CN204283263U - 一种铁钻工 - Google Patents

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贾海云
赵勇
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本实用新型提出了一种铁钻工,包括底座,臂架系统和钳体,所述臂架系统设置于所述底座上,并可围绕所述底座转动,所述臂架系统包括多节可伸缩的臂架,所述钳体水平设置于末节臂架上,所述钳体包括冲扣钳和夹紧钳,所述冲扣钳与所述夹紧钳活动连接,所述冲扣钳包括本体,所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构,所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮;所述夹紧钳与所述冲扣钳之间还设有带动冲扣钳的本体旋转的冲扣油缸驱动装置。把传统铁钻工的冲扣钳和旋扣钳设置为一体,臂架系统结构简单,与现有结构的铁钻工相比,总体上具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻及对中性好的优点。

Description

一种铁钻工
技术领域
本实用新型涉及钻工机械领域,特别涉及一种铁钻工。
背景技术
钻工机械广泛运用于石油钻控领域,目前,石油钻具大多采用液压大钳、B型钳等设备,自动化程度相对较低,操作过程中,劳动强度较大,并且安全隐患较多,目前逐渐被铁钻工所替代。
目前,我国境内的个别企业研发和生产了铁钻工,运用过程中,普遍存在智能化程度低、无法对中、导轨别劲等方面的问题,如申请号为201310059073.3的中国专利中公开了一种铁钻工,铁钻工的旋扣钳及冲扣钳分离,使得钳体体积和重量较大,且由于旋扣钳滚轮直接与钻杆摩擦,对钻杆本体伤害较大。其移动装置,如立柱、臂架结构较为复杂,重量大,使用成本高。
综上所述,如何提供一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻的铁钻工,成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型要解决的问题是如何提供一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻及对中性好的铁钻工。
为解决上述问题,本实用新型提出了一种铁钻工,包括底座,臂架系统和钳体,所述臂架系统设置于所述底座上,并可围绕所述底座转动,所述臂架系统包括多节可伸缩的臂架,所述钳体水平设置于末节臂架上,所述钳体包括冲扣钳和夹紧钳,所述冲扣钳与所述夹紧钳活动连接,所述冲扣钳包括本体,所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构,所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮;所述夹紧钳与所述冲扣钳之间还设有带动冲扣钳的本体旋转的冲扣油缸驱动装置。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述铁钻工还包括转台和回转机构,所述回转机构设置于所述底座上,所述转台的一端设置于所述回转机构上,所述臂架系统设置于所述转台的另一端。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述回转机构还包括减速机,所述减速机设置于所述转台端部一侧,所述减速机用于驱动所述转台旋转。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述臂架系统包括第一臂架和第二臂架,所述第一臂架的一端与所述第二臂架的一端活动连接,所述第一臂架的另一端与所述钳体活动连接,所述第二臂架的另一端与所述转台远离所述回转机构的一端活动连接。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述臂架系统还包括第一油缸和第二油缸,所述第一油缸的一端与所述第一臂架活动连接,所述第一油缸的另一端与所述第二臂架活动连接;所述第二油缸的一端与所述第二臂架活动连接,所述第二油缸的另一端与所述转台活动连接。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述铁钻工还包括支撑架,所述支撑架与所述第一臂架远离所述第二臂架的一端活动连接,所述钳体通过悬挂装置设置于所述支撑架上。