CN115263206A - 一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置 - Google Patents

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CN115263206A CN202210964863.5A CN202210964863A CN115263206A CN 115263206 A CN115263206 A CN 115263206A CN 202210964863 A CN202210964863 A CN 202210964863A CN 115263206 A CN115263206 A CN 115263206A
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张宇霖
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Abstract

本发明属于石油及天然气钻修井设备技术领域,公开了一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,包括旋扣钳组件、冲扣钳组件以及夹紧钳组件;夹紧钳组件包括可相互靠近和远离的一对夹紧钳体;冲扣钳组件包括转动设置的导向座和支撑座、可正向和反向旋转夹紧的一对冲扣钳卡爪,冲扣钳卡爪安装在支撑座上;旋扣钳组件包括可自由转动的上、下齿轮盘和上、下支撑座以及可旋转夹紧的旋扣钳卡爪,旋扣钳卡爪安装在支撑座上。本发明的上卸扣装置具有体积小、结构简单、制造维护成本低、易推广等特点,解决了人工加动力大钳的半自动上卸扣方式工作效率低的问题,同时也提升了作业人员的作业安全性。

Description

一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置
技术领域
本发明属于石油及天然气钻修井设备技术领域,具体涉及一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置。
背景技术
在不压井起下油管等作业装置中,动力大钳是重要的组成部分,也是目前上卸扣时现场使用最多的装置。动力大钳由钢丝悬挂在井架上,上卸扣时工人推动大钳至井口工作位,操作完毕后再推回待工位置,由于工作过程需要工人频繁推拉大钳,在夹紧和松扣过程也需要人力的参与,导致其上卸扣前后准备工作时间长,效率低,工人的劳动强度大且作业安全风险高,无法实现管柱上卸扣自动化。
目前市场上出现了很多新型自动上卸扣装置和专利,其结构普遍由三部分组成,从上至下依次为主钳、背钳和夹紧卡瓦,部分还带有前后、上下移动的导轨,主钳和背钳可以在导轨上移动。主钳和背钳均设计成带开口的U型圆盘,在管柱到位后,钳体的U型槽移动至管柱位置并夹紧,主钳和背钳的夹紧原理一致,都是通过马达和齿条驱动大齿轮,带动牙块伸出和缩回。也有部分上卸扣装置的主、背钳不带U型开口,整个装置固定安装在井口位置,管柱从装置中心通道伸入,通过行心齿轮夹紧原理,外圈齿轮带动内圈四分之一齿轮旋转进行夹紧,再带动管柱旋转紧扣。上述第一类装置的缺点在于体积庞大,占用井口较大工作空间,运输转移不方便,其零部件多结构较复杂,制造成本较高且维修保养不方便;上述第一类和第二类装置均采用齿轮传递力矩的方式,输出力矩高且传输稳定,但齿轮制造和更换成本较高,单独更换费时费力;另外,目前国外已普遍采用的铁钻工,在国内尚未普及,其复杂的结构和高昂的制造成本以及维护保养工序繁琐,不易推广使用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述动力大钳工作效率低、劳动强度大和无法实现自动化以及现有自动上卸扣装置占用空间大、结构复杂和制造维护成本高的问题。为此,本发明目的在于提供一种一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置。
本发明所采用的技术方案为:
一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,包括旋扣钳组件、冲扣钳组件以及用于夹紧下部管柱的夹紧钳组件;
夹紧钳组件包括可相互靠近和远离的一对夹紧钳体;
冲扣钳组件包括转动设置的导向座和支撑座、可旋转夹紧的冲扣钳卡爪以及用于推动导向座转动的扭转液压单元,冲扣钳卡爪安装在支撑座上;
旋扣钳组件包括可自由转动的上、下齿轮盘和上、下支撑座以及可旋转夹紧的旋扣钳卡爪,旋扣钳卡爪分别安装在上、下支撑座上,两卡爪内壁上设有增大与油管接触摩擦阻力的摩擦片。
