小齿轮配合的齿条，以使液压驱动器能够相对于下方钳旋转并引导上方钳。

因此，动力钳包括用于夹持下方管件的下方钳以及用于夹持上方管件的上方钳，并且设置有齿条和小齿轮驱动器以及导轨，用于使上方钳相对于下方钳旋转，以形成或断开上方管件与下方管件之间的连接部。

根据本发明，用于与齿条配合的小齿轮和与用于传递扭矩的导轨配合的引导轮两者均安装在相应的液压驱动器的驱动轴上，所述液压驱动器定位为使其驱动轴平行于主轴线并位于夹持器之间。齿条和导轨彼此相邻并彼此平行地延伸。

由于扭矩致动器的第一液压驱动器和第二液压驱动器安装在下方钳与上方钳的夹持器之间，因此液压驱动器在被旋转的夹持器的运动的潜在轨迹上延伸。即使液压驱动器因此限制钳相对于彼此的运动，但是已经发现，这样的配置使得能够实现动力钳的有效且紧凑的设计。

因此，本发明使得能够将液压驱动器安装在由上方钳和下方钳的夹持器限定的包封空间内，从而用于紧凑且有效的动力钳。注意的是，在现有技术中，用于向动力钳提供扭矩的驱动器通常安装在由夹持器限定的包封空间的外部，从而位于上方钳的顶部上、下方钳的下方和/或相对于主轴线位于夹持器的径向外部。因此现有技术的钳在设计上是笨重的。

在实施方案中，导轨包括用于与第一液压驱动器的引导轮配合的第一轨道部分以及用于与第二液压驱动器的引导轮配合的第二导轨，优选地，齿条包括用于与第一液压驱动器的小齿轮配合的第一齿条部分以及用于与第二液压驱动器的小齿轮配合的第二齿条部分。

在另一实施方案中，第一液压驱动器和第二液压驱动器位于夹持器致动器之间，使得第一轨道部分和第二轨道部分分别在两个夹持器致动器之间延伸。将导轨(优选地，齿条)放置在夹持器之间，这使得能够实现动力钳的紧凑设计。

在实施方案中，导轨具有内部引导表面和外部引导表面，内部引导表面和外部引导表面在它们之间限定导轨，引导轮优选地邻接内部和外部引导表面两者。因此，引导轮锁定在两个引导表面之间，并且移动的自由度被限制为沿着导轨的运动。当要产生大扭矩时，这特别有益，以防止钳的相对运动，特别是小齿轮相对于齿条的侧向运动，即在垂直于主轴线的方向上。

提出下方钳和上方钳的设置是相似的。通常，下方钳和上方钳包括相同数量的夹持器。而且，当上方钳和下方钳各自的径向开口位于彼此上下放置时，上方钳的夹持器优选地位于下方钳的夹持器上方。

在优选的实施方案中，扭矩致动器的液压驱动器全部安装在下方钳框架上，并且导轨和齿条安装在上方钳框架上。在替代的优选的实施方案中，扭矩致动器的液压驱动器全部安装在上方钳框架上，并且导轨和齿条安装在下方钳框架上。

在又一实施方案中，一个液压驱动器安装在下方钳框架上，而另一个液压驱动器安装在上方钳框架上。在这样的实施方案中，用于与第一液压驱动器的引导轮和小齿轮配合的第一导轨部分和第一齿条部分安装在上方钳框架上，而用于与第二液压驱动器的引导轮和小齿轮配合的第二导轨部分和第二齿条部分安装在下方钳框架上。

支撑框架支撑下方钳和/或上方钳，其中上方钳位于下方钳上方，上方钳的管状通道与下方钳的管状通道对齐。

在优选的实施方案中，支撑框架配置为与支撑臂(例如，安装在沿着钻井塔(比如，多用途塔)延伸的轨道上的可移动支撑臂)联接。

附加地或替代地，支撑框架配置为与搬运车或推车联接，或者是搬运车或推车的部分，可以在钻井平台上驱动所述搬运车或推车，以将动力钳移入和移出到钻井塔(例如，井架或多用途塔)的作业线附近的位置。

通常，需要支撑上方钳和下方钳，使得上方钳的管状通道与下方钳的管状通道对齐。应注意的是，至少一个钳应当被可移动地支撑，使得钳可以相对于彼此旋转。在实施方案中，下方钳被固定就位，而上方钳被可移动地支撑，使得所述上方钳可以相对于下方钳旋转。

在实施方案中，支撑框架将下方钳支撑在固定位置，并且可移动地支撑上方钳，例如，下方钳框架设置有一个或多个引导件和/或支撑件，用于接合上方钳框架，使得上方钳可以相对于下方钳旋转。

在优选的替代实施方案中，下方钳由支撑框架支撑，上方钳由下方钳支撑，即下方钳框架设置有用于可移动地支撑上方钳的引导件和/或支撑件。

在实施方案中，动力钳进一步包括用于夹持上方管件的旋转器，该旋转器由支撑框架支撑在上方钳上方。在这样的实施方案中，旋转器优选地被可移动地支撑，使得所述旋转器可以沿着主轴线移动，以与上方管件一起移动，并优选地引导上方管件，同时上方管件的下螺纹端或螺纹销被旋入或旋出下方管件的上螺纹端或螺纹盒。

在实施方案中，下方钳框架和上方钳框架包括相互作用的定位引导件，用于在至少竖直方向上相对于下方钳对上方钳进行定位，并且优选地，用于支撑上方钳。应注意的是，当使用动力钳时，下方管件和上方管件的螺纹端已经接合，因此，当下方钳的夹持器和上方钳的夹持器接合相应的下方管件和上方管件时，这还将上方钳相对于下方钳进行定位。

下方钳和上方钳分别设置有多个夹持器，即，至少两个夹持器，优选地，三个夹持器。夹持器具有线性工作轴线，所述工作轴线垂直于主轴线延伸，以接合支撑在垂直于所述管件的圆周表面的管状通道中的管件。

钳的夹持器围绕管状通道布置，用于从不同侧夹持管状通道中的管件，并且配置为以足够大的力接合管件，以使得能够传递使两个管件之间的连接部的扭矩增大或扭矩减小所需的扭矩传递。

夹持器可以是致动缸，例如液压致动缸或气动缸。在替代的实施方案中，夹持器可以是机械夹持器，例如包括接合齿条的从动小齿轮，或者可以包括电主轴。

在实施方案中，每个夹持器包括夹持器致动器部和夹持器喙部。夹持器喙部可移动地支撑在致动器部中。致动器部配置为用于使夹持器喙部沿着工作轴线移动。夹持器的工作轴线在径向方向上延伸，并且优选地，垂直于主轴线。

