CN216240497U - 一种全自动液压钳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油修井技术领域，具体为一种全自动液压钳，包括：液压钳本体，其由液压马达、行星变速箱、主钳和备钳组成，液压马达竖向固定，液压马达与主钳之间安装有行星变速箱，行星变速箱内置有远程电控液换档型式的行星变速箱传动结构，本装置的有益技术效果是：采用全动力换档方式，换档稳定可靠，并可以在不停止液压马达旋转的情况下，不切断动力直接换档；采用固定于钻台上的伸缩臂实现伸出和缩回，避免了液压钳悬吊式安装的不安全因素；按下“作业”按钮后，省去了操作人员手扶持液压钳到工作位，避免了液压钳与油管、钻杆的碰撞。

Description

一种全自动液压钳

技术领域

本实用新型涉及油田修井技术领域，具体为一种全自动液压钳。

背景技术

液压动力钳是油田修井作业中，用来快速上卸油管、钻杆或其它修井工具螺纹的一种开口式专用机械，在油田修井作业中应用广泛，使用频繁。液压动力钳主要由液压马达、主钳、背钳、挂档机构等组成，工作时，背钳夹住接箍或接头，液压马达通过主钳内的机械传动系统驱动主钳夹持管柱后，按顺时针或逆时针方向旋转，从而实现上卸扣作业。结合图9和图10，常规液压动力钳在现场使用中主要存在以下问题：

液压动力钳采用在井架上的悬吊方式，作业时，需要操作人员站在液压钳侧面，依靠人力扶着液压动力钳，并将液压动力钳推到井口后，手动挂上档位，开始进行上卸扣作业，上卸扣中间作业人员需根据液压系统压力、螺纹松紧情况进行档位切换。上卸扣完成后，手动操作液压马达手柄，对准缺口，再由人力拉动液压动力钳退出管柱，回到初始位置，由此可见，这种工作方式劳动强度大，工作效率低，而且工作人员在井口危险区域，存在易磕碰、泥浆喷溅等安全隐患。

液压动力钳的机械传动系统一般采用两档或四档减速系统，啮合套换档机构，手动操纵杆式换档方式，挂档时需先停止液压马达旋转，待啮合套的齿与齿槽对正后，手动操作挂档杆，实现档位挂合，由此可见，这种挂档方式存在挂档费时费力，而且啮合套齿不易对正，易打齿、损坏配件等缺点。

针对此问题，有些厂家将手动操作杆换档改为在换档操作杆上加了液缸，这样虽然节省了人力，但由于换档机构还是啮合套换档方式，同样需要先停止液压马达旋转，待啮合套的齿与齿槽对正后，再由液缸推动换档操作杆实现档位挂合，同样存在工作效率低，易打齿等缺陷。而自动化程度较高的铁钻工在应用于修井作业时存在着上卸扣速度慢、工作效率低、外形尺寸大、重量大、钻台上不好布置、拆装繁琐等缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种全自动液压钳，其采用行星变速箱换档结构，行星变速箱内为液压离合器或液压制动器推动摩擦片结合挂档、弹簧复位，使其换档稳定可靠，并可以在不停止液压马达旋转的情况下不切断动力直接换档，具体实施方式如下：

一种全自动液压钳，包括：液压钳本体，其由液压马达、行星变速箱、主钳和备钳组成，液压马达竖向固定，液压马达与主钳之间安装有行星变速箱，行星变速箱内置有远程电控液换档型式的行星变速箱传动结构。

行星变速箱内部的齿轮为常啮合状，其包括摩擦片和弹簧，摩擦片由离合器和制动器切换推动，且摩擦片的背面与弹簧相连，行星变速箱的输入端与液压马达的输出端相接，其输出端与主钳连接，且其侧面水平设有进油口。

进一步的，还包括底座、回转机构、升降导轨、升降座和液压伸缩臂，底座竖向固定于钻台上，底座上方竖向固定有回转机构，回转机构与升降座、升降导轨和液压伸缩臂组成的整体转动连接，升降导轨安装于回转机构上方，且升降导轨与升降座竖向滑动连接。

液压伸缩臂为可折叠结构，其底端与升降座顶端的四个耳座铰接，其前端通过液压钳托架与液压马达、行星变速箱、主钳和备钳组成的整体相连，且整体均置于液压钳托架上方。

进一步的，还包括由修井机液压站、液压管路、电控箱和液压控制系统组成的控制系统，液压控制系统和电控箱集成于液压钳本体上，液压控制系统的液压源通过液压管路与修井机液压站相连。