优选地,一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置还包括底座和升降台,夹紧钳组件固定安装在底座上,升降台可上下移动的安装在底座上,旋扣钳组件和冲扣钳组件安装在升降台上。
优选地,所述底座上设有举升液压单元和导柱,升降台滑动套设在导柱上,且升降台与举升液压单元的活动端相连。
优选地,所述升降包括上层台和下层台,上层台和下层台之间通过连接套筒相连,连接套筒滑动套设在导柱上;旋扣钳组件安装在上层台上,冲扣钳组件安装在上层台和下层台之间,导向座与上层台和下层台均为转动连接。
优选地,所述夹紧钳组件还包括固定支撑座和第二推力液压单元;第二推力液压单元对称设置在固定支撑座的侧壁上;夹紧钳体设于第二推力液压单元的活动端。
优选地,所述冲扣钳组件还包括第一推力液压单元、扭转支撑杆和固定螺钉;第一推力液压单元对称设置在导向座连接杆和扭转支撑杆之间;冲扣钳卡爪设于支撑座导柱上;连接杆设于导向座上。
优选地,所述导向座中心孔内壁为一“收口葫芦”状,内壁圆弧面由多个直径逐渐减小的圆弧面相切组成;冲扣钳卡爪分为正向卡爪和反向卡爪,正向卡爪和反向卡爪铰接在支撑座导柱上,并通过固定环固定,卡爪外壁与导向座内壁相接触,导向座顺时针和逆时针转动时会分别带动正向卡爪和反向卡爪向中心处收拢。
优选地,所述正向卡爪和反向卡爪下端面分别设置一凸台,支撑座上端面设置一凹槽,凸台与凹槽相接触,在凸台与凹槽接触表面均设置一沉孔,沉孔内设置一拉伸弹簧,拉伸弹簧始终将卡爪与导向座贴合在一起。
优选地,所述旋扣钳组件还包括上、下齿轮盘和上、下支撑座,齿轮盘和支撑座间通过滚动轴承连接,上、下支撑座上分别设置一对旋扣钳卡爪,卡爪安装在支撑座导柱上,并通过固定环固定。
优选地,所述上、下齿轮盘外侧是一圈齿轮,内侧是对称分布的异型圆弧面,异型圆弧面由半径逐渐减小的圆弧面相切组成。
优选地,所述旋扣钳卡爪分为正向卡爪和反向卡爪,正向卡爪设置在上支撑座上,反向卡爪设置在下支撑座上。卡爪下表面设置一凸台,支撑座上表面对应设置一凹槽,凸台与凹槽想接触,在凸台与凹槽接触表面均设置一沉孔,沉孔内设置一拉伸弹簧,拉伸弹簧始终将正、反卡爪外侧与齿轮盘内壁贴合在一起。
优选地,所述底座上安装有泥浆罩,泥浆罩环绕设于旋扣钳组件、冲扣钳组件和夹紧钳组件的外围,底座上设有排污口。
优选地,所述底座包括从上往下设置的安装座、泥浆挡盘和安装法兰;夹紧钳组件安装在安装座上,泥浆罩安装在泥浆挡盘上,泥浆挡盘上设有加强筋,加强筋上设置有贯穿的流通孔;排污口设于泥浆挡盘上。
本发明的有益效果为:
本发明所提供的一种一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,具有体积小、结构简单和制造维护成本低的特点,采用液压直推式夹紧和马达带动摩擦轮旋转的上卸扣方式,以成本更低、结构更简单的动力系统代替了齿轮动力系统,在井口作业空间利用上更为合理,在制造成本和后期的维护保养上更具有经济性。相比目前动力大钳的上卸扣方式,能有效提高工作效率,降低工人工作强度,提高作业安全性;相对现阶段其他上卸扣装置,其具有更小巧的体积和更简单的结构,有利于井上平台空间的利用。
附图说明
图1是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置的结构示意图。
图2是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置的正向半剖图。
图3是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置的侧向半剖图。
图4是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置冲扣钳结构示意图。
图5是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置旋扣钳结构示意图。
图6a是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置上扣时步骤一的示意图。
图6b是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置上扣时步骤二的示意图。
图6c是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置上扣时步骤三的示意图。
图6d是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置上扣时步骤四的示意图。
图7a是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置卸扣时步骤一的示意图。