齿条和小齿轮包括相互啮合的齿，用于传递由液压驱动器产生的扭矩，即，使小齿轮沿着齿条移动，从而使一个钳相对于另一个旋转。小齿轮围绕其外周表面设置有齿，而齿条包括限定小齿轮的运动轨迹的一排齿。通过根据本发明的动力钳，齿条沿着弯曲的轨迹延伸，所述弯曲的轨迹的曲率中心与动力钳的主轴线重合。因此，钳围绕主轴线旋转。

在优选的实施方案中，齿条的齿向内，即朝向主轴线，因此小齿轮沿着齿条的向内侧移动。这使得能够实现与有效的扭矩传递相结合的紧凑设计。

通常，旋转器用于使两个管件之间的螺纹连接部接合和脱离。下方管件由钳支撑在主轴线上的某个位置，而上方管件由旋转器定位在主轴线上，并且与下方管件对齐。旋转器配置为用于以每个时间单位较高的转数但较低的扭矩来使管件旋转。

一旦通过将上方管件的螺纹下端旋进下方管件的螺纹上端(也称为螺纹盒)来连接下方管件和上方管件，则上方钳就用于使连接部的扭矩增大。通常，动力钳配置为通过有限的转数或甚至有限的旋转角度来传递高扭矩。

相反，当在旋转器用于使上方管件的螺纹端旋出下方管件的螺纹盒之前，使两个管件断开连接部时，动力钳用于使连接部的扭矩减小。

提出了当下方钳的夹持器和上方钳的夹持器分别接合下方管件和上方管件时，钳的相对位置由上方管件和下方管件限定。通常，下方管件被支撑在设置在钻井甲板的钻井开口中的卡瓦中，从而固定下方管件的位置。下方管件与上方管件之间的螺纹联接使上方管件相对于下方管件进行定位。

因此，当下方钳夹持下方管件而上方钳夹持上方管件，施加扭矩，并且上方管件相对于下方管件枢转时，上方钳与上方管件一起移动。导轨和齿条的功能不是相对于彼此引导钳，而是传递扭矩。

钳进一步包括径向开口，该径向开口提供通向管状通道的横向入口，以例如通过使动力钳分别朝向或远离支撑在主轴线上的管件移动，来将管件在径向方向上带入或带出管状通道。

下方钳和上方钳可以相对于彼此定位在输入-输出位置上。在所述输入-输出位置上，下方钳与上方钳的相对角度位置使得当以俯视图观看时，径向开口对齐。因此，当下方钳和上方钳处于输入-输出位置上时，一个管件或多个管件可以经由下方钳的径向开口和上方钳的径向开口朝向或远离主轴线移动。

此外，在优选的实施方案中，下方钳和上方钳分别具有相同数量的夹持器，并且当下方钳和上方钳处于输入-输出位置上时，当在俯视图中观看时，上方钳中的夹持器与下方钳中的夹持器对齐。

根据所要求保护的发明，液压驱动器定位为其驱动轴线平行于主轴线。液压驱动器的驱动轴支撑引导轮和小齿轮，引导轮接合引导表面，而小齿轮接合齿条。由于引导轮和小齿轮安装在驱动轴上，导轨和齿条彼此平行地延伸。

包括销和引导轮的液压驱动器的高度与夹持器的高度非常相似或大于夹持器的高度，优选地，大于下方钳和上方钳的夹持器的高度。因此，液压驱动器或液压驱动器的至少一部分位于下方钳的夹持器之间，并且在上方钳的夹持器之间的空间中延伸。

导轨和齿条分别沿着弯曲的轨迹延伸，所述弯曲的轨迹分别以主轴线作为曲率中心，使得导轨和齿条彼此平行地延伸。

优选地，当液压驱动器被致动时，包括液压驱动器的钳(优选地，下方钳)保持在固定位置上，并且仅另一个钳(优选地，上方钳)移动，更具体地，围绕主轴线旋转。

提出钳的夹持器限定夹持器包围空间，即包括夹持器的盘状空间。夹持器包围空间的主轴线位于其中心处，并且圆周由夹持器致动器限定。钳的液压驱动器位于相应的夹持器外壳的外圆周内。

在实施方案中，每个夹持器的显著的部分(优选地，至少25％)位于由管件支撑轴线和液压驱动器的驱动轴线限定的圆柱形空间外部。

在实施方案中，下方钳和上方钳分别包括三个夹持器，管状夹持器分别围绕下方钳和上方钳的管状通道以等间隔定位。

在实施方案中，包括第一液压驱动器的驱动轴线和主轴线的第一平面以及包括第二液压驱动器的驱动轴线和主轴线的平面相对于彼此以120度的角度延伸。

在实施方案中，下方钳和上方钳分别包括三个夹持器，所述夹持器围绕主轴线以等间隔定位，使得对于每个钳，夹持器的工作轴线垂直于主轴线延伸，并且两个夹持器的工作轴线以120度的相对角度延伸。此外，下方钳设置有第一液压驱动器和第二液压驱动器，并且上方钳设置有导轨和齿条。第一液压驱动器和第二液压驱动器安装至下方钳的框架，使得其相应的驱动轴向上指向，并且安装在驱动轴上的引导轮和小齿轮分别接合导轨和齿条。

在另一个优选的实施方案中，导轨和齿条包括用于与第一液压驱动器的引导轮和小齿轮配合的第一导轨部分和第一齿条部分以及用于与第二液压驱动器的引导轮和小齿轮配合的第二导轨部分和第二齿条部分。

优选地，第一导轨部分和第一齿条部分在第一夹持器与第二夹持器之间延伸，第二导轨和第二齿条部分在第二夹持器与第三夹持器之间延伸，并且下偏角和上偏角两者的径向开口位于第三夹持器与第一夹持器之间。

在优选的实施方案中，至少对于第一液压驱动器和至少第二液压驱动器，引导轮位于驱动轴的端部处，并且小齿轮位于引导轮与液压电机的壳体之间。

在实施方案中，动力钳进一步包括用于夹持上方管件的旋转器，该旋转器由支撑框架而被支撑在上方钳的上方，优选地，被可移动地支撑，使得所述旋转器可以沿着主轴线移动，以与上方管件一起移动，优选地，引导上方管件，同时上方管件的下螺纹端或螺纹销被旋入或旋出下方管件的上螺纹端或螺纹盒。因此，旋转器可以用于形成两个管件之间的连接部，例如，将上方管件的螺纹销端驱动到下方管件的螺纹盒端中。动力钳随后用于使管件之间的连接部的扭矩增大。