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述臂架系统上还设有三角板、第一支撑杆和第二支撑杆,所述三角板设置于所述第一支撑杆和第二支撑杆的连接处,所述第一支撑杆的一端与所述三角板铰接,所述第一支撑杆的另一端与所述支撑架铰接,所述第一支撑杆的中心线与所述第一臂架的中心线平行;所述第二支撑杆的一端与所述三角板铰接,所述第二支撑杆的另一端与所述转台铰接,所述第二支撑杆的中心线与所述第二臂架的中心线平行。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述钻杆滚动旋扣机构还包括旋扣驱动装置、连杆机构和从动滚轮,所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆,所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端铰接,所述第一连杆的第二端与所述冲扣钳的钳壁铰接,所述第二连杆的第二端与所述旋扣驱动装置铰接,所述从动滚轮设于所述第一连杆的第一端。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述连杆机构为两套,相对分布设置于所述本体的钳口两侧,所述从动滚轮为两个,分别设于两套连杆机构的第一连杆的第一端;所述旋扣驱动装置为旋扣油缸;所述冲扣驱动装置为冲扣油缸。
作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进,所述冲扣钳上还设有液压马达,所述液压马达与所述驱动滚轮连接,所述主动滚轮驱动滚轮由所述液压马达带动旋转。
上述结构的铁钻工,包括底座,臂架系统和钳体,所述臂架系统设置于所述底座上,并可围绕所述底座转动,所述臂架系统包括多节可伸缩的臂架,所述钳体水平设置于末节臂架上,所述钳体包括冲扣钳和夹紧钳,所述冲扣钳与所述夹紧钳活动连接,所述冲扣钳包括本体,所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构,所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮;所述夹紧钳与所述冲扣钳之间还设有带动冲扣钳的本体旋转的冲扣油缸驱动装置。此结构的铁钻工,把传统铁钻工的冲扣钳和旋扣钳设置为一体,臂架系统结构简单,与现有结构的铁钻工相比,总体上具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻及对中性好的优点。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型一种铁钻工的臂架系统处于展开状态时的结构示意图;
图2为本实用新型一种铁钻工的臂架系统处于收缩状态时的结构示意图;
图3为本实用新型一种铁钻工的钳体结构示意图;
图4为本实用新型一种铁钻工的钳体冲扣状态示意图;
图5为本实用新型一种铁钻工的冲扣钳结构示意图;
图6为本实用新型一种铁钻工的旋扣状态示意图。
图1至图6中附图标记的对应关系为:
1  钳体               2  支撑架           3  悬挂装置
4  第一臂架           5  第一油缸         6  第二臂架
7  第二油缸           8  转台             9  回转机构
10 减速机             11 底座             12 夹持油缸
13 冲扣驱动装置       14 冲扣钳           15 夹紧钳
16 钻杆               17 第一连杆         18 第二连杆
19 旋扣驱动装置       20 液压马达         21 驱动滚轮
22 从动滚轮           23 第一支撑杆       24 第二支撑杆
25 三角板
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1和图2所示的铁钻工,包括钳体1和固定设置于地面上的底座11,所述底座11上设有臂架系统,臂架系统可绕底座11转动。臂架系统包括多节可伸缩的臂架,钳体1水平设置于末节臂架上。具体而言,底座11上设有回转机构9,回转机构9上设有转台8,转台8的下端与回转机构9连接。臂架系统包括第一臂架4和第二臂架6,第一臂架4的一端与第二臂架6的一端活动连接,第二臂架6的另一端与转台8的上端活动连接。当第一臂架4和第二臂架6伸缩时,可带动设置于臂架上的钳体1运动。
上述技术方案中,为带动第一臂架4和第二臂架6伸缩,臂架系统还包括第一油缸5和第二油缸7,第一臂架4、第二臂架6及转台8上均设有连接点,第一油缸5的一端与第一臂架4上的连接点铰接,第一油缸5的另一端与第二臂架6上连接点铰接,而第二油缸7的两端则分别与第二臂架6和转台8上的连接点铰接。工作过程中,第一油缸5和第二油缸7可单独工作,也可同时工作。当第一油缸5工作时,第一臂架4在第一油缸5的作用下实现伸缩,当第二油缸7工作时,第二臂架6在第二油缸7的作用下实现伸缩。如果第一油缸5和第二油缸7同时工作,则第一臂架4和第二臂架6同时实现伸缩。
