CN221020776U - 一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手 - Google Patents

Abstract

一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，包括棘轮、锁盒、钩销、锁块和扳把，棘轮由多条棘块连接组合构成，可配组合构成圆环形状，其中1个棘块内侧圆弧面上安装有钩销，棘轮外侧组合圆周面上设置有排列周期相同的棘齿，锁盒前端具有圆弧面，内部设置有导引槽和镶置槽，导引槽径向限位引导棘轮转动，镶置槽配合容置锁块，锁块上的限位齿牙与棘轮上的棘齿弹性啮合，该棘轮扳手专门用于对油田管柱或者管柱接头的拆装，与拆装对象钩挂连接稳定可靠，具有承受较大力矩作用和非稳态力矩冲击作用的能力，应用效率高，拆装效果好，在狭小空间中使用不但可全面解除空间限制的困扰，还可大幅提高拆装作业效率，增强拆装作业的稳定性和可靠性，可在油田钻采生产中广泛应用。

Description

一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手

技术领域

本实用新型涉及油田管柱及管柱接头拆装工具领域，具体涉及一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手。

背景技术

在油田钻采生产领域中，经常要对圆柱形的管柱或者管柱接头进行分离拆卸或者连接安装，现行使用的拆装工具主要为大型管钳和钩头扳手。使用大型管钳时，管钳的齿牙卡块直接配合卡合在管柱或者管柱接头的外圆周面上，尖锐的牙齿卡合和较大扭矩的作用经常会造成管柱或者管柱接头表面的滑伤磨损，破坏管柱或者管柱接头的表面质量，降低使用寿命，特别是在扳转角度受限的相对狭小空间当中，还需要间续地对大型管钳进行多次复位重新卡合，耗时冗长，操作繁琐，明显存在作业难度大、强度高和效率低的问题；而使用钩头扳手时，虽然只需将钩头扳手上的钩头销配合镶嵌在管柱或者管柱接头上专门开设的钩头槽中将钩头扳手钩挂在管柱或者管柱接头上即可扳转实施拆装操作，具有结构简单，使用方便的优点，但是，由于钩头销与钩头槽之间只是点接触配合，配合的稳定性不够，可靠性不高，在拆装作业过程中一旦向其施加大力矩或者非稳态力矩时，极易发生钩头扳手从管柱或者管柱接头上失配脱落现象，影响拆装生产作业，减低油田生产效率。因此，有必要针对现有技术中存在的上述问题，研究开发油田管柱或者管柱接头拆装的专用扳手，满足油田钻采生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，提高油田管柱及管柱接头的拆装工作效率以及拆装作业的稳定性和可靠性。

一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，包括：棘轮、锁盒、钩销、锁块和扳把；所述棘轮是由多条棘块连接组合构成的具有活动连接口的圆环形状结构体，所述棘块之间的连接采用铰接方式，在所述活动连接口处相邻的所述棘块之间对应配合构成正反搭接的挂钩结构，所述挂钩结构配合连接时可使所述棘轮保持组合圆环形状，所述挂钩结构相互分断时可使所述棘轮在所述活动连接口处分断张开，在所述棘轮中，其中1个所述棘块的内侧圆弧面上固定安装有所述钩销，在所述棘轮的外侧组合圆周面上设置有排列周期相同的棘齿；所述锁盒为组合盒壳体结构，前端具有与所述棘轮组合圆环内环弧度相同的圆弧面，内部分别设置有可配合容置所述棘块的导引槽和可配合镶置所述锁块的镶置槽，所述导引槽沿所述锁盒的前端圆弧面设置，可对配合容置其中的所述棘块径向限位，引导组合圆环形状的所述棘轮沿所述导引槽转动，在所述锁盒前端圆弧面上沿圆周方向开设有所述导引槽的开放槽口，使所述钩销能够出露至所述锁盒之外并延伸进入所述棘轮的内环区域当中，所述镶置槽与所述导引槽相连通，所述锁块上具有与所述棘轮上的棘齿对应配合的限位齿牙，配合镶置在所述镶置槽中，利用弹簧的弹性支撑作用，使所述限位齿牙进入所述导引槽中，并与容置其中所述棘块上的棘齿对应弹性啮合，对所述棘块实施沿圆周的单向运动限位；所述扳把连接安装在所述锁盒上相对所述棘轮设置位置的尾端，用以施力扳动所述锁盒，调整所述锁盒与所述棘轮的相对位置，或者传送力矩带动所述棘轮共同旋转。