在另一个实施方案中，旋转器包括两个旋转器组件，每个旋转器组件包括一组旋转器辊轮和至少一个用于使旋转器辊轮旋转的液压驱动器，所述旋转器辊轮和至少一个液压驱动器被支撑在旋转器辊轮支撑框架中，

其中，旋转器组件优选地各自都通过线性致动器(例如，液压或气动致动器)而被可移动地支撑，以使成组的旋转器辊轮能够朝向或远离彼此移动，并且以夹紧两组旋转器辊轮之间的管件。

在另一个实施方案中，旋转器组件各自都由线性致动器(例如，液压或气动致动器)而被可移动地支撑，所述线性致动器彼此相对地定位，使得致动器的工作线可以重合，其中致动器可枢转地安装在旋转器框架上，使得所述致动器可以围绕平行于主轴线延伸的枢转轴线枢转。线性致动器的使用使得能够直接控制旋转器组件所处的位置并控制将管件保持在旋转器组件之间的力。

在实施方案中，旋转器框架是可铰接支撑的，使得其可以优选地，围绕平行于主轴线的枢转轴线，在活动位置与待用位置之间枢转，在所述活动位置上，旋转器辊轮可以接合位于主轴线上的管件，在所述待用位置上，旋转器辊轮远离主轴线。因此，旋转器可以远离主轴线移动，以使物体(例如，管件或安装在管件上或安装在两个管件之间的装置上的凸缘)沿着主轴线降低，而不接合旋转器组件。

在实施方案中，旋转器包括引导机构，该引导机构包括两个L形引导臂，该L形引导臂在其弯部处可枢转地支撑，使得所述L形引导臂可以围绕平行于主轴线的引导臂枢转轴线枢转，

每个所述L形引导臂在一端处具有弯曲且有齿的联接表面，联接表面的曲率中心与相应的引导臂的引导臂枢转轴线重合，并且所述引导臂用所述联接表面彼此接合，

每个所述L形引导臂在相对端处与旋转器组件中的一个联接，例如，包括接合设置在旋转器辊轮支撑框架上的凹口的狭槽。

该实施方案使得能够正确地引导旋转器组件，具体地，由于一个旋转器组件的运动直接联接至第二旋转器组件的运动，从而第一旋转器组件的位置直接联接至第二旋转器组件的位置。因此，本发明提供了一种旋转器。

根据第二个方面，本发明提供一种如上公开的旋转器，用于与动力钳一起使用，例如，如上所公开的动力钳。这种旋转器至少包括：引导机构，该引导机构包括两个L形引导臂，

所述L形引导臂在其弯部处可枢转地支撑，使得所述L形引导臂可以围绕平行于主轴线的引导臂枢转轴线枢转，

每个L形引导臂在一端处具有弯曲且有齿的联接表面，联接表面的曲率中心与相应的引导臂的引导臂枢转轴线重合，并且所述引导臂利用所述联接表面而彼此接合，并且

每个所述L形引导臂在相对端处与旋转器组件中的一个可滑动地联接，例如，包括接合设置在旋转器辊轮支撑框架上的凹口的狭槽。

此外，本发明提供一种利用根据本发明的动力钳来使两个管件连接或断开的方法，更具体地，组成或断开管件连接部，该方法包括：

-在上方钳和下方钳中容纳都支撑在作业线中的上方管件和下方管件；

-使上方管件与上方钳接合，而下方管件与下方钳接合；并且

-使上方钳相对于下方钳并围绕动力钳的主轴线旋转，以使由上方钳夹持的上方管件以及由下方钳夹持的下方管件连接或断开。

此外，本发明提供一种利用根据本发明的动力钳来连接部两个管件的方法，更具体地，组成管件连接部，该方法包括：

-在下方钳中容纳支撑在作业线中的下方管件；

-使下方管件与下方钳接合；

-在直接位于上方钳上方的旋转器中容纳上方管件；

-使上方管件与旋转器接合；

-利用旋转器，将上方管件的下螺纹端或销端刺入下方管件的上螺纹端或螺纹盒端，并且将上方管件的螺纹下端驱动到下方管件的上螺纹端，以使上方管件相对于下方管件旋转，

-使上方管件与上方钳接合；

-使上方钳相对于下方钳围绕动力钳的主轴线旋转，以使由上方钳夹持的上方管件与由下方钳夹持的下方管件相连接，更具体地，以使上方管件与下方管件之间的连接部的扭矩增大。

此外，本发明提供一种利用根据本发明的动力钳来使两个管件断开的方法，更具体地，断开管件连接部，该方法包括：

-在上方钳中容纳支撑在作业线中的上方管件，并且在下方钳中容纳支撑在作业线中的下方管件，利用连接部的扭矩的增大来使上方管件与下方管件相连接。

-使上方管件与上方钳接合，而下方管件与下方钳接合；

-使上方钳相对于下方钳围绕动力钳的主轴线旋转，以使由上方钳夹持的上方管件与由下方钳夹持的下方管件断开，更具体地，使上方管件与下方管件之间的连接部的扭矩减小。

另一种在上方管件与下方管件之间的连接部的扭矩已经减小之后使两个管件断开的方法，其利用根据本发明的动力钳，所述方法包括：

-用旋转器使上方管件接合，而用上方钳使上方管件松开；

-利用旋转器，使上方管件相对于下方管件围绕动力钳的主轴线旋转，以使由旋转器夹持的上方管件与由下方钳夹持的下方管件断开，更具体地，将上方管件的螺纹下端推出下方管件的上螺纹端，以使上方管件相对于下方管件旋转。

根据第三个方面，本发明提供了一种动力钳，优选地，根据本发明的第一个方面或根据本发明的第二个方面的动力钳，所述动力钳包括液压驱动器，并且除了液压驱动器之外，还包括助力器组。

液压驱动器包括液压动力源以产生液压动力，用于驱动动力钳，更具体地，用于驱动旋转器和钳，例如，钳的相对运动和夹持器。液压驱动器的动力源可以位于靠边位置，即不在动力钳上。

助力器组包括液压缓冲器。液压缓冲器优选地负载有从液压驱动器的动力源累积的液压动力。助力器的目的是提供短时的爆发性的高液压动力，来驱动钳的相对运动，以使两个管件之间的连接部得扭矩增大。

