CN115341864A - 一种自动送钳装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动送钳装置，包括：支架总成，其设置为朝向管柱的方向移动；自动液压钳，其设置在所述支架总成上，所述自动液压钳上设有用于驱动其夹持管柱的夹紧机构和用于驱动其转动以及改变转向的动力机构，所述自动液压钳在所述支架总成的带动下移动至管柱处，对两个管柱进行上、卸扣作业。本发明通过支架总成带动自动液压钳朝向管柱的方向移动，代替传统的上、卸扣过程中，通过专人操作自动液压钳，降低了工人的工作强度，提高了工人的安全系数。

Description

一种自动送钳装置

技术领域

本发明涉及油田修井作业设备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种自动送钳装置。

背景技术

修井作业，指的是石油钻井以及后续油井维护的一种作业，为了确保油井能顺利使用，而采取的维护和保养措施，修井作业的特点是工程难度大，技术要求高，必须用大型的修井设备，并配备大修钻杆、大修转盘等专用设备工具才能开展工作。

现有技术中的修井作业，最常见的工作内容包括对管柱的上、卸扣作业，上扣，就是先通过起吊设备将待作业的上管柱吊装至与位于井口内的下管柱对中处理后，再通过自动液压钳将两个管柱从节箍处连接起来；下扣，就是将井口内已经连在一起的两根管柱从节箍处卸开，传统的上、卸扣过程中，需要专人来操作液压钳，不仅劳动强度大，而且危险性高。

发明内容

本发明还有一个目的是提供一种对管柱进行上、卸扣作业时，无需专人操作自动液压钳、提高工人安全系数的自动送钳装置。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种自动送钳装置，包括：

支架总成，其设置为朝向管柱的方向移动；

自动液压钳，其设置在所述支架总成上，所述自动液压钳上设有用于驱动其夹持管柱的夹紧机构和用于驱动其转动以及改变转向的动力机构，所述自动液压钳在所述支架总成的带动下移动至管柱处，对两个管柱进行上、卸扣作业。

优选的是，还包括底座，其上设有滑移机构，所述支架总成与所述滑移机构滑动连接并在竖直油缸的驱动下沿所述底座的高度方向滑动，所述支架总成上还设有连接油缸，其用于驱动所述支架总成朝向管柱的方向移动。

优选的是，所述底座包括水平部以及固定设置在其顶部的竖直部；所述滑移机构包括两个导轨，其相对竖直的固定设置在所述底座的竖直部的两侧，任一导轨上滑动设有滚轮，所述支架总成通过所述滚轮与所述导轨滑动连接，所述竖直油缸的伸缩端与所述水平部固定连接。

优选的是，所述支架总成包括：

支架外壳，其套设于所述底座的竖直部上，所述支架外壳的内侧壁分别与两个所述滚轮滚动连接，所述竖直油缸的缸体与所述支架外壳固定连接；

两个连接轴，其相对的设置在所述底座的两侧，任一连接轴包括两个平行设置的连杆，任一连杆的一端与所述支架外壳铰接；

两个固定杆，其相对平行的设置在所述底座的两侧，任一固定杆与位于同侧的两个连杆的另一端铰接，两个所述固定杆远离所述底座的一端分别与U型架的两个外侧壁固定连接，所述U型架开口朝下；

其中，所述连接油缸设有两个，其相对的设置在所述底座的两侧，任一连接油缸的缸体与所述支架外壳的外侧壁固定连接，伸缩端与对应侧远离所述底座的连杆固定连接。

优选的是，所述支架总成还包括：

悬吊梁，其沿所述U型架的长度方向水平的设置在所述U型架上方；

两个销轴，其相对的设置在所述悬吊梁上，任一销轴的一端穿出所述悬吊梁的顶端并通过螺栓设置在所述悬吊梁上，另一端穿出所述U型架的底端与所述自动液压钳铰接；

两个弹簧，其分别套设在两个所述销轴上，任一弹簧位于所述悬吊梁和所述U型架之间。

优选的是，所述支架总成上还设有对中扶正机构，其包括：

两个对中瓦支架，其一端分别与所述U型架的两个自由端铰接，另一端分别与两个对中瓦油缸的缸体固定连接，所述对中瓦支架与对应的对中瓦油缸垂直设置；

两个对中瓦，其对称设置且其外侧壁分别与两个对中瓦油缸的伸缩端固定连接，任一对中瓦包括竖直设置的半圆筒部和固定设置在其顶部的半圆台部，所述半圆筒部和所述半圆台部同轴设置，且所述半圆台部为内部中空结构，两个所述对中瓦在对应的对中瓦油缸的驱动下对下管柱进行夹持。