所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，优选在组成所述棘轮的所述棘块之间相互连接的铰接轴上装置有扭簧，所述扭簧在所述棘块之间施加外向张力，使所述棘轮在分断状态下，所述活动连接口能够充分张开，以便能够将拆装对象很容易地置于所述棘轮的内环区域当中，或者从所述棘轮的内环区域当中移出，同时，在组合状态下，所述扭簧施加的外向张力还可自动锁合所述活动连接口处所述棘块之间的钩挂配合，提高所述棘环圆环形组合结构的稳定性和可靠性。

所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，优选在所述棘轮上的所述活动连接口处，构成所述挂钩结构反搭端的所述棘块内侧弧面具有相对所述棘轮1组合圆环内圆周渐变增大的空间间隙，所述空间间隙的设置，可在保证闭合状态的所述棘轮能够将油田管柱或者管柱接头等拆装对象稳定可靠地配合箍套在其组合圆环之中的基础上，还能够在所述拆装对象嵌入所述棘轮的组合圆环箍套区域后很容易地操控反搭端所述棘块与正搭端所述棘块进行配合搭接，使所述棘轮形成闭合状态，配合箍套所述拆装对象，提高生产应用的工艺操控性。

所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，优选所述钩销利用锁紧销锁定的方式镶嵌安装在对应棘块上，所述钩销的圆柱形销体上开设有沿圆周面设置、断面呈半圆形状的环形槽，并配合镶嵌在开设于所述棘块内侧圆弧面上的镶嵌槽中，同时在所述棘块上还开设有与所述镶嵌槽垂直设置的锁销孔，所述锁销孔的孔径与所述钩销上开设的环形槽断面半圆直径相同，并与镶嵌在所述镶嵌槽中所述钩销上的环形槽对应重合，使过盈配合镶嵌在所述锁销孔中的锁紧销可同时镶置在所述钩销上的环形槽中，将所述钩销锁定连接在所述棘块上。

本实用新型的有益效果是，提供一种专门用于拆装油田管柱或者管柱接头的棘轮扳手，采用组合圆环形状的棘轮整体箍套油田管柱或者管柱接头等拆装对象，钩挂连接稳定可靠，具有承受较大力矩作用和非稳态力矩冲击作用的能力，一次完成挂接即可连续或者间续完成对油田管柱或者管柱接头的拆卸或者安装，应用效率高，拆装效果好。特别是基于本实用新型请求保护棘轮扳手具有结构紧凑、体积较小的优势，同时利用棘轮单向传力的结构原理，可高效实现小幅扳转与复位间续步进式的扳转拆装方式，能够有效解决现有技术中在狭小空间中拆装油田管柱或者管柱接头需频繁卡合拆装对象以及扳转幅度受空间局限较大的问题和弊端，不但可全面解除空间限制的困扰，还可大幅提高拆装作业效率，在油田钻采生产中具有十分广阔的推广应用前景。

附图说明

图1为油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手打开状态结构图。

图2为油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手闭合状态结构图。

图3为图2中A-A线剖视图。

图4为图2中Ⅰ处局部放大图。

具体实施方式

进一步结合具体实施例及其附图，对本实用新型请求保护的技术方案做具体描述。

一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，如图1和图2所示，由第一棘块1a、第二棘块1b、第三棘块1c、下盒体2a、上盒体2b、钩销3、锁块4、扭簧6、弹簧7和扳把5所构成。