上述技术方案中,为方便安装钳体1,铁钻工上还设有支撑架2,钳体1设置于支撑架2上。支撑架2由臂架系统支撑,具体地,支撑架2上设有连接点,支撑架2通过此连接点与第一油缸5的一端铰接,当第一臂架4和/或第二臂架6伸缩时,带动支撑架2及支撑架2上的钳体1移动。
为始终保持支撑架2及支撑架2上的钳体1处于水平状态,臂架系统上还设有三角板25、第一支撑杆23和第二支撑杆24,三角板25上设有三个连接孔,三个连接孔分别设置于三角板25的三个角上,其中一个连接孔用于把三角板25铰接于第一臂架4端部,第一支撑杆23的一端和第二支撑杆24的一端分别与三角板25上另外两个连接孔铰接,第一支撑杆23的另一端与支撑架2铰接,第二支撑杆24的另一端与转台8铰接。需要说明的是,为防止运动干涉,且始终保证钳体1处于水平状态,第一支撑杆23的中心线与第一臂架4的中心线平行,第二支撑杆24的中心线与第二臂架6的中心线平行,三角板25可根据需要,在第一臂架4和第二臂架6的连接处作一定幅度的旋转。
上述技术方案中,为驱动转台8旋转,回转机构9还包括减速机10,减速机10设置于转台8的端部一侧,转台8靠近底座11的一端设有齿轮或齿圈,减速机10的输出轴与齿轮或齿圈啮合,当减速机10的输出轴旋转时,通过齿轮或齿圈带动转台8旋转,转台8旋转时,带动臂架系统及钳体1旋转。
进一步地,钳体1通过悬挂装置3设置于支撑架2上,柔性悬挂装置3具体包括多根铁链,其数量优选为三根,分别从三个不同方向对钳体1进行固定。如图2至图6所示,钳体1具体包括冲扣钳14和夹紧钳15,冲扣钳14设置于夹紧钳15上方,并与夹紧钳15活动连接,冲扣钳14具体包括本体,本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构,钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮21,从动滚轮22、旋扣驱动装置19及与旋扣驱动装置19连接的连杆机构,旋扣驱动装置19具体为旋扣油缸,其设置于夹紧钳15壳体上,并用于驱动连杆机构,连杆机构设置于冲扣钳14上,从动滚轮22设置于连杆机构的端部,具体地,旋扣油缸包括缸筒和缸筒内的活塞杆,缸筒或活塞杆与连杆机构活动连接,当旋扣油缸伸缩时,可带动连杆机构转动。
从动滚动22的数量为两个,连杆机构为两套,每套连杆机构具体包括第一连杆17和第二连杆18,第一连杆17的一端与夹紧钳15的钳壁活动连接,第一连杆17的另一端与第二连杆18的一端活动连接,第二连杆18的另一端与旋扣油缸的缸筒或活塞杆活动连接,两个从动滚轮22分别设于两套连杆机构的第一连杆17的第一端。如图5所示,当旋扣油缸伸缩时,首先带动第二连杆18运动,并由第二连杆18带动第一连杆17张合,从而实现从动滚轮22在初始位置和工作位置之间切换。
需要说明的是,第一连杆17和第二连杆18包括两块具有一定折弯弧度的弧形板,工作过程中,两套连杆机构的第一连杆17的两块弧形板始终相对于夹紧钳15的中心线对称,第二连杆18亦是如此。需要说明的是,夹紧钳15的中心线为其轴对称线。
上述技术方案中,钻杆滚动旋扣机构还包括液压马达20,液压马达20与驱动滚轮21连接,驱动滚轮21通过液压马达20带动旋转。
第一夹持机构具体为夹持油缸12,夹持油缸12平行于水平面设置,在一种实施例中,夹持油缸12的数量至少为两根,且两根夹持油缸12相对设置,两根夹持油缸12可同时伸出或回缩,同时伸出时,从两个不同方向抱紧钻杆16。需要说明的是,夹持油缸12的数量还可以为其它任何可能的根数,如三根。此外,夹紧钳15上还设有第二夹持机构,第二夹持机构包括至少两根水平设置的夹持油缸12,夹持油缸12的一端设有牙板,夹持油缸12的设置方式具体与第一夹持机构内的夹持油缸12设置一致,在此不再赘述。
为推动冲扣钳14旋转,铁钻工上还设有冲扣驱动装置,冲扣驱动装置13具体为冲扣油缸,冲扣油缸水平设置,其一端与夹紧钳15活动连接,另一端与冲扣钳14活动连接,夹紧钳15上设有转轨,当冲扣油缸伸长时,可推动冲扣钳14绕转轨转动,冲扣钳14转动后,可对钻杆16上扣或卸扣,需要说明的是,转轨的中心线与钻杆16的中心线大致重合。