图7b是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置卸扣时步骤二的示意图。
图7c是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置卸扣时步骤三的示意图。
图7d是本发明一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置卸扣时步骤四的示意图。
图中:管柱1、上管柱101、下管柱102、旋扣钳组件2、护罩201、马达202、上齿轮盘203、上支撑座204、下齿轮盘205、下支撑座206、滚动轴承207、螺钉208、正向卡爪209、固定环210、上传动齿轮211、上齿轮轴212、反向卡爪213、下齿轮轴214、下齿轮215、齿轮轴承216、拉伸弹簧217、冲扣钳组件3、扭转支撑杆301、第一推力液压单元302、螺钉303、正向卡爪304、反向卡爪305、固定环306、导向座307、螺钉308、限位环309、滚动轴承313、支撑座313、拉伸弹簧313、升降台4、举升液压单元401、上层台402、连接套筒403、下层台404、导柱405、夹紧钳组件5、夹紧钳体501、推力液压单元502、固定支撑座503、底座6、安装座601、泥浆挡盘602、流通孔603、加强筋604、安装法兰605、排污口606、泥浆罩7、观察口701。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义以及实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。
如图1至图5所示,管柱1包括上部管柱101和下部管柱102,本实施例的一种一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,主要包括旋扣钳组件2、冲扣钳组件3和夹紧钳组件5。夹紧钳组件5只夹紧下部管柱,旋扣钳组件2和冲扣钳组件3既能夹紧上部管柱,也能带动上部管柱转动,从而完成上卸扣动作;在本实施例中,旋扣钳组件2、冲扣钳组件3和夹紧钳组件5同轴设置,且旋扣钳组件2、冲扣钳组件3和夹紧钳组件5从上往下依次设置。
一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置还包括底座6和升降台4,夹紧钳组件5固定安装在底座6上,升降台4可上下移动的安装在底座6上,旋扣钳组件2和冲扣钳组件3安装在升降台4上。底座6中部设置一通孔,管柱从该通孔通过。
底座6上设有举升液压单元401和导柱405,升降台4滑动套设在导柱405上,且升降台4与举升液压单元401的活动端相连。升降台4包括上层台402和下层台404,上层台402和下层台404之间通过连接套筒403固定相连,连接套筒403滑动套设在导柱405上;升降台4能在举升液压单元401举升作用下进行上下移动,将旋扣钳组件2和冲扣钳组件3移动到管柱接头附近位置进行上卸扣工作;在本实施例中,旋扣钳组件2固定安装在上层台402上,冲扣钳组件3安装在上层台402和下层台404之间,导向座307与上层台402和下层台404均为转动连接。
夹紧钳组件5主要包括固定支撑座503、推力液压单元502和夹紧钳体501;固定支撑座501固定安装在底座6上;推力液压单元502对称设置在固定支撑座503的侧壁上;夹紧钳体501设于推力液压单元502的活动端。夹紧钳体501在推力液压单元502的驱动下可相互靠近和远离。工作时固定支撑座503对下部管柱提供径向的支撑力,夹紧钳体501的夹持面设置有齿形槽,齿形槽呈竖直方向分布,增加夹紧钳体对下部管柱旋转时的反向扭矩。
冲扣钳组件3包括主要扭转支撑杆301、扭转液压单元302、螺钉303、正向卡爪304、反向卡爪305和固定环306,、导向座307和支撑座313以及其他连接零部件。导向座307的上表面设置有凸台,下表面设置凹槽,导向座307通过该凸台和凹槽可转动的镶嵌安装在上层台402和下层台404之间,由于凸台和凹槽的限位作用,导向座307只能沿中心轴线转动。
扭转支撑杆301的上端和下端通过螺栓分别固定设置在上层台402和下层台404上,扭转支撑杆301用于在导向座307旋转时提供受力点和支撑作用。连接杆310的上端和下端通过螺栓固定设置在导向座307内部的上下表面,工作时连接杆310将带动导向座307旋转。扭转液压单元302的固定端与扭转支撑杆301转动相连,活动端与连接杆310转动相连。工作时,在扭转液压单元302的驱动下,导向座307可在一定范围内转动。