所述第一棘块1a、所述第二棘块1b和所述第三棘块1c均为圆弧形状体，组合构成棘轮，所述第一棘块1a、所述第二棘块1b和所述第三棘块1c依次铰接连接，铰接轴上分别装置有所述扭簧6，使所述第三棘块1c和所述第二棘块1b分别具有相对所述第二棘块1b和所述第一棘块1a的外向张力，在所述第一棘块1a和所述第三棘块1c的自由端上对应设置有相互配合的挂钩结构，所述第一棘块1a为正搭端，所述第三棘块1c为反搭端，所述挂钩结构配合连接时可使所述棘轮1构成一个完整的组合圆环，在所述第三棘块1c的内侧弧面设置有相对所述棘轮1组合圆环内圆周渐变增大的空间间隙10，在所述第一棘块1a的内侧圆弧面上安装有所述钩销3，如图4所示，所述钩销3具有圆柱形销体，沿销体圆周开设有断面呈半圆形状的环形槽8，配合镶嵌在所述内侧圆弧面上开设的镶嵌槽中，端头凸出于所述第一棘块1a的内侧圆弧面，在所述第一棘块1a上还开设有与所述镶嵌槽垂直设置的锁销孔，所述锁销孔的孔径与所述钩销3上开设的所述环形槽8断面半圆直径相同，并可与镶嵌在所述镶嵌槽中所述钩销3上的所述环形槽8对应重合，使得过盈配合镶嵌在所述锁销孔中的锁紧销9同时镶置在所述钩销3上的所述环形槽8中，将所述钩销3锁定连接在所述第一棘块1a上，同时，在所述棘轮1的外侧组合圆周面上还设置有排列周期相同的棘齿；所述下盒体2a和所述上盒体2b组合构成盒壳结构锁盒2，如图3所示，所述锁盒2的前端具有与所述棘轮1内环弧度相同的圆弧面，内部分别设置有导引槽和2个镶置槽，所述导引槽沿所述圆弧面设置并在圆弧面上开设有沿圆周方向设置的开放槽口，可配合容置并限位导引所述棘轮1，所述镶置槽在所述锁盒2的两侧对称设置并与所述导引槽对应连通，在所述镶置槽中分别镶置有由所述弹簧7支撑的所述锁块4，所述锁块4上具有与所述棘轮1上棘齿对应配合的限位齿牙，所述限位齿牙进入所述导引槽中并与容置在所述导引槽中所述棘轮1上的棘齿弹性啮合；所述扳把5连接安装在所述锁盒2的尾端, 设置在2个所述镶置槽之间的对称轴上。

生产中应用本实施例所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，以下简称棘轮扳手，首先要选择与油田管柱或者管柱接头等拆卸对象外径对应匹配的所述棘轮扳手，即棘轮1组合圆环的内环孔径与所述拆卸对象的外径相互匹配，在所述棘轮1的组合圆环处于打开状态下，手持扳把5将所述拆卸对象从张开的活动连接口处导入所述棘轮1的组合圆环中，调整所述棘轮1与所述拆卸对象的相对位置，使所述棘轮扳手上的钩销3与所述拆装对象上开设的钩头槽相互对正并配合镶嵌在所述钩头槽中，然后再向内侧扳动由弹簧7作用外向张开的第三棘块1c，使所述第三棘块1c自由端与第一棘块1a自由端上的挂钩结构对应钩挂搭接，闭合所述棘轮1的组合圆环，将所述组合圆环整体配合箍套在所述拆装对象上，随后即可扳动扳把5扳转拆卸或者安装所述拆装对象。在拆装过程中，操作人员既可以采用连续不间断的扳转拆装方式，也可以采用扳转与复位间续步进式的扳转拆装方式，其中，间续步进式的扳转拆装方式是利用了棘齿单向传力的结构原理，通过锁块4上的限位齿牙与所述棘轮1上的棘齿对应配合，如图2所示，在扳转拆装时，所述限位齿牙通过传力面向所述棘轮1施加作用力矩，使所述棘轮1能够通过所述钩销3带动所述拆装对象旋转，而在反向扳转复位时，所述限位齿牙的倾斜面受所述棘齿的挤压作用，所述锁块4分别可分别克服所述弹簧7的弹性力向镶置槽内弹性内收，所述限位齿牙瞬时脱离与所述棘齿的结构配合，使锁盒2可相对所述棘轮1连续反向旋转复位，由于所述棘轮1上的棘齿保持全圆周相同周期排列，同时受到弹簧7的弹性力推动，到达复位点后，所述限位齿牙能够自动重新与所述棘轮1上的棘齿弹性啮合，转换对所述扳把5的扳转方向，可即时重新变换至对所述拆装对向的扳转拆装操作，依次往复进行上述操作过程即可完成对所述拆装对象的拆卸或者安装，这种间续步进式的扳转拆装方式能够有效解决现有技术中在狭小空间中拆装油田管柱或者管柱接头所存在的问题和不足，提高作业效率。同时，由于所述棘轮1是以组合圆环结构箍套在所述拆装对象上，钩挂连接稳定可靠，所以无论采用连续不间断的扳转拆装方式还是采用扳转与复位间续步进式的扳转拆装方式，都不需要重新钩挂所述拆装对象，具有较高的拆装作业效率，在油田钻采生产中具有十分广阔的推广应用前景。