优选地，助力器组位于侧面，即靠近动力钳，优选地，由动力钳的支撑框架支撑，而液压驱动器可以位于靠边位置，即不在动力钳上。

第三个方面使得动力钳包括用于驱动动力钳的相对低压的液压动力源，以及助力器组形式的相对高压的高压液压动力源，以驱动钳使连接部的扭矩增大。已经认识到，助力器组可以在相对长的时间内承受负载，即在转矩增大动作之间，并且仅需要在短时间内使用。从而，低压可以以平稳的速度累积到高压，以在需要时能够实现高压能量的短时爆发。

因此，动力钳可以设置有用于较常见动作的低液压动力系统，以及用于驱动动力钳的紧凑的高动力网络。由于提供助力器组，液压驱动器的液压动力源无需配置为提供动力钳所需的高压以使管件连接部的扭矩增大或减小。向助力器组提供相对低的液压动力就足够了。

在从属权利要求和说明书中公开了根据本发明的动力钳和根据本发明的方法的有利的实施方案，其中，基于多个示例性实施方案进一步说明和阐明了本发明，其中一些在示意图中示出。在附图中，在术语或构造和/或功能上相对应的组件的附图标记的后两位数字相同。

附图说明

在附图中：

图1示出了动力钳的立体图，所述动力钳设置有旋转器；

图2示出了图1的动力钳的立体图，其中旋转器处于活动位置；

图3示出了图1的动力钳的立体图，其中旋转器处于待用位置；

图4单独示出了图1的动力钳的上方钳和下方钳的立体图；

图5单独示出了彼此分离的图1的动力钳的上方钳和下方钳的立体侧视图；

图6单独示出了图1的动力钳的上方钳和下方钳以及支撑框架的立体图；

图7单独示出了图1的动力钳的上方钳和下方钳以及支撑框架的立体仰视图；

图8示出了图1的动力钳的液压驱动器的截面侧视图；

图9示出了图1的动力钳的下方钳的俯视图；

图10示出了图1的动力钳的下方钳的部分俯视图；

图11示出了部分透视的上方钳的俯视图；

图12单独示出了图1的动力钳的旋转器的俯视图，其中旋转器处于接收位置；并且

图13单独示出了图1的动力钳的旋转器的俯视图，其中旋转器处于旋转位置。

附图标记：

01动力钳 02上方钳

03下方钳 04旋转器

05上方钳框架 06下方钳框架

07管状通道 08径向开口

09主轴线 10夹持器

11线性工作轴线夹持器 12动力钳支撑框架

13扭矩致动器 14第一液压驱动器

15第二液压驱动器 16壳体液压驱动器

17驱动轴液压驱动器 18驱动轴液压驱动器

19引导轮液压驱动器 20导轨液压驱动器

20a第一部分导轨 20b第二部分导轨

21小齿轮液压驱动器 22与液压驱动器的小齿轮配合的齿条

22a第一部分齿条 22b第二部分齿条

23上方管件 24下方管件

25作业线 26下螺纹端上方管件

27上螺纹端下方管件 28内部引导表面

29外部引导表面 30定位引导下方钳

31定位引导上方钳 32夹持器致动器部

33夹持器喙部 34活塞

35垫 36旋转器组件

37旋转器辊轮 38液压驱动器

39旋转器辊轮支撑框架 40液压致动器

41旋转器框架 42旋转器引导机构

43 L形引导臂 44联接表面。

具体实施方式

图1示出了根据要求保护的发明的动力钳1的立体图。动力钳包括上方钳2和下方钳3。

动力钳1配置为用于相对于上方管件23向下方管件24施加扭矩，从而使下方管件24的上螺纹端与上方管件23的下螺纹端连接和断开，更具体地，使上方管件与下方管件之间的连接部的扭矩增大和减小，下方管件24和上方管件23同轴地支撑在动力钳1的主轴9上。

在示出的示例性实施方案中，动力钳1设置有旋转器4。

图2示出了动力钳1的立体图，其中旋转器4处于活动位置，图3示出了图1的动力钳的立体图，其中旋转器4处于待用位置。

图4单独示出了动力钳1的立体图，而图5单独示出了动力钳1，其中上方钳2与下方钳3彼此分离。

上方钳2和下方钳分别包括框架(分别为上方钳框架5和下方钳框架6)，每个框架限定中央管状通道7。上方钳2和下方钳3分别具有径向开口8，该径向开口8提供通向管状通道7的横向入口。因此，经由径向开口8，通过在垂直于动力钳的主轴线9的方向上相对彼此移动动力钳1和管件，可以将管件引入管状通道7中，或者从管状通道7移除，所述主轴线延伸通过上方钳2的管状通道7和下方钳3的管状通道7。

应注意的是，当动力钳1用于连接或断开管件时，动力钳1的主轴线9通常与管状支撑装置(例如，多用途塔架、立杆等)的作业线重合。

上方钳2和下方钳3两者均包括多个夹持器10，该夹持器10围绕管状通道7分布，用于在管状通道中夹持管件。每个夹持器10都具有线性工作轴线11，该线性工作轴线11垂直于动力钳1的主轴线9延伸。主轴线9在上方钳2与下方钳3的管状通道7的中心延伸。

此外动力钳1包括支撑下方钳3的支撑框架12。在示出的实施方案中，上方钳2安装在下方钳3上。上方钳2和下方钳3两者均由在动力钳的主轴线上对齐的各个管状通道支撑。

动力钳1还包括扭矩致动器13。扭矩致动器包括第一液压驱动器14和第二液压驱动器15，用于使上方钳2相对于下方钳3并围绕动力钳的主轴线9旋转，以使由下方钳夹持的下方管件与由上方钳夹持的上方管件连接或断开。

在图8、图9、图10和图12中更详细地示出了扭矩致动器13。图8示出了动力钳1的第一液压驱动器14的截面侧视图。图9示出了下方钳3的俯视图。图10示出了下方钳3的部分视图，而图11示出了部分透视的上方钳。

第一液压驱动器14和第二液压驱动器15分别具有壳体16和从该壳体延伸的驱动轴17。每个驱动轴18支撑用于与导轨20配合的引导轮19，并且包括用于与齿条22配合的小齿轮21，该引导轮19和小齿轮21同心地安装在液压驱动器的驱动轴18上。

在示出的实施方案中，第一液压驱动器14和第二液压驱动器15安装在下方钳的下方钳框架6上，第一液压驱动器14和第二液压驱动器15各自的驱动轴17平行于动力钳的主轴线9。上方钳3包括容纳引导轮19的导轨20。上方钳3还包括用于与第一液压驱动器和第二液压驱动器的小齿轮21配合的齿条22。因此，扭矩致动器13使得液压驱动器14、15能够相对于下方钳3旋转并引导上方钳2。