支撑座311与导向座307通过滚动轴承连接,支撑座311转到安装在下层台404上,导向座307内壁由多个半径不同的圆弧面相切组成,各圆弧面半径从中间向两边逐渐减小;正向卡爪304与反向卡爪305通过支撑座311上的导柱铰接在一起并呈对称分布并可绕导柱转动,卡爪外侧面与导向座307异型圆弧面保持相接触;卡爪下表面有一凸台,同时支撑座311上表面有一凹槽,凸台与凹槽相接触并在接触面上各有一半径相同的沉孔,沉孔内有一拉伸弹簧312,拉伸弹簧312将保持卡爪外侧面与导向座307异型圆弧面相互接触。导向座307顺时针转动时,正向卡爪304逐渐向中心收拢,反向卡爪305保持不动,当正向卡爪304接触到油管壁后,随着导向座307继续转动,正向卡爪304会进一步夹紧油管,并带动油管旋转完成紧扣,同理导向座307逆时针转动时可以完成油管松扣。
旋扣钳组件2主要包括马达202、上齿轮盘203、上支撑座204、下齿轮盘205、下支撑座206、正向卡爪209、反向卡爪213、上传动齿轮211、下传动齿轮215和护罩201。下支撑座206设置在上层台402上,下齿轮盘205设置在下支撑座206上,并通过滚动轴承207连接,上支撑座204设置在下齿轮盘205上,并通过滚动轴承207连接,上齿轮盘203设置在上支撑座204上,并通过滚动轴承207连接,均可自由转动。护罩201通过螺钉208固定安装在上层台402上,护罩201上表面通过滚动轴承207直接与上齿轮盘203连接,并对上齿轮盘203进行限位。
上卡爪209对称设置在上支撑座204上并通过上支撑座204上的导柱转动连接,卡爪可绕导柱自由转动,下卡爪213同理对称设置在下支撑座206上并通过导柱转动连接并可绕导柱自由转动。卡爪内测面设置有摩擦片,在在夹紧过程中能使卡爪和油管接触更充分并使夹紧力分布更均匀。
上齿轮盘203外侧为一圈齿轮,起传递电机202扭矩的作用,内侧为由许多不同半径的圆弧面组成的异型弧面,沿着转动方向异型弧面半径逐渐减小,上齿轮盘203内侧设置两处异型弧面并对称分布。未工作时,正向卡爪209的外侧面与上齿轮盘203的异型弧面贴合,随着上齿轮盘203顺时针转动,正向卡爪209逐渐向中心收拢,当卡爪接触油管时,随着上齿轮盘203继续转动,正向卡爪209会进一步夹紧油管并带着油管一起转动,起到旋紧油管的作用,反向卡爪213与下齿轮盘205的工作模式与前相同。
每个卡爪下表面设置一凸台,并在对应的支撑座上表面设置一凹槽,凸台与凹槽保持接触并在接触面间分别设置两处沉孔,在沉孔中设置一拉伸弹簧312,在未工作时拉伸弹簧312通过拉伸作用将卡爪与齿轮盘异型弧面始终保持贴合状态,由于凹槽足够宽,在卡爪收缩时凸台并不会与凹槽边缘发生干涉。
电机201固定安装在护罩202上,并于两处齿轮轴(212、214)转动连接,上、下齿轮轴(212、214)下端限位安装在上层台402上,并通过齿轮轴承216转动连接,上、下传动齿轮(211、215)安装在上下齿轮轴(212、214)上,可随齿轮轴转动,同时外侧与上、下齿轮盘(203、205)外侧齿轮啮合。在进行旋紧工作时,马达201带动上传动齿轮211进而带动正向卡爪209向中心收拢,当正向卡爪209与油管接触并夹紧后带着油管一起转动,同时由于上支撑座204导柱限位作用,上支撑座204也会跟着正向卡爪209一同转动,此时,由于马达自锁作用,下齿轮盘205和下支撑座206会保持不动。油管旋松过程原理相同。
底座6上安装有泥浆罩7,泥浆罩7环绕设于旋扣钳组件2、冲扣钳组件3和夹紧钳组件5的外围,底座6上设有排污口606。泥浆罩7周向开设有一定角度的开口,其锥面上也设置了三处观察口701,便于工作人员观察管柱1的实时情况,管柱进行卸扣时,管柱内存在油、水等污染物,污染物由于泥浆罩7的阻挡不会向四周飞溅,而是顺着泥浆罩7内壁下流,汇集到底座6里,最终通过排污口606排出。
底座6包括从上往下设置的安装座601、泥浆挡盘602和安装法兰603;安装座601主要用于安装夹紧钳组件5、举升液压单元401和导柱404。泥浆挡盘602外沿上设置有安装泥浆罩7的螺纹孔,泥浆罩7通过底部法兰固定安装在泥浆挡盘602上。泥浆挡盘602上沿其径向设有多条加强筋605,加强筋605上设置有贯穿的流通孔604;排污口606设于泥浆挡盘602上。安装法兰603上设置有螺纹通孔,底座6可通过安装法兰603直接安装到带压作业装置的防喷器上。
上述的液压单元均采用液压缸,液压单元的固定端为液压缸的缸体,液压单元的活动端为液压缸的液压杆。
如图6a、图6b、图6c和图6d所示,一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置上扣时的工作过程包括以下详细步骤:
步骤一、钻井平台上的管柱吊卡将第一根管柱吊至井口位置,对准一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置的中心孔位置然后下放;管柱上部接头下放至夹紧钳组件5上方附近时,吊卡停止下放,夹紧钳体503伸出,将管柱夹紧(带压作业中,游动卡瓦可配合夹紧管柱),吊卡松开并上提;