上述结构的铁钻工,需连接两根钻杆时,臂架系统将钳体1移至井口中心,把钻杆16置于夹紧钳15和冲扣钳14的钳口内后,夹紧钳15的夹持油缸12伸出后夹紧下方钻杆16。同时,冲扣钳14的夹持油缸12也伸出夹紧上方钻杆,使上方钻杆对准下方钻杆,并使上方钻杆与驱动滚轮周面贴合,此时旋扣油缸伸出,带动连杆机构收合,从而将从动滚轮22运送至与上方钻杆周面贴合,液压马达20工作,带动驱动滚轮21旋转,在周向的摩擦力作用下,上方钻杆转动,与下方钻杆的螺纹连接,实现旋扣。当上方钻杆旋动至预定深度后,冲扣钳14无法继续转动上方钻杆,此时,液压马达20停止工作,旋扣油缸通过连杆机构带动从动滚轮22复位,冲扣钳14的第一夹持机构仍然夹紧上方钻杆,启动冲扣油缸工作,带动冲扣钳14相对夹紧钳13旋转一定角度,从而带动上方钻杆进一步转动一定幅度,最终实现上方钻杆与下方钻杆的完全连接到位。卸扣工作过程与上扣工作过程相反。此结构的铁钻工,把传统铁钻工的冲扣钳和旋扣钳设置为一体,冲扣油缸可带动冲扣钳14绕夹紧钳15旋转一定角度,臂架系统的结构更为简单,因此,总体而言,此结构的铁钻工具有结构更为简单、紧凑、体积更小、重量更轻的优点。此外,由于臂架系统可实现伸缩和回转,可带动钳体1实现不同位置的移动,操作方便,施工效率高。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁钻工,包括底座(11),臂架系统和钳体(1),其特征在于,所述臂架系统设置于所述底座(11)上,并可围绕所述底座(11)转动,所述臂架系统包括多节可伸缩的臂架,所述钳体(1)水平设置于末节臂架上,所述钳体(1)包括冲扣钳(14)和夹紧钳(15),所述冲扣钳(14)与所述夹紧钳(15)活动连接,所述冲扣钳(14)包括本体,所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构,所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮(21);所述夹紧钳(15)与所述冲扣钳(14)之间还设有带动冲扣钳(14)的本体旋转的冲扣驱动装置(13)。
2.根据权利要求1所述的铁钻工,其特征在于,所述铁钻工还包括转台(8)和回转机构(9),所述回转机构(9)设置于所述底座(11)上,所述转台(8)的一端设置于所述回转机构(9)上,所述臂架系统设置于所述转台(8)的另一端。
3.根据权利要求2所述的铁钻工,其特征在于,所述回转机构(9)还包括减速机(10),所述减速机(10)设置于所述转台(8)端部一侧,所述减速机(10)用于驱动所述转台(8)旋转。
4.根据权利要求3所述的铁钻工,其特征在于,所述臂架系统包括第一臂架(4)和第二臂架(6),所述第一臂架(4)的一端与所述第二臂架(6)的一端活动连接,所述第一臂架(4)的另一端与所述钳体(1)活动连接,所述第二臂架(6)的另一端与所述转台(8)远离所述回转机构(9)的一端活动连接。
5.根据权利要求4所述的铁钻工,其特征在于,所述臂架系统还包括第一油缸(5)和第二油缸(7),所述第一油缸(5)的一端与所述第一臂架(4)活动连接,所述第一油缸(5)的另一端与所述第二臂架(6)活动连接;所述第二油缸(7)的一端与所述第二臂架(6)活动连接,所述第二油缸(7)的另一端与所述转台(8)活动连接。
6.根据权利要求5所述的铁钻工,其特征在于,所述铁钻工还包括支撑架(2),所述支撑架(2)与所述第一臂架(4)远离所述第二臂架(6)的一端活动连接,所述钳体(1)通过悬挂装置(3)设置于所述支撑架(2)上。
7.根据权利要求6所述的铁钻工,其特征在于,所述臂架系统上还设有三角板(25)、第一支撑杆(23)和第二支撑杆(24),所述三角板(25)设置于所述第一支撑杆(23)和所述第二支撑杆(24)的连接处,所述第一支撑杆(23)的一端与所述三角板(25)铰接,所述第一支撑杆(23)的另一端与所述支撑架(2)铰接,所述第一支撑杆(23)的中心线与所述第一臂架(4)的中心线平行;所述第二支撑杆(24)的一端与所述三角板(25)铰接,所述第二支撑杆(24)的另一端与所述转台(8)铰接,所述第二支撑杆(24)的中心线与所述第二臂架(6)的中心线平行。
8.根据权利要求1所述的铁钻工,其特征在于,所述钻杆滚动旋扣机构还包括旋扣驱动装置(19)、连杆机构和从动滚轮(22),所述连杆机构包括第一连杆(17)和第二连杆(18),所述第一连杆(17)的第一端与所述第二连杆(18)的第一端铰接,所述第一连杆(17)的第二端与所述冲扣钳(14)的钳壁铰接,所述第二连杆(18)的第二端与所述旋扣驱动装置(19)铰接,所述从动滚轮(22)设于所述第一连杆(17)的第一端。
9.根据权利要求8所述的铁钻工,其特征在于,所述连杆机构为两套,相对分布设置于所述本体的钳口两侧,所述从动滚轮(22)为两个,分别设于两套连杆机构的第一连杆(17)的第一端;所述旋扣驱动装置(19)为旋扣油缸;所述冲扣驱动装置(13)为冲扣油缸。
10.根据权利要求9所述的铁钻工,其特征在于,所述冲扣钳(14)上还设有液压马达(20),所述液压马达(20)与所述驱动滚轮(21)连接,所述驱动滚轮(21)由所述液压马达(20)带动旋转。
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