在替代的实施方案中，第一液压驱动器14和第二液压驱动器15安装在上方钳框架8上，第一液压驱动器14和第二液压驱动器15各自的驱动轴17平行于主轴线9，并且下方钳2包括容纳引导轮和齿条的导轨，所述齿条与第一液压驱动器和第二液压驱动器的小齿轮配合，以使得液压驱动器能够相对于下方钳旋转并引导上方钳。

动力钳1包括用于夹持下方管件24的下方钳3和用于夹持上方管件23的上方钳2，并且设置有扭矩致动器13，该扭矩致动器13包括齿条和小齿轮驱动器以及导轨，用于使上方钳相对于下方钳旋转。

因此，动力钳1适于相对于上方管件23向下方管件24施加扭矩，下方管件和上方管件支撑在动力钳的主轴线9上，从而使下方管件的上螺纹端27和上方管件的下螺纹端26连接和断开。

更具体地，旋转器4用于通过将上方管件23的螺纹销端驱动到下方管件24的螺纹盒端中来形成两个管件之间的连接部。动力钳1随后用于使管件之间的连接部的扭矩增大。

当将一个管件与另一个管件断开时，首先动力钳用于使管件之间的连接部的扭矩减小。随后，旋转器用于通过使上方管件旋转以驱动上方管件的螺纹销端脱离下方管件的螺纹盒端，从而断开两个管件之间的连接部。

在将一个管件与另一个管件连接时，首先旋转器用于通过使上方管件旋转以驱动上方管件的螺纹销端进入下方管件的螺纹盒端，来形成两个管件之间的连接部。随后，动力钳用于使管件之间的连接部的扭矩增大。

根据本发明，用于与齿条22配合的小齿轮21和与用于传递扭矩导轨20配合的小齿轮21和引导轮19均安装在对应的液压驱动器14、15的驱动轴17上，所述液压驱动器定位为其驱动轴平行于主轴线9。另外，液压驱动器14、15定位在夹持器10之间，换句话说，液压驱动器14、15分别安装在对应的一个钳2、3上，并且位于也安装在钳2、3上的夹持器10之间。

在示出的实施方案中，齿条22和小齿轮21包括相互啮合的齿，用于传递由液压驱动器产生的扭矩，即，使小齿轮21沿着齿条22移动，从而使上方钳2相对于下方钳3旋转。小齿轮21围绕其外周表面设置有齿，而齿条22包括限定小齿轮的运动轨迹的一排齿。通过根据本发明的动力钳，齿条22沿着弯曲的轨迹延伸，该弯曲的轨迹的曲率中心与动力钳的主轴线9(更具体地，管状通道的主轴线)重合。

在示出的具体实施方案中，齿条22的齿向内，即朝向主轴线9，因此小齿轮21沿着齿条22向内朝向的侧部移动。这使得能够实现与有效的扭矩传递相结合的紧凑设计。

齿条22和导轨20彼此相邻并且彼此平行地延伸。应注意的是，安装在下方钳上的液压驱动器将要与安装在上方钳上的齿条和导轨配合，反之亦然。此外，由于液压驱动器位于夹持器之间，因此由导轨限定的平面与夹持器相交。在实施方案中，处于缩回状态下的夹持器的25％或更多位于由导轨限定的平面的外部。在进一步的实施方案中，处于缩回状态下的夹持器的40％或更多位于由导轨限定的平面的外部。

由于扭矩致动器1的第一液压驱动器14和第二液压驱动器15安装在下方钳3和上方钳2的夹持器10之间，因此当钳2、3相对于彼此旋转时，液压驱动器在夹持器的运动的潜在轨迹上延伸。即使液压驱动器14、15会因此限制钳2、3相对于彼此运动，但是已经发现，这种配置使得能够实现动力钳1的有效且紧凑的设计。

因此，本发明使得能够将液压驱动器安装在由上方钳和下方钳的夹持器限定的包封空间内，从而能够用于紧凑且有效的动力钳。应注意的是，在现有技术中，用于向动力钳提供扭矩的驱动器通常安装在由夹持器限定的包封空间外部，从而位于上方钳的顶部上，并位于下方钳下方，和/或位于夹持器相对于主轴线的径向外部。因此现有技术的钳在设计上是笨重的。

在示出的实施方案中，导轨20包括用于与第一液压驱动器14的引导轮19配合的第一轨道部分20a以及用于与第二液压驱动器15的引导轮19配合的第二导轨20b。

在另一实施方案中，第一液压驱动器和第二液压驱动器位于夹持器之间，并且第一轨道部分和第二轨道部分各自都在两个夹持器之间延伸。将导轨以及优选地齿条定位在夹持器之间则使得能够实现动力钳的更加紧凑的设计。

在示出的实施方案中，导轨20具有内部引导表面28和外部引导表面29，内部引导表面和外部引导表面在它们之间限定导轨。引导轮19邻接内部引导表面和外部引导表面两者，使得引导轮被锁定在两个引导表面之间，并且运动自由度被限制为沿着导轨移动。这在要产生较大扭矩时是特别有益，从而防止钳的相对运动，特别是防止小齿轮相对于齿条的侧向运动，即在垂直于主轴线的方向上。

此外，在示出的实施方案中，齿条22包括用于与第一液压驱动器14的小齿轮21配合的第一齿条部分22a和用于与第二液压驱动器22b的小齿轮21配合的第二齿条部分22b。

这里指出的是下方钳3与上方钳2的设置相似。通常，下方钳3和上方钳2包括相同数量的夹持器10。而且，当上方钳2和下方钳3设置成其各自的径向开口5彼此下上定位时，上方钳2的夹持器10位于下方钳3的夹持器10上方。

此外，在示出的优选实施方案中，扭矩致动器13的液压驱动器14、15全部安装在下方钳框架6上，并且导轨20和齿条22安装在上方钳框架5上。应注意的是，在示出的实施方案中，动力钳1配置为用于液压驱动器14、15使上方钳2相对于下方钳3旋转。因此，液压驱动器安装在固定动力钳上，这有助于将液压驱动器与液压动力源(例如，安装在动力钳上的液压动力源)连接。

通常，需要支撑上方钳2和下方钳3，使得上方钳的管状通道7与下方钳的管状通道对齐。应注意的是，至少一个钳应当被可移动地支撑，使得钳可以相对于彼此旋转。在示出的实施方案中，下方钳被固定在位置上，而上方钳则被可移动地支撑，使得所述上方钳可以相对于下方钳旋转。

