CN2429621Y - 一种新型动力扭矩钳 - Google Patents
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Abstract
一种新型动力扭矩钳主要包括上钳、下钳、支座、吊杆和扭矩油缸。液压动力泵站和控制阀另备。采用油缸四连杆两级杠杆增力夹紧管柱上下接头,油缸力臂小转角、大扭矩松扣或紧扣,扭矩可自动调节控制,对管柱接头的夹紧力随扭矩的增加而增加;以液压为动力,换向阀操作,其优点为:可实现大扭矩、高强度,且零件少、体积小、重量轻、功率小,主要性能参数容易调节、控制、转换、处理。
Description
本实用新型涉及石油矿场机械领域，尤其涉及地质勘探、石油钻井作业中，管柱接头螺纹的连接或拆卸。
在地质勘探、石油钻井过程中，通常使用吊钳来连接或拆卸钻杆、钻链及接头等管柱，吊钳不仅结构简单、卡紧可靠，且体积小、重量轻，操作使用方便；但因吊钳手动操作、使用频繁，劳动强度大，容易发生人身事故，且管柱连接、拆卸扭矩难以控制；近年来国内外先后研制出各种形式的动力钳(钻杆动力钳、套管动力钳、油管动力钳等)，来取代吊钳；动力钳的结构通常采用开口齿轮A带动坡板B，推动带有滚轮C的牙板D，经制动而卡紧管柱旋转，开口齿轮A的正转或反转，来实现管柱的上扣或卸扣(参见图1)；动力钳以液压为动力，换向阀操作，减轻了劳动强度，确保人身安全，扭矩、转数等性能参数容易控制，但因扭矩大，频繁使用，齿轮开口容易变形，开口齿轮使用寿命短，而且在管柱上卸扣前必须先施加外力制动坡板，才能卡紧管柱，克服制动力旋转，因而功率损失较大。
本实用新型的目的是，为石油钻井、地质勘探钻井过程中钻杆、钻铤等管柱接头的螺纹连接或拆卸(上扣或卸扣)，提供一种新型动力扭矩钳，也可用于其它领域圆管柱接头螺纹的拆卸或连接(卸扣或上扣)。
本实用新型的目的是这样实现的：一种新型动力扭矩钳，主要包括上钳60、下钳50、支座70、吊杆80、扭矩油缸90，液压动力泵站和操作控制阀。其特征在于：上钳60主要由钳头1、牙座2、钳头销3、钳牙4、钳体5、固定板6、压杆销7、压杆8、扭簧9、油缸销10、连杆11、连杆销12、夹紧油缸13、钳体销14组成。夹紧油缸13的一端，通过缸体销轴与固定板6相连，夹紧油缸13的另一端，通过油缸销10和钮簧9与压杆8相连，压杆8的另一端，通过压杆销7与连杆11相连，连杆11的另一端，通过压杆销12与钳体5相连、钳头1通过钳头销3与钳体5相连，上述各销轴相连部位，均呈可拆可转连接，固定板6通过钳体销14与钳体5相连，并可拆卸，牙座2装有可拆卸钳牙4，牙座2分别装在钳头1和钳体5上，可拆卸并三块牙座2互成120°，三块牙座2组成一个同心圆
下钳50与上钳60结构基本相同，其中上钳60的固定板6与扭矩油缸90的活塞杆销轴相连，且可拆卸可转动，下钳50的固定板6与扭矩油缸90的缸体销轴连接，且可拆可转动，上钳60安装在下钳50上面，从钳头1方向看去，上钳60的夹紧油缸13在左侧，下钳50的夹紧油缸13在右侧，上钳60与下钳50之间有支座70支撑和连接，上钳60相对下钳50可扭转一个角度，吊杆80下端与下钳50固定，吊杆80上吊梁开有多个吊孔，且可转动，以便吊装时调节动力扭矩钳平衡。
包括固定板6在内的钳体5、夹紧油缸13、压杆8、连杆11组成四连杆一级杠杆增力夹紧机构，压杆8为杠杆。压杆8、连杆11、钳头1、钳体5组成四连杆二级杠杆增力夹紧机构，钳头1为杠杆。油缸连杆两级杠杆增力夹紧管柱上下接头，油缸推拉扭转产生正反扭矩，实现松扣、紧扣。