步骤二、吊卡将第二根管柱吊至井口位置,对准一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置的中心孔位置后下放,上部管柱的公头接触下部管柱的母头时,吊卡停止下放,举升液压单元401推动上层台402和下层台404向上移动,当旋扣钳组件2和冲扣钳组件3上升至合适位置时,举升液压单元401停止举升;
步骤三、旋扣钳组件2的正向马达202开始工作,夹带动正向卡爪209相互靠拢夹紧管柱并进一步带动管柱旋转,同时举升液压单元401向下微量收缩,带动上层台402下移,以平衡旋扣时产生的径向位移,达到预定扭矩后正向马达202停止转动;
步骤四、旋扣钳组件2松开,冲扣钳组件3的推力液压单元302推动导向座307旋转并带动正向卡爪304夹紧管柱,推力液压单元302继续推动管柱旋转一定角度,达到预定扭矩后停止转动,冲扣钳组件3、夹紧钳组件5和吊卡松开,升降台4下移至初始位置,移动卡瓦带动管柱下移,上扣完成。
如图6a、图6b、图6c和图6d所示,一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置卸扣时的工作过程包括以下详细步骤:
步骤一、移动卡瓦将管柱提升至钻井平台井口附近,吊卡夹住管柱进行提升;
步骤二、管柱接头上升至夹紧钳组件5上方附近时,吊卡停止上提,夹紧钳组件5工作将管柱夹紧,举升液压单元401推动上层台402和下层台403向上移动,当旋扣钳组件2和冲扣钳组件3上升至合适位置时,举升液压单元401停止举升;
步骤三、冲扣钳组件3的推力液压单元302推动导向座307转动并带动反向卡爪305夹紧管柱,推力液压单元302继续推动管柱旋转一定角度,达到预定的较低扭矩后停止转动并回到初始位置;旋扣钳组件2的反向马达201开始工作,带动反向卡爪213相互靠拢夹紧管柱,并进一步带动管柱旋转,同时举升液压单元401向上微量收缩,带动下层台404上移,以平衡旋扣时产生的径向位移,在管柱公母接头完全分离后反向马达201停止转动并回转一定角度使反向卡爪213回到初始位置;
步骤四、旋扣钳组件2松开,升降台4下移至初始位置,吊卡将管柱上提离开井口,卸扣完成。
本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:包括旋扣钳组件(2)、冲扣钳组件(3)以及用于夹紧下部管柱的夹紧钳组件(5);
夹紧钳组件(5)包括可相互靠近和远离的一对夹紧钳体(501);
冲扣钳组件(3)包括转动设置的导向座(307)和支撑座(313)、可旋转夹紧的冲扣钳卡爪(304、305)以及用于推动导向座(307)转动的扭转液压单元(302),冲扣钳卡爪(304、305)安装在支撑座(313)上;
旋扣钳组件(2)包括可自由转动的上、下齿轮盘(203、205)和上、下支撑座(204、206)以及可旋转夹紧的旋扣钳卡爪(209、213),旋扣钳卡爪(209、213)分别安装在上、下支撑座(204、206)上,两卡爪(209、213)内壁上设有增大与油管接触摩擦阻力的摩擦片。
2.根据权利要求1所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:还包括底座(6)和升降台(4),夹紧钳组件(5)固定安装在底座(6)上,升降台(4)可上下移动的安装在底座(6)上,旋扣钳组件(2)和冲扣钳组件(3)安装在升降台(4)上。
3.根据权利要求2所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述底座(6)上设有举升液压单元(401)和导柱(405),升降台(4)滑动套设在导柱(405)上,且升降台(4)与举升液压单元(401)的活动端相连。
4.根据权利要求2所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述升降台(4)包括上层台(402)和下层台(404),上层台(402)和下层台(404)之间通过连接套筒(403)相连,连接套筒(403)滑动套设在导柱(405)上;旋扣钳组件(2)安装在上层台(402)上,冲扣钳组件(3)安装在上层台(402)和下层台(404)之间,导向座(307)与上层台(402)和下层台(404)均为转动连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述夹紧钳组件(5)还包括固定支撑座(503)和第二推力液压单元(502);第二推力液压单元(502)对称设置在固定支撑座(503)的侧壁上;夹紧钳体(501)设于第二推力液压单元(502)的活动端。