在使用中，下方钳将接合下方管件，该下方管件通常是管件的柱的部分，该管件的柱例如是由安装在作业甲板中的卡瓦支撑。所述柱并进而下方管件被支撑为使得其不能围绕其纵向轴线旋转。为了将上方管件连接至下方管件，或为了将上方管件与下方管件断开，所述上方管件应当相对于固定的下方管件旋转。因此，夹持上方管件的上方钳应当相对于下方钳旋转。应注意的是，动力钳可以配置为使得动力钳的部分(例如，支撑框架的部分)相对于下方钳而与上方钳一起旋转。在另一个实施方案中，动力钳配置为使得仅动力钳的上方钳相对于下方钳旋转。

动力钳支撑框架12支撑下方钳3和上方钳2，上方钳位于下方钳上方，使得上方钳的管状通道7与下方钳的管状通道对齐。

此外，在示出的优选实施方案中，支撑框架12配置为与支撑臂联接，所述支撑臂例如为安装在沿着钻塔延伸的轨道上的可移动支撑臂，并且例如为安装在沿着多用途塔的作业线的竖直轨道上的伸缩式支撑臂)联接。动力钳配置为使得仅上方钳相对于下方钳旋转。

另外，支撑框架12配置为与搬运车或推车联接，可以在作业平台(例如，海上船的钻井甲板)上驱动所述搬运车或推车，以将动力钳移入和移出钻井塔(例如，井架或多用途塔)的作业线附近的位置。要由动力钳操纵的管件被支撑在作业线上。为了使下方钳和上方钳能够分别接合下方管件和上方管件，管件应当位于动力钳的管状通道中。因此，动力钳利用穿过管件通道的作业线进行定位。

在示出的具体实施方案中，动力钳支撑框架12支撑下方钳3。下方钳框架6设置有与上方钳框架5的定位引导件31相互作用的定位引导件30，使得上方钳相对于下方钳在竖直方向上定位并且可以相对于下方钳旋转，参见图4和图5。因此，相互作用的定位引导件30、31在竖直方向上和在水平面上相对于下方钳3来定位上方钳2。

下方钳3和上方钳2分别设置有多个夹持器，在示出的具体实施方案中，设置有三个夹持器10。夹持器10具有线性工作轴线11，该工作轴线垂直于主轴线9延伸，以接合支撑在垂直于管件的圆周表面的管状通道中的管件。

每个钳2、3的夹持器10都围绕管状通道7布置，用于从不同侧夹持管状通道中的管件。夹持器10还配置为以足够大的力接合管件，以使得能够传递使两个管件之间的连接部的扭矩增大或扭矩减小所需的扭矩传递。

在示出的实施方案中，夹持器10实施为致动缸，更具体地，实施为液压致动缸。在替代的实施方案中，夹持器可以是机械夹持器，例如，包括啮合齿条的从动小齿轮，或者可以包括电主轴。

致动缸包括含有缸体的夹持器致动器部32以及含有活塞34和垫35的夹持器喙部33。夹持器喙部33可移动地支撑在致动器部32中。致动器部配置为用于使夹持器喙部沿着工作轴线11移动。夹持器10的工作轴线11在径向方向上延伸，并且垂直于动力钳1的主轴线9。

应注意的是，当上方钳与下方钳相对于彼此旋转时，所述上方钳和下方钳分别与上方管件和下方管件的螺纹端结合。下方管件通常固定在位置上，例如由钻台或工作甲板中的卡瓦保持。此外，当上方管件的下螺纹端与下方管件的上螺纹端接合时，使用动力钳。因此，下方管件也对上方管件进行定位。所述下方管件和上方管件均位于动力钳的管状通道中，以使下方钳和上方钳分别接合下方管件和上方管件。

在示出的实施方案中，动力钳设置有旋转器。旋转器安装在动力钳的顶部，并且与动力钳的中心轴线对齐，使得当动力钳与支撑在作业线中的管件接合时，上方管件(更具体地，上方管件的下端)容纳在旋转器中。

旋转器4用于使支撑在管状通道中的两个管件之间的螺纹连接联接和脱离。旋转器4配置为用于以每个时间单位较高的转数但较低的扭矩来使上方管件23旋转。这样，旋转器4用于将上方管件23的螺纹下端驱动到下方管件24的螺纹上端中，这之后动力钳1用于使连接部的扭矩增大，反之亦然。

在使用中，动力钳1由支撑臂支撑，例如，安装在沿着钻井塔、搬运车(例如，滑动搬运车)延伸的轨道上的可移动支撑臂。动力钳将被支撑从而使得所述动力钳可以在水平方向上移动，用于使支撑在作业线中的管件接合和脱离。例如，支撑臂可以是配置为在水平方向上可伸缩地延伸的伸缩支撑臂，或者滑动搬运车设置有使动力钳可移动地运动的可铰接框架。

因此，将在作业线附近设置动力钳。例如，当上方管件(例如通过升降装置或在顶部驱动器下方)支撑在作业线中时，所述上方管件必须连接至支撑在钻井甲板的卡瓦中的下方管件。

通过使下方钳夹持下方管件，下方管件24将被定位在动力钳1的主轴线9上。更具体地，动力钳1将被相对于支撑在固定位置上的下方管件24进行定位。

因此，动力钳朝向作业线移动，其中钳的径向开口对齐。因此，动力钳可以接合支撑在作业线中的管件，并且将管件容纳在动力钳的管状通道中。

下方钳3与上方钳2相对于彼此定位在输入-输出位置上，例如参见图1。在输入-输出位置中，下方钳3和上方钳2的相对于彼此的角度位置使得当以俯视图观看时径向开口8对齐。因此，当下方钳和上方钳处于输入-输出位置上时，一个管件或多个管件可以经由下方钳的径向开口和上方钳的径向开口朝向或远离主轴线移动。

从而一旦管件容纳在管状通道中，则通过夹持下方管件来更准确地定位动力钳(更具体地，下方钳)，所述动力钳(更具体地，下方钳)相对于钻井甲板被固定在位置上。通过夹持下方管件的上端，下方钳以及因此由下方钳支撑的上方钳相对于下方管件进行定位。

应注意的是，当上方管件23将要与下方管件24连接时，上方管件通常在其上端处被支撑，其下端自由悬挂。在示出的实施方案中，旋转器4可以张开以使得容纳上方管件23(更具体地，上方管件的下端)，所述上方管件未与下方管件24(更具体地，下方管件的上端)准确地对齐。随后关闭旋转器4，使得上方管件23的下端与保持在下方钳3中的下方管件24的上端对齐。