Claims (4)

1.一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，其特征在于，包括：棘轮、锁盒（2）、钩销（3）、锁块（4）和扳把（5）；所述棘轮是由多条棘块连接组合构成的具有活动连接口的圆环形状结构体，所述棘块之间的连接采用铰接方式，在所述活动连接口处相邻的所述棘块之间对应配合构成正反搭接的挂钩结构，所述挂钩结构配合连接时可使所述棘轮保持组合圆环形状，所述挂钩结构相互分断时可使所述棘轮在所述活动连接口处分断张开，在所述棘轮中，其中1个所述棘块的内侧圆弧面上固定安装有所述钩销（3），在所述棘轮的外侧组合圆周面上设置有排列周期相同的棘齿；所述锁盒（2）为组合盒壳体结构，前端具有与所述棘轮组合圆环内环弧度相同的圆弧面，内部分别设置有可配合容置所述棘块的导引槽和可配合镶置所述锁块（4）的镶置槽，所述导引槽沿所述锁盒（2）的前端圆弧面设置，可对配合容置其中的所述棘块径向限位，引导组合圆环形状的所述棘轮沿所述导引槽转动，在所述锁盒（2）前端圆弧面上沿圆周方向开设有所述导引槽的开放槽口，使所述钩销（3）能够出露至所述锁盒（2）之外并延伸进入所述棘轮的内环区域当中，所述镶置槽与所述导引槽相连通，所述锁块（4）上具有与所述棘轮上的棘齿对应配合的限位齿牙，配合镶置在所述镶置槽中，利用弹簧（7）的弹性支撑作用，使所述限位齿牙进入所述导引槽中，并与容置其中所述棘块上的棘齿对应弹性啮合，对所述棘块实施沿圆周的单向运动限位；所述扳把（5）连接安装在所述锁盒（2）上相对所述棘轮设置位置的尾端。

2.如权利要求1所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，其特征在于：在组成所述棘轮的所述棘块之间相互连接的铰接轴上装置有扭簧（6），所述扭簧（6）在所述棘块之间施加外向张力，使所述棘轮在分断状态下，所述活动连接口能够充分张开，而在组合状态下，可自动锁合所述活动连接口处所述棘块之间的钩挂配合。

3.如权利要求2所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，其特征在于：在所述棘轮上的所述活动连接口处，构成所述挂钩结构反搭端的所述棘块内侧弧面具有相对所述棘轮组合圆环内圆周渐变增大的空间间隙（10）。

4.如权利要求3所述一种油田管柱及管柱接头专用棘轮扳手，其特征在于：所述钩销（3）利用锁紧销（9）锁定的方式镶嵌安装在对应棘块上，所述钩销（3）的圆柱形销体上开设有沿圆周面设置、断面呈半圆形状的环形槽（8），并配合镶嵌在开设于所述棘块内侧圆弧面上的镶嵌槽中，同时在所述棘块上还开设有与所述镶嵌槽垂直设置的锁销孔，所述锁销孔的孔径与所述钩销（3）上开设的所述环形槽（8）断面半圆直径相同，并与镶嵌在所述镶嵌槽中所述钩销（3）上的所述环形槽（8）对应重合，使过盈配合镶嵌在所述锁销孔中的锁紧销（9）可同时镶置在所述钩销（3）上的所述环形槽（8）中，将所述钩销（3）锁定连接在所述棘块上。