本实用新型的优点是：1、四连杆两级杠杆增力夹紧管柱，结构简单，工作可靠。2、油缸力臂小转角大扭矩松扣或紧扣，工作平稳，可实现大扭矩，高强度。3、夹紧力的大小与扭矩成正比变化，大扭矩时不损伤管柱，可有效保护管柱螺纹接头。4、与现有同类动力扭矩钳相比，结构简单，零件少，容易制造。5、液压驱动，手动换向阀操作，动作直观，快捷省力。6、体积少，重量轻，安装容易，使用方便。7、消耗功率少，驱动功率是同类产品的一半。
以下通过附图和实施例对该实用新型加以说明：
图1、原动力扭矩钳结构及工作原理示意图
图2、实施例动力扭矩钳结构及工作原理示意图
图3、图2、A向视图
图4、实施例动力扭矩钳上钳结构及工作原理示意图
参见图2-4，一种新型动力扭矩钳，主要包括上钳60、下钳50、支座70、吊杆80、扭矩油缸90；还有液压动力泵站和操作控制阀。其特征在于：上钳60主要由钳头1、牙座2、钳头销3、钳牙4、钳体5、固定板6、压杆销7、压杆8、扭簧9、油缸销10、连杆11、连杆销12、夹紧油缸13、钳体销14组成；夹紧油缸13的一端，通过缸体销轴与固定板6相连，夹紧油缸13的另一端，通过油缸销10和扭簧9与压杆8相连，压杆8的另一端，通过压杆销7与连杆11相连，连杆11的另一端，通过连杆销12与钳体5相连，钳头1通过钳头销3与钳体5相连，上述各销轴相连部位，均呈可拆可转连接；固定板6通过钳体销14与钳体5相连，并可拆卸；牙座2装有可拆卸钳牙4，牙座2分别装在钳头1和钳体5上，可拆卸并三块牙座2互成120°，三块牙座2组成一个同心圆；包括固定扳6在内的钳体5、夹紧油缸13、压杆8、连杆11组成四连杆一级杠杆增力夹紧机构，压杆8为杠杆；其增力比为1∶2～1∶4；压杆8、连杆11、钳头1、钳体5组成四连杆二级杠杆增力机构，钳头1为杠杆，其增力比为1∶1．5～1∶2．5，两级总增力比为3～10；
下钳50与上钳60结构基本相同，其中上钳60的固定板6与扭矩油缸90的活塞杆销轴相连，且可拆卸可转动，下钳50的固定板6与扭矩油缸90的缸体销轴连接，且可拆可转，上钳60安装在下钳50上面，从钳头1方向看去，上钳60的夹紧油缸13在左侧，下钳50的夹紧油缸13在右侧，上钳60与下钳50之间有支座70支撑和连接，上钳60相对下钳50可扭转一个角度，吊杆80下端与下钳50固定，吊杆80上吊梁开有多个吊孔，且可转动；
扭矩油缸90推、拉上钳60尾部，使上钳60转动，而产生扭矩，其上钳60的转角为：0°～68°；
动力扭矩钳通过吊杆80用钢丝绳悬吊于井架上，其高度大于20米，通过调节吊杆80上吊梁吊孔和转动，使动力扭矩钳保持平衡；动力扭矩钳拆卸管柱螺纹即卸扣的方法是：首先使被拆卸管柱的螺纹公母接头分界线，置于上钳60与下钳50之间。操作控制阀手柄，使下钳50上的夹紧油缸13伸出，并夹紧管柱的下接头，再使上钳60的夹紧油缸13伸出，并夹紧管柱的上接头，然后使扭矩油缸90伸出，即可松扣。松扣后，接着操作控制阀手柄，使上钳60夹紧油缸13缩回复位，即松开上接头，再使扭矩油缸90缩回并复位，使下钳50的夹紧油缸13缩回并复位，即完成松扣全部动作。动力扭矩钳连接管柱即紧扣的操作方法是：与卸扣时一样，使管柱的公母接头分界线，置于上钳60与下钳50之间，操作控制阀手柄使下钳50的夹紧油缸13伸出，并夹紧管柱下接头，使扭矩油缸90伸出，再使上钳60夹紧油缸13伸出夹紧管柱上接头，再使扭矩油缸90缩回，即可紧扣；紧扣后，继续操作控制阀手柄，使下钳50和上钳60的夹紧油缸13缩回并复位，使扭矩油缸90缩回并复位，即完成紧扣的全部动作。松扣或紧扣的扭矩大小，由液压动力泵站系统油压调节确定，松扣或紧扣全部动作由三个控制阀操作手柄控制；不同直径的管柱，需更换相应规格的牙座2。
Claims (3)