随后使上方管件降低，并且由旋转器引导所述上方管件，其中所述上方管件的下螺纹端或销端进入到下方管件的上螺纹端或盒端中。旋转器使上方管件旋转，以形成上方管件与下方管件之间的螺纹连接部。

一旦通过将上方管件的螺纹下端旋进下方管件的螺纹上端从而连接下方管件和上方管件，则上方钳就夹持上方管件的下端，以使动力钳将连接部的扭矩增大。

包括第一液压驱动器14和第二液压驱动器15的扭矩致动器13用于使上方钳2相对于下方钳3并围绕主轴线9旋转，以使连接部的扭矩增大。

在示出的实施方案中，上方钳是活动(或拧紧)钳，即向管的螺纹连接部上方的部分提供扭矩的钳，而下方钳是被动(或备用)钳，所述待用(或备用)钳在螺纹连接部下方提供作用扭矩。备用钳夹紧螺纹连接部下方的管，并且防止所述管旋转。

在示出的实施方案中，下方钳和上方钳分别包括三个夹持器。夹持器围绕主轴线以等间隔放置，使得对于每个钳，夹持器的工作轴线垂直于主轴线延伸，并且两个夹持器的工作轴线以120度的相对角度延伸。

此外，下方钳设置有第一液压驱动器和第二液压驱动器两者，并且上方钳设置有导轨和齿条。第一液压驱动器和第二液压驱动器安装至下方钳的框架，使得其各自的驱动轴向上指向，并且安装在驱动轴上的引导轮和小齿轮分别与导轨和齿条接合。

此外，导轨和齿条包括用于与第一液压驱动器的引导轮和小齿轮配合的第一导轨部分和第一齿条部分，以及用于与第二个液压驱动器的引导轮和小齿轮配合的第二导轨部分和第二齿条部分。

第一导轨部分和第一齿条部分在第一与第二夹持器之间延伸，第二导轨和第二齿条部分在第二夹持器与第三夹持器之间延伸，并且下偏角和上偏角两者的径向开口位于第三夹持器与第一夹持器之间。

引导轮位于驱动轴的端部处，并且小齿轮位于引导轮与液压电机的壳体之间。

导轨和齿条分别沿着弯曲的轨迹延伸，所述弯曲的轨迹分别以主轴线作为曲率中心，使得导轨和齿条彼此平行地延伸，参见图11。

包括销和引导轮的液压驱动器的高度大于下方钳和上方钳的夹持器的高度，参见图5。因此，液压驱动器位于下方钳的夹持器之间，并且在上方钳的夹持器之间的空间中延伸。

在示出的实施方案中，旋转器4用于形成两个管件之间的连接部，例如，将上方管件的螺纹销端驱动到下方管件的螺纹盒端中。动力钳(更具体地，上方钳和下方钳)随后用于使管件之间的连接部的扭矩增大，反之亦然。

在示出的实施方案中，旋转器4包括旋转器框架41。旋转器框架41由动力钳支撑框架12可移动地支撑，使得旋转器可以沿着动力钳1的主轴线9移动。

因此，旋转器4可以接合上方管件的下端并与该端一起移动，更具体地，引导该端，同时所述上方管件的下端降低到由下方钳保持的下方管件的上端中。此外，旋转器因此可以与上方管件一起降低，同时所述上方管件的螺纹端旋进下方管件的螺纹端中。

在这种情况下，应注意的是，在旋转动作过程中，上方管件相对于下方管件的竖直位移是很大的。旋转器接合上方管件，使得管件不能在竖直方向上相对于旋转器移动。因此，在旋转动作过程中，旋转器与管件一起降低。

还应注意的是，两个管件之间的连接部的扭矩增大或扭矩减小仅导致上方管件相对于下方管件的最小竖直位移。因此，在扭矩作用过程中，上方钳不需要相对于下方钳以及相对于由下方钳夹持的下方管件在竖直方向上移动。

在示出的优选的实施方案中，旋转器4包括两个旋转器组件36。每个旋转器组件36包括一组旋转器辊轮37和一个液压驱动器38，用于使旋转器辊轮旋转。旋转器辊轮37和液压驱动器38被支撑在旋转器辊轮支撑框架39中，其中旋转器组件分别由液压致动器40形式的线性致动器可移动地支撑，从而能够彼此相向或远离地移动成组的旋转器辊轮，并且以能够夹紧两组旋转器辊轮之间的管件。

旋转器组件38分别由线性致动器40可移动地支撑。线性致动器40彼此相对地定位，使得致动器的工作线(用虚线表示)可以重合。在示出的优选的实施方案中，致动器40可枢转地安装在旋转器框架39上，使得所述致动器40可以围绕平行于动力钳的主轴线延伸的枢转轴线枢转。线性致动器的使用使得能够直接控制旋转器组件所处的位置以及直接控制将管件保持在旋转器组件之间的力。

旋转器进一步包括引导机构42，该引导机构42包括两个L形引导臂43，该L形引导臂在其弯部处可枢转地支撑，使得所述L形引导臂可以围绕平行于主轴线的引导臂枢转轴线枢转。

每个L形引导臂43在一端处具有弯曲且有齿的联接表面44，联接表面的曲率中心与相应的引导臂的引导臂枢转轴线重合。引导臂43与所述联接表面44彼此接合。

此外，在相对端处，L形引导臂43分别与组件36中的一个可滑动地联接，在示出的实施方案中包括接合设置在旋转器辊轮支撑框架上的凹口的狭槽。

该实施方案使得能够正确地引导旋转器组件，具体地，由于一个旋转器组件的移动直接联接至第二旋转器组件的移动，从而第一旋转器组件的位置直接联接至第二旋转器组件的位置。

在示出的实施方案中，旋转器框架41由动力钳支撑框架可铰接地支撑。旋转器4围绕平行于主轴线的枢转轴线在活动位置与待用位置之间枢转。因此，旋转器不仅可以在平行于动力钳的主轴线的竖直方向上移动，而且还可以在垂直于主轴线的方向上移动。

在活动位置上，例如图2中所示，旋转器辊轮可以接合位于动力钳的主轴线上的管件。在待用位置上，例如图3中所示，旋转器辊轮远离主轴线移动。因此，旋转器可以远离主轴线移动，以使物体(例如，管件的或安装在管件上或位于两个管件之间的装置的凸缘)沿着主轴线降低，而无需接合旋转器组件。

Claims (15)