6.根据权利要求1或2所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述冲扣钳组件(3)还包括第一推力液压单元(302)、扭转支撑杆(301)和固定螺钉(303);第一推力液压单元(302)对称设置在导向座(309)连接杆和扭转支撑杆(301)之间;冲扣钳卡爪(304、305)设于支撑座(313)导柱上;连接杆设于导向座(309)上。
7.根据权利要求6所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述导向座(309)中心孔内壁为一“收口葫芦”状,内壁圆弧面由多个直径逐渐减小的圆弧面相切组成;冲扣钳卡爪分为正向卡爪(304)和反向卡爪(305),正向卡爪(304)和反向卡爪(305)铰接在支撑座(313)导柱上,并通过固定环(306)固定,卡爪外壁与导向座(309)内壁相接触,导向座(309)顺时针和逆时针转动时会分别带动正向卡爪(304)和反向卡爪(305)向中心处收拢。
8.根据权利要求7所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述正向卡爪(304)和反向卡爪(305)下端面分别设置一凸台,支撑座(313)上端面设置一凹槽,凸台与凹槽相接触,在凸台与凹槽接触表面均设置一沉孔,沉孔内设置一拉伸弹簧(313),拉伸弹簧(313)始终将卡爪(304、305)与导向座(309)贴合在一起。
9.根据权利要求1或2所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述旋扣钳组件(2)还包括上、下齿轮盘(203、205)和上、下支撑座(204、206),齿轮盘和支撑座间通过滚动轴承(207)连接,上、下支撑座(204、206)上分别设置一对旋扣钳卡爪(209、213),卡爪安装在支撑座导柱上,并通过固定环(210)固定。
10.根据权利要求9所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述上、下齿轮盘(203、205)外侧是一圈齿轮,内侧是对称分布的异型圆弧面,异型圆弧面由半径逐渐减小的圆弧面相切组成。
11.根据权利要求10所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述旋扣钳卡爪分为正向卡爪(209)和反向卡爪(213),正向卡爪(209)设置在上支撑座(204)上,反向卡爪(213)设置在下支撑座(206)上。卡爪下表面设置一凸台,支撑座上表面对应设置一凹槽,凸台与凹槽想接触,在凸台与凹槽接触表面均设置一沉孔,沉孔内设置一拉伸弹簧(217),拉伸弹簧(217)始终将正、反卡爪(209、213)外侧与齿轮盘(203、205)内壁贴合在一起。
12.根据权利要求2所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述底座(6)上安装有泥浆罩(7),泥浆罩(7)环绕设于旋扣钳组件(2)、冲扣钳组件(3)和夹紧钳组件(5)的外围,底座(6)上设有排污口(606)。
13.根据权利要求12所述的一种不压井作业井口油管自动上卸扣装置,其特征在于:所述底座(6)包括从上往下设置的安装座(601)、泥浆挡盘(602)和安装法兰(605);夹紧钳组件(5)安装在安装座(601)上,泥浆罩(7)安装在泥浆挡盘(602)上,泥浆挡盘(602)上设有加强筋(604),加强筋(604)上设置有贯穿的流通孔(603);排污口(606)设于泥浆挡盘(602)上。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114320191A (zh) * 2022-03-14 2022-04-12 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 一种不压井作业井口管柱上卸扣装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4582146A (en) * 1982-02-24 1986-04-15 Becker Floyd W Earth drilling apparatus
CN202194596U (zh) * 2011-09-08 2012-04-18 天津弗兰克科贸有限公司 油井套管钳扭矩仪
CN106694924A (zh) * 2015-11-17 2017-05-24 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 一种夹紧工装