进一步的，控制系统还可以包括远程控制台和控制电缆，远程控制台通过控制电缆与电控箱有线连接，远程控制台包括旋转、升降、伸缩、急停和挡位切换按键，控制面板和操作手柄均置于远程控制台的正面。

进一步的，控制系统还可以包括遥控器，通过无线方式与电控箱相连。

本实用新型的有益技术效果是：

1，本实用新型采用全动力换档方式，换档稳定可靠，并可以在不停止液压马达旋转的情况下，不切断动力直接换档，速度快，效率高，并由人工操作改为远程控制；

2，本实用新型中液压钳采用固定于钻台上的伸缩臂实现伸出和缩回，避免了液压钳悬吊式安装的不安全因素；

3，本实用新型具备井口识别功能，按下“作业”按钮后，液压钳自动前伸到井口设定的位置后停止，从而省去了操作人员手扶持液压钳到工作位，避免了液压钳与油管、钻杆的碰撞；

4，本实用新型具备远程控制功能，既大大降低了劳动强度，又使作业人员远离了危险区域，避免了操作人员的碰撞安全隐患和泥浆的喷溅，提高了作业时的安全性；

5，本实用新型采用全自动化作业，整个过程无需人为手动操作，省去了作业中间人工观察压力表压力、进行高低档切换、反转对正缺口齿轮等操作步骤。

附图说明

图1为本实用新型的正视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型中行星变速箱的正视外形图；

图4为本实用新型中行星变速箱的俯视外形图；

图5为本实用新型的传动原理图；

图6为本实用新型的控制系统布局示意图；

图7为本实用新型中远程控制台的结构示意图；

图8为本实用新型中遥控器的结构示意图；

图9为常规液压动力钳的正视结构示意图；

图10为常规液压动力钳的俯视结构示意图；

图11为常规液压动力钳传动原理图。

附图标记说明：

1、液压钳本体，2、修井机液压站，3、远程控制台，4、遥控器，5、控制电缆，6、液压管路，7、电控箱，

101、液压伸缩臂，102、液压马达，103、行星变速箱，104、主钳，105、备钳，106、液压钳托架，107、升降座，108、升降导轨，109、回转机构，110、底座，111、离合器，112、制动器，

1031、输入端，1032、输出端，1033、进油口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1，结合图1，一种全自动液压钳，其包括液压钳本体1，液压钳本体1由液压马达102、行星变速箱103、主钳104和备钳105组成，液压马达102竖向固定，液压马达102与主钳104之间安装有行星变速箱103，行星变速箱103内置有远程电控液换档型式的行星变速箱传动结构，本结构中采用全动力换档方式，避免了啮合套挂档方式的操作费时费力、齿不易对正、易打齿等缺陷。

结合图3、图4和图5，行星变速箱103内部的齿轮为常啮合状，其包括摩擦片和弹簧，摩擦片由离合器111和制动器112切换推动，且摩擦片的背面与弹簧相连，本结构中行星变速箱103的输入端1031与液压马达102的输出端相接，其输出端1032与主钳104连接，且其侧面水平设有进油口1033，结合图5和图11，本结构中全动力换档稳定、可靠，并可以在不停止液压马达102旋转的情况下，不切断动力直接换档，速度快，效率高。

实施例2，结合图1，一种全自动液压钳，结合图4，液压钳本体1还包括底座110、回转机构109、升降导轨108、升降座107和液压伸缩臂101，本结构中取消液压钳的悬吊机构，主钳104和备钳105安装在液压伸缩臂101上，液压伸缩臂101上配有高精度位移传感器，可设定主钳104位置，自动伸出到工作位和退回待机位，作业人员可在远程遥控。

底座110竖向固定于钻台上，底座110上方竖向固定有回转机构109，回转机构109与升降座107、升降导轨108和液压伸缩臂101组成的整体转动连接，升降导轨108安装于回转机构109上方，且升降导轨108与升降座107竖向滑动连接。

液压伸缩臂101为可折叠结构，其底端与升降座107顶端的四个耳座铰接，其前端通过液压钳托架106与液压马达102、行星变速箱103、主钳104和备钳105组成的整体相连，且整体均置于液压钳托架106上方，本结构中主钳104采用固定于钻台上的液压伸缩臂101实现伸出和缩回，避免了液压钳悬吊式安装的不安全因素。

实施例3，结合图2和图6，一种全自动液压钳，包括液压钳本体1和由修井机液压站2、液压管路6、电控箱7和液压控制系统组成的控制系统，液压控制系统和电控箱7集成于液压钳本体1上，液压控制系统的液压源通过液压管路6与修井机液压站2相连。