优选的是，所述对中扶正机构还包括两个限位机构，其分别设置在两个所述对中瓦油缸上，任一限位机构包括两个沿所述底座的高度方向间隔设置的伸缩杆，任一伸缩杆的一端与相邻的对中瓦的圆筒部的外侧壁固定连接，另一端与相邻的对中瓦油缸的缸体固定连接，所述对中瓦油缸位于两个所述伸缩杆之间。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过连接油缸驱动支架总成带动自动液压钳朝着管柱的方向移动，进而使得自动液压钳对管柱进行上卸、扣时，不需要专人直接操作液压钳，提高了工人的安全系数。

2、本发明在对管柱进行上扣时，通过对中扶正机构辅助两个管柱进行同心对中，避免了上扣时，两个管柱之间出现对中偏位，从而降低施工效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一个实施例的一种自动送钳装置的俯视结构示意图；

图2为上述实施例中所述自动送钳装置的正视结构示意图；

图3为上述实施例中所述自动送钳装置的侧视结构示意图；

说明书附图标记说明：

1、底座，101、水平部，102、竖直部，2、支架总成，201、支架外壳，202、连杆，203、固定杆，204、U型架，205、悬吊梁，206、销轴，207、弹簧，3、竖直油缸，4、连接油缸，5、对中扶正机构，501、对中瓦支架，502、对中瓦油缸，503、对中瓦，504、伸缩杆，6、自动液压钳，601、夹紧主钳，602、钳体外壳，7、滑移机构，701、导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并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。

如图1-3所示，本发明提供一种自动送钳装置，包括：

支架总成2，其设置为朝向管柱的方向移动；

自动液压钳6，其设置在所述支架总成2上，所述自动液压钳6上设有用于驱动其夹持管柱的夹紧机构和用于驱动其转动以及改变转向的动力机构，所述自动液压钳6在所述支架总成2的带动下移动至管柱处，对两个管柱进行上、卸扣作业；

还包括底座1，其上设有滑移机构7，所述支架总成2与所述滑移机构7滑动连接并在竖直油缸3的驱动下沿所述底座1的高度方向滑动，所述支架总成2上还设有连接油缸4，其用于驱动所述支架总成2朝向管柱的方向移动。

自动液压钳6包括钳体外壳602、夹紧主钳601和夹紧背钳，夹紧主钳601与钳体外壳602转动连接，并在动力机构的驱动下实现正反转，动力机构为马达；夹紧背钳与钳体外壳602通过伸缩构件连接，以使得夹紧主钳601和夹紧背钳之间具有一定的浮动量，夹紧机构用于驱动夹紧主钳601和夹紧背钳同步夹持两个管柱，本发明的自动液压钳6的结构与XQ89/3YC型液压动力钳的结构相同，在上述技术方案中，施工时，将底座1固定在施工平台上，首先利用竖直油缸3驱动支架总成2在滑移机构7上沿底座1的高度方向上下移动，以控制支架总成2的高度位置，然后利用连接油缸4驱动支架总成2朝管柱的方向移动，以控制自动液压钳6的位置，进而可以很方便的根据管柱的实际位置对自动液压钳6的实际位置进行调节，调整好自动液压钳6的位置后，进行上、卸扣作业，上扣时，先通过起吊设备将上管柱吊装至下管柱的顶部落下，与下管柱初步对接后，再将自动液压钳移动至两个管柱分别位于夹紧主钳601和夹紧背钳的钳口处，驱动夹紧机构以使得夹紧背钳夹紧下管柱，夹紧主钳601夹紧上管柱，夹紧背钳和夹紧主钳601的夹持动作同步进行，随后动力机构驱动夹紧主钳601带动上管柱与下管柱螺旋连接以实现对管柱的上扣作业；卸扣时，夹紧背钳夹紧下管柱，夹紧主钳601夹紧上管柱，夹紧主钳601在动力机构的驱动下带动上管柱转动以实现对管柱的卸扣作业，在上、卸扣的过程中，通过动力机构控制夹紧主钳601的正转和反转，进而完成对管柱的上扣和卸扣，该过程自动化程度高，无需专人直接操作液压钳，提高了工人的安全系数。

在另一种技术方案中，所述底座1包括水平部101以及固定设置在其顶部的竖直部102；所述滑移机构7包括两个导轨701，其相对竖直的固定设置在所述底座1的竖直部102的两侧，任一导轨701上滑动设有滚轮，所述支架总成2通过所述滚轮与所述导轨701滑动连接，所述竖直油缸3的伸缩端与所述水平部101固定连接。

在本技术方案中，可在水平部101的四周开设螺栓孔，通过螺栓连接的方式将底座1设置在施工平台上，以便于对底座1的安装和拆卸工作；通过竖直油缸3驱动支架总成2在导轨701上滑动的方式，实现对支架总成2高度位置的调节，支架总成2和导轨701之间设置的滚轮，可保证支架总成2与导轨701之间滑动的更加顺滑。