CN210977337U (zh) * 2019-07-25 2020-07-10 上海兰石重工机械有限公司 一种自动修井机
CN112343529A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 北京康布尔石油技术发展有限公司 上卸扣装置及其操作方法
CN114000839A (zh) * 2021-10-25 2022-02-01 西南石油大学 一种高效率管柱冲扣装置
CN114320191A (zh) * 2022-03-14 2022-04-12 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 一种不压井作业井口管柱上卸扣装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8746111B2 (en) * 2010-04-15 2014-06-10 Astec Industries, Inc. Floating wrench assembly for drill rig
CN201851045U (zh) * 2010-11-18 2011-06-01 中国石油天然气集团公司 一种钻杆卸扣的液压钳
CN102287150B (zh) * 2011-05-12 2013-06-12 杭州欧佩亚海洋工程有限公司 一种落地有轨式高度集成智能铁钻工
CN104179465A (zh) * 2014-07-14 2014-12-03 陕西启源科技发展有限责任公司 铁钻工
CN104895515B (zh) * 2015-06-09 2017-04-26 湖南三一石油科技有限公司 石油钻采设备、铁钻工及钳体
CN204899805U (zh) * 2015-08-06 2015-12-23 湖南三一石油科技有限公司 铁钻工及其旋扣钳
CN106121565B (zh) * 2016-08-30 2018-11-23 徐工集团工程机械有限公司 卸扣装置和钻机
CN106812481B (zh) * 2017-02-22 2019-01-04 吉林大学 铁钻工旋扣机构
CN207960536U (zh) * 2017-11-03 2018-10-12 山东科瑞机械制造有限公司 一种多功能井口工具
CN109798079B (zh) * 2019-03-01 2024-01-26 中曼石油装备集团有限公司 一种伸缩臂式铁钻工
CN211230300U (zh) * 2019-12-10 2020-08-11 黑龙江精益诚石油机械有限公司 一种自动液压钳
CN113638702B (zh) * 2021-08-24 2023-07-18 无锡智瀚智能机器技术有限公司 管杆共用的井口操作装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4582146A (en) * 1982-02-24 1986-04-15 Becker Floyd W Earth drilling apparatus
CN202194596U (zh) * 2011-09-08 2012-04-18 天津弗兰克科贸有限公司 油井套管钳扭矩仪
CN106694924A (zh) * 2015-11-17 2017-05-24 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 一种夹紧工装
CN210977337U (zh) * 2019-07-25 2020-07-10 上海兰石重工机械有限公司 一种自动修井机
CN112343529A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 北京康布尔石油技术发展有限公司 上卸扣装置及其操作方法
CN114000839A (zh) * 2021-10-25 2022-02-01 西南石油大学 一种高效率管柱冲扣装置
CN114320191A (zh) * 2022-03-14 2022-04-12 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 一种不压井作业井口管柱上卸扣装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
牟新明;高明;李鹏;叶强;杨建辉;慕香华;: "DQ-600Y1连续管钻机专用顶驱装置设计", 机械工程师, no. 03, 10 March 2014 (2014-03-10) *

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