控制系统选用PLC进行电动控制，PLC电性接有自动对缺口传感器、上卸扣圈数传感器和扭矩传感器，其中自动对缺口传感器与主钳104配套连接，PLC以通过控制液压马达102带动主钳104旋转，实现自动对缺口；上卸扣圈数传感器和扭矩传感器分别配设于主钳104和备钳105，用于测量上卸扣扭矩和圈数；达到设定扭矩后，自动换档或停止，并可将上卸扣扭矩值、上卸扣速度、圈数等数据进行实时显示和存储。

结合图7，控制系统通过远程控制台3利用控制电缆5与电控箱7有线连接，以有线的形式进行信息调节，远程控制台3包括旋转、升降、伸缩、急停和挡位切换按键，控制面板和操作手柄均置于远程控制台3的正面，本结构中按下“作业”按钮，液压钳本体1自动前伸到井口设定的位置后停止，从而省去了操作人员手扶持主钳104到工作位，避免了主钳104与油管、钻杆的碰撞。

实施例4，结合图8，一种全自动液压钳，包括液压钳本体1和由修井机液压站2、液压管路6、电控箱7和液压控制系统组成的控制系统，控制系统通过遥控器4以无线方式与电控箱7相连，实现对液压钳本体1的远程操控。

实施例5，结合图7和图8，一种全自动液压钳，包括液压钳本体1和由修井机液压站2、液压管路6、电控箱7和液压控制系统组成的控制系统，控制系统既可以通过遥控器4以无线方式进行操控，同时也可以利用远程控制台3与电控箱7进行有线控制，本结构中电动有线线控是用远程控制台3远程操作的方式，无线遥控是用遥控器4远程操作方式，两者互为备用。

本结构中选用远程控制的方式，操作人员可在司钻房内或其它安全区域远程控制，避免了液压钳本体1在移送和上卸扣过程需要操作人员站在旁边的情况，既大大降低了劳动强度，又使作业人员远离了危险区域，避免了操作人员的碰撞安全隐患和泥浆的喷溅，提高了作业时的安全性；同时实现了全自动化作业，按下“作业”按钮后，液压钳自动伸出到井口位置，钳头开始上卸扣，到设定扭矩自动换档，自动停止上卸扣，自动对缺口。按下“退回”按钮后，液压钳自动退回到待机位。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种全自动液压钳，包括：液压钳本体（1），其由液压马达（102）、行星变速箱（103）、主钳（104）和备钳（105）组成，其特征在于：

所述液压马达（102）竖向固定，液压马达（102）与主钳（104）之间安装有行星变速箱（103），所述行星变速箱（103）内置有远程电控液换档型式的行星变速箱传动结构，

所述行星变速箱（103）内部的齿轮为常啮合状，其包括摩擦片和弹簧，所述摩擦片由离合器（111）和制动器（112）切换推动，且摩擦片的背面与弹簧相连，

所述行星变速箱（103）的输入端（1031）与液压马达（102）的输出端相接，其输出端（1032）与主钳（104）连接，且其侧面水平设有进油口（1033）。

2.根据权利要求1所述的一种全自动液压钳，其特征在于，还包括底座（110）、回转机构（109）、升降导轨（108）、升降座（107）和液压伸缩臂（101），

所述底座（110）竖向固定于钻台上，底座（110）上方竖向固定有回转机构（109），回转机构（109）与升降座（107）、升降导轨（108）和液压伸缩臂（101）组成的整体转动连接，升降导轨（108）安装于回转机构（109）上方，且升降导轨（108）与升降座（107）竖向滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种全自动液压钳，其特征在于，所述液压伸缩臂（101）为可折叠结构，其底端与升降座（107）顶端的四个耳座铰接，其前端通过液压钳托架（106）与液压马达（102）、行星变速箱（103）、主钳（104）和备钳（105）组成的整体相连，且整体均置于液压钳托架（106）上方。

4.根据权利要求3所述的一种全自动液压钳，其特征在于，还包括由修井机液压站（2）、液压管路（6）、电控箱（7）和液压控制系统组成的控制系统，

所述液压控制系统和电控箱（7）集成于液压钳本体（1）上，液压控制系统的液压源通过液压管路（6）与修井机液压站（2）相连。

5.根据权利要求4所述的一种全自动液压钳，其特征在于，所述控制系统还包括远程控制台（3）和控制电缆（5），所述远程控制台（3）通过控制电缆（5）与电控箱（7）有线连接，

所述远程控制台（3）包括旋转、升降、伸缩、急停和挡位切换按键，控制面板和操作手柄均置于远程控制台（3）的正面。

6.根据权利要求4所述的一种全自动液压钳，其特征在于，所述控制系统还包括遥控器（4），通过无线方式与电控箱（7）相连。

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