1、一种新型动力扭矩钳，主要包括上钳(60)、下钳(50)、支座(70)、吊杆(80)、扭矩油缸(90)；液压动力泵站和操作控制阀。其特征在于：上钳(60)主要由钳头(1)、牙座(2)、钳头销(3)、钳牙(4)、钳体(5)、固定板(6)、压杆销(7)、压杆(8)、扭簧(9)、油缸销(10)、连杆(11)、连杆销(12)、夹紧油缸(13)、钳体销(14)组成；夹紧油缸(13)的一端，通过缸体销轴与固定板(6)相连，夹紧油缸(13)的另一端，通过油缸销(10)和扭簧(9)与压杆(8)相连，压杆(8)的另一端，通过压杆销(7)与连杆(11)相连，连杆(11)的另一端，通过连杆销(12)与钳体(5)相连，钳头(1)通过钳头销(3)与钳体(5)相连，上述各销轴相连部位，均呈可拆可转连接；固定板(6)通过钳体销(14)与钳体(5)相连，并可拆卸；牙座(2)装有可拆卸钳牙(4)，牙座(2)分别装在钳头(1)和钳体(5)上，可拆卸并三块牙座(2)互成120°，三块牙座(2)组成一个同心圆；
下钳(50)与上钳(60)结构基本相同，其中上钳(60)的固定板(6)与扭矩油缸(90)的活塞杆销轴相连，且可拆卸可转动，下钳(50)的固定板(6)与扭矩油缸(90)的缸体销轴连接，且可拆可转，上钳(60)安装在下钳(50)上面，从钳头1方向看去，上钳(60)的夹紧油缸(13)在左侧，下钳(50)的夹紧油缸(13)在右侧，上钳(60)与下钳(50)之间有支座(70)支撑和连接，上钳(60)相对下钳(50)可扭转一个角度，吊杆(80)下端与下钳(50)固定，吊杆(80)上吊梁开有多个吊孔，且可转动；包括固定板(6)在内的钳体(5)，夹紧油缸(13)、压杆(8)、连杆(11)组成四连杆一级杠杆增力夹紧机构，压杆(8)为杠杆；压杆(8)、连杆(11)、钳头(1)、钳体(5)组成四连杆二级杠杆增力夹紧机构，钳头(1)为杠杆；油缸连杆两级杠杆增力夹紧管柱上下接头，扭矩油缸推拉扭转产生正反扭矩；
2、根据权利要求1所述的一种新型动力扭矩钳，其特征在于：包括固定扳(6)在内的钳体(5)、夹紧油缸(1 3)、压杆(8)、连杆(11)组成四连杆一级杠杆增力夹紧机构，压杆(8)为杠杆；其增力比为1∶2～1∶4；压杆(8)、连杆(11)、钳头(1)、钳体(5)组成四连杆二级杠杆增力机构，钳头(1)为杠杆，其增力比为1∶1．5～1∶2．5，两级总增力比为3～10；
3、根据权利要求1所述的一种新型动力扭矩钳，其待征在于：扭矩油缸(90)推、拉上钳(60)尾部，使上钳(60)转动，而产生扭矩，其上钳(60)的转角为：0°～68°。
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|---|---|---|---|---|
| CN103842610A (zh) * | 2011-09-09 | 2014-06-04 | 挪威国立奥伊威尔瓦克有限公司 | 供油田使用的扭矩装置以及该扭矩装置的操作方法 |
| CN101529046B (zh) * | 2006-08-24 | 2015-09-16 | 坎里格钻探技术有限公司 | 油田管式扭矩扳手 |
| CN109307590A (zh) * | 2018-07-09 | 2019-02-05 | 长江大学 | 一种可施加扭矩的井下工具实验组合夹具 |
| CN109577884A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-05 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种保持块、卸杆结构及使用该结构的深井钻机 |
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