在另一种技术方案中，所述支架总成2包括：

支架外壳201，其套设于所述底座1的竖直部102上，所述支架外壳201的内侧壁分别与两个所述滚轮滚动连接，所述竖直油缸3的缸体与所述支架外壳201固定连接；

两个连接轴，其相对的设置在所述底座1的两侧，任一连接轴包括两个平行设置的连杆202，任一连杆202的一端与所述支架外壳201铰接；

两个固定杆203，其相对平行的设置在所述底座1的两侧，任一固定杆203与位于同侧的两个连杆202的另一端铰接，两个所述固定杆203远离所述底座1的一端分别与U型架204的两个外侧壁固定连接，所述U型架204开口朝下；

其中，所述连接油缸4设有两个，其相对的设置在所述底座1的两侧，任一连接油缸4的缸体与所述支架外壳201的外侧壁固定连接，伸缩端与对应侧远离所述底座1的连杆202固定连接。

在本技术方案中，支架外壳201为支架总成2的骨架，用于连接其它结构，支架外壳201在竖直油缸3的驱动下通过滚轮与底座1滑动连接；支架外壳201通过连杆202和固定杆203与U型架204连接，U型架204与自动液压钳6连接；连接油缸4与支架外壳201和连杆202铰接，驱动连接油缸4的油缸杆伸缩时，会带动与之铰接的连杆202发生移动，从而带动通过固定杆203和U型架204与连杆202连接的自动液压钳6的移动，最终实现对自动液压钳6位置进行调节，且调节过程中无需专人直接操作自动液压钳6，提高了工人的安全系数。

在另一种技术方案中，所述支架总成2还包括：

悬吊梁205，其沿所述U型架204的长度方向水平的设置在所述U型架204上方；

两个销轴206，其相对的设置在所述悬吊梁205上，任一销轴206的一端穿出所述悬吊梁205的顶端并通过螺栓设置在所述悬吊梁205上，另一端穿出所述U型架204的底端与所述自动液压钳6铰接；

两个弹簧207，其分别套设在两个所述销轴206上，任一弹簧207位于所述悬吊梁205和所述U型架204之间。

在本技术方案中，自动液压钳6的钳体外壳602通过悬吊梁205和销轴206与U型架204铰接，在进行上、卸扣时夹紧背钳抱死下管柱，上扣时，夹紧主钳601抱紧上管柱并带动其转动，随着上扣的进行，夹紧背钳要随着下管柱向上移动，卸扣时，夹紧背钳要随着下管柱向下移动，在上、卸扣的过程中，当两个管柱相对旋进一定的螺距后，夹紧主钳601和夹紧背钳之间的间距会发生变化，并且管柱与井口水平面之间可能存在一定倾斜角度，此时自动液压钳的钳体外壳602也会随之倾斜一定的角度，钳体外壳602通过销轴206与U型架204铰接，使得钳体外壳602倾斜时，销轴206不会阻碍其倾斜，且钳体外壳602倾斜时会带动悬吊梁205压缩弹簧207，弹簧207起到减少憋劲冲击、减震的作用。

在另一种技术方案中，所述支架总成上还设有对中扶正机构，其包括：

两个对中瓦支架501，其一端分别与所述U型架204的两个自由端铰接，另一端分别与两个对中瓦油缸502的缸体固定连接，所述对中瓦支架501与对应的对中瓦油缸502垂直设置；

两个对中瓦503，其对称设置且其外侧壁分别与两个对中瓦油缸502的伸缩端固定连接，任一对中瓦503包括竖直设置的半圆筒部和固定设置在其顶部的半圆台部，所述半圆筒部和所述半圆台部同轴设置，且所述半圆台部为内部中空结构，两个所述对中瓦503在对应的对中瓦油缸502的驱动下对下管柱进行夹持；

所述对中扶正机构5还包括两个限位机构，其分别设置在两个所述对中瓦油缸502上，任一限位机构包括两个沿所述底座1的高度方向间隔设置的伸缩杆504，任一伸缩杆504的一端与相邻的对中瓦的圆筒部的外侧壁固定连接，另一端与相邻的对中瓦油缸502的缸体固定连接，所述对中瓦油缸502位于两个所述伸缩杆504之间。