1.动力钳，所述动力钳适于相对于上方管件向下方管件施加扭矩，从而使下方管件的上螺纹端与上方管件的下螺纹端连接和断开，所述下方管件和所述上方管件支撑在动力钳的主轴线上，所述动力钳包括：

-下方钳，所述下方钳包括下方钳框架、多个夹持器和径向开口，所述下方钳框架限定中心管状通道，每个夹持器具有线性工作轴线，所述工作轴线垂直于所述主轴线延伸，所述夹持器围绕管状通道分布，用于夹持管状通道中的下方管件，所述径向开口提供通向用于管件的管状通道的横向入口；

-上方钳，所述上方钳包括上方钳框架、多个夹持器和径向开口，所述上方钳框架限定中心管状通道，每个夹持器具有线性工作轴线，所述工作轴线垂直于主轴线延伸，所述夹持器围绕管状通道分布，用于夹持管状通道中的上方管件，所述径向开口提供通向管状通道的横向入口；

-支撑框架，所述支撑框架支撑下方钳和/或上方钳，其中相应的管状通道在主轴线上对齐，上方钳位于下方钳上方；以及

-扭矩致动器，所述扭矩致动器包括第一液压驱动器和第二液压驱动器，用于使上方钳相对于下方钳并围绕主轴线旋转，以使由下方钳夹持的下方管件与由上方钳夹持的上方管件连接或断开，

其中，所述第一液压驱动器和所述第二液压驱动器分别具有壳体和从所述壳体延伸的驱动轴，每个驱动轴支撑用于与导轨配合的引导轮以及用于与齿条配合的小齿轮，所述引导轮和小齿轮同心地安装在液压驱动器的驱动轴上，并且

其中，所述第一液压驱动器和所述第二液压驱动器安装在所述下方钳框架上或安装在所述上方钳框架上，所述第一液压驱动器和所述第二液压驱动器每个的驱动轴平行于主轴线，并且上方钳或下方钳分别包括容纳引导轮的引导轨道以及与第一液压驱动器和第二液压驱动器的小齿轮配合的齿条，以使液压驱动器能够相对于下方钳旋转并引导上方钳。

2.根据权利要求1所述的动力钳，其中，所述下方钳和所述上方钳分别包括三个夹持器，管状夹持器分别围绕下方钳和上方钳的管状通道以等间隔定位。

3.根据权利要求2所述的动力钳，其中，所述导轨包括用于与第一液压驱动器的引导轮配合的第一轨道部分以及用于与第二液压驱动器的引导轮配合的第二导轨，优选地，所述齿条包括用于与第一液压驱动器的小齿轮配合的第一齿条部分以及用于与第二液压驱动器的小齿轮配合的第二齿条部分。

4.根据权利要求2和权力要求3所述的动力钳，其中，所述第一液压驱动器和所述第二液压驱动器位于夹持器致动器之间，使得所述第一轨道部分和所述第二轨道部分中的每个都在两个夹持器致动器之间延伸。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的动力钳，其中，所述导轨具有内部引导表面和外部引导表面，所述内部引导表面和所述外部引导表面在它们之间限定导轨，所述引导轮优选地邻接内部引导表面和外部引导表面两者。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的动力钳，其中，所述下方钳框架和所述上方钳框架包括相互作用的定位引导件，用于沿至少竖直方向而相对于下方钳对上方钳进行定位。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的动力钳，其中，包括第一液压驱动器的驱动轴线和所述主轴线的第一平面以及包括第二液压驱动器的驱动轴线和主轴线的第二平面相对于彼此以115度至125度范围的角度延伸，优选地，以118度至122度范围的角度延伸，最优选地，以120度的角度延伸。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的动力钳，其中，对于第一液压驱动器和第二液压驱动器，所述引导轮位于驱动轴的端部处，并且所述小齿轮位于引导轮与液压电机的壳体之间。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的动力钳，还包括用于夹持所述上方管件的旋转器，所述旋转器由支撑框架支撑在上方钳上方，优选地，被能够移动地支撑，使得所述旋转器能够沿着所述主轴线移动，以与上方管件一起移动，优选地，引导上方管件，同时上方管件的下螺纹端或螺纹销被旋入或旋出所述下方管件的上螺纹端或螺纹盒。

10.根据权利要求9所述的动力钳，其中，所述旋转器包括两个旋转器组件，每个旋转器组件包括一组旋转器辊轮和至少一个用于使旋转器辊轮旋转的液压驱动器，所述旋转器辊轮和至少一个液压驱动器被支撑在旋转器辊轮支撑框架中，

其中，所述旋转器组件中的每个优选地通过线性致动器，例如液压或气动致动器，而被能够移动地支撑，以使成组的旋转器辊轮能够朝向或远离彼此移动，并且用以夹紧两组旋转器辊轮之间的管件。

11.根据权利要求10所述的动力钳，其中，所述旋转器组件分别由线性致动器，例如，液压或气动致动器，能够移动地支撑，所述线性致动器彼此相对地定位，使得致动器的工作线能够重合，并且所述致动器能够枢转地安装在旋转器框架上，使得所述致动器能够围绕平行于主轴线延伸的枢转轴线枢转。

12.根据权利要求11所述的动力钳，其特征在于，所述旋转器框架是能够被铰接支撑的，使得所述旋转器框架能够优选地，围绕平行于所述主轴线的枢转轴线在活动位置与待用位置之间枢转，在所述活动位置上，所述旋转器辊轮能够接合位于主轴线上的管件，在所述待用位置上，所述旋转器辊轮远离主轴线。

13.根据权利要求9至12中的一项或多项所述的动力钳，其中，所述旋转器包括引导机构，所述引导机构包括两个L形引导臂，

所述L形引导臂在其弯部处被能够枢转地支撑，使得所述L形引导臂能够围绕平行于主轴线的引导臂枢转轴线枢转，

所述L形引导臂中的每个在一端处具有弯曲且有齿的联接表面，所述联接表面的曲率中心与相应的引导臂的引导臂枢转轴线重合，并且所述引导臂与所述联接表面彼此接合，

所述L形引导臂中的每个在相对端处与旋转器组件中的一个能够滑动地联接，例如，包括接合设置在旋转器辊轮支撑框架上的凹口的狭槽。

14.一种船或钻井平台，优选地，为海上钻井平台，包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的动力钳。

15.用于使两个管件连接或断开的方法，更特别地，用于组成或断开管件连接部的方法，其利用根据权利要求1至13中的一项或多项所述的动力钳，优选地利用根据权利要求14所述的船。

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