在本技术方案中，通过起吊设备对两个管柱进行对中处理，可能会造成两个管柱之间产生对中偏差，导致上扣失败，影响施工效率，为避免上述情况发生，在上扣时，工作人员将两个对中瓦503移动至下管柱的两侧，驱动对中瓦油缸502调节两个对中瓦503之间的间距，使两个对中瓦503夹紧下管柱，再通过起吊设备将上管柱吊装至对中扶正机构的上方落下，在对中扶正机构上对上、下管柱进行同心对中处理，且对中瓦503上的两个半圆台部构成喇叭口的形状，可便于两个管柱在对中时，上管柱从对中瓦的上方落下时，即使有一定的偏差，也会在喇叭口边缘的导向作用下在圆筒中与下管柱对中，保证了对管柱的对中精度，待两个管柱实现对中处理后，驱动对中瓦油缸502带动两个对中瓦相互远离以释放下管柱，工作人员再将对中瓦移动至不妨碍后续作业处，对中瓦支架501与U型架铰接，可便于工作人员随意对对中扶正机构的位置进行调节，伸缩杆504用于对对中瓦进行限位，防止在夹持管柱的过程中，对中瓦503发生扭转，从而影响夹持的精确度和施工效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种自动送钳装置，其特征在于，包括：

支架总成，其设置为朝向管柱的方向移动；

自动液压钳，其设置在所述支架总成上，所述自动液压钳上设有用于驱动其夹持管柱的夹紧机构和用于驱动其转动以及改变转向的动力机构，所述自动液压钳在所述支架总成的带动下移动至管柱处，对两个管柱进行上、卸扣作业。

2.如权利要求1所述的自动送钳装置，其特征在于，还包括底座，其上设有滑移机构，所述支架总成与所述滑移机构滑动连接并在竖直油缸的驱动下沿所述底座的高度方向滑动，所述支架总成上还设有连接油缸，其用于驱动所述支架总成朝向管柱的方向移动。

3.如权利要求1所述的自动送钳装置，其特征在于，所述底座包括水平部以及固定设置在其顶部的竖直部；所述滑移机构包括两个导轨，其相对竖直的固定设置在所述底座的竖直部的两侧，任一导轨上滑动设有滚轮，所述支架总成通过所述滚轮与所述导轨滑动连接，所述竖直油缸的伸缩端与所述水平部固定连接。

4.如权利要求3所述的自动送钳装置，其特征在于，所述支架总成包括：

支架外壳，其套设于所述底座的竖直部上，所述支架外壳的内侧壁分别与两个所述滚轮滚动连接，所述竖直油缸的缸体与所述支架外壳固定连接；

两个连接轴，其相对的设置在所述底座的两侧，任一连接轴包括两个平行设置的连杆，任一连杆的一端与所述支架外壳铰接；

两个固定杆，其相对平行的设置在所述底座的两侧，任一固定杆与位于同侧的两个连杆的另一端铰接，两个所述固定杆远离所述底座的一端分别与U型架的两个外侧壁固定连接，所述U型架开口朝下；

其中，所述连接油缸设有两个，其相对的设置在所述底座的两侧，任一连接油缸的缸体与所述支架外壳的外侧壁固定连接，伸缩端与对应侧远离所述底座的连杆固定连接。

5.如权利要求4所述的自动送钳装置，其特征在于，所述支架总成还包括：

悬吊梁，其沿所述U型架的长度方向水平的设置在所述U型架上方；

两个销轴，其相对的设置在所述悬吊梁上，任一销轴的一端穿出所述悬吊梁的顶端并通过螺栓设置在所述悬吊梁上，另一端穿出所述U型架的底端与所述自动液压钳铰接；

两个弹簧，其分别套设在两个所述销轴上，任一弹簧位于所述悬吊梁和所述U型架之间。

6.如权利要求3所述的自动送钳装置，其特征在于，所述支架总成上还设有对中扶正机构，其包括：

两个对中瓦支架，其一端分别与所述U型架的两个自由端铰接，另一端分别与两个对中瓦油缸的缸体固定连接，所述对中瓦支架与对应的对中瓦油缸垂直设置；

两个对中瓦，其对称设置且其外侧壁分别与两个对中瓦油缸的伸缩端固定连接，任一对中瓦包括竖直设置的半圆筒部和固定设置在其顶部的半圆台部，所述半圆筒部和所述半圆台部同轴设置，且所述半圆台部为内部中空结构，两个所述对中瓦在对应的对中瓦油缸的驱动下对下管柱进行夹持。

7.如权利要求6所述的自动送钳装置，其特征在于，所述对中扶正机构还包括两个限位机构，其分别设置在两个所述对中瓦油缸上，任一限位机构包括两个沿所述底座的高度方向间隔设置的伸缩杆，任一伸缩杆的一端与相邻的对中瓦的圆筒部的外侧壁固定连接，另一端与相邻的对中瓦油缸的缸体固定连接，所述对中瓦油缸位于两个所述伸缩杆之间。

Images