專利名稱：一種用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油鉆探用設備領域，具體的講涉及一種用于接卸鉆桿和套管中 旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構。
背景技術：
隨著國民經濟發展，石油天然氣的需求量越來越大，這就要求勘探開發速度效率 需要提高，在鉆井鉆進過程中，隨著鉆入的深度不斷增大，需要不斷的在已有的鉆管上增加 新鉆管，俗稱“接管”。在接管過程中大部分工序均通過人工操作，難度大、勞動強度高，危險 性大，通常是需要在小鼠洞中將鉆管3根一組先接好然后將新接好的鉆管從小鼠洞中通過 絞車鋼索等設備將其吊出，移動到鉆井中已有鉆管的上端，把新接好的鉆管調整到豎直方 向正對已有鉆管的上端，將新接好的3根連在一起的鉆管與鉆井中已有鉆管對接旋緊完成 鉆井中鉆管的增長，如上，在小鼠洞中時需要接管，接好的管移到鉆井上方時還要與鉆井中 的管連接，在上述過程中由于鉆管本身較長、較重，“移動”、“位子調整” “對接旋緊”目前以 人配合輔助的方式費時、費力效率低、勞動強度大、危險性高，操作十分不便。尤其是在小鼠 洞時3根接管的過程，由于小鼠洞中的管及提升起來準備接的管會存在傾斜，兩管對正旋 緊并緊扣較麻煩。其中接管的對接旋緊尤為重要，需要借助外力對上下管進行夾緊，一般采用的是 油馬達提供外力，油馬達需連接通油管道，若上下兩夾緊鉗均連接油馬達后受通油管道的 牽連兩夾緊鉗不能發生相對轉動，因此目前的夾緊和為轉動旋緊提供的結構通常是分開 的，即下夾緊鉗作為旋扣中夾緊下鉆管、上夾緊鉗提供最后的緊扣作用做不到360度的轉 動，而旋轉是獨立的采用了一套結構，目前常見的有摩擦式旋扣機構，該機構采用其中的兩 滾輪夾住鉆管，滾輪的轉動通過摩擦力的作用帶動鉆管轉動，該結構結構復雜、穩定性差， 滾輪的磨損等原因會造成摩擦力不足，旋扣力達不到要求，同時還需不斷更換滾輪。
實用新型內容本實用新型的目的是提供了一種夾緊動力傳遞結構，該結構通過在施加夾緊力后 分離式的結構有效解決了與動力鉗(即背景中的上夾緊鉗)的牽連、之后的動力鉗(即背 景中的上夾緊鉗)不在受此影響，使其順利完成旋扣，省去了專有旋扣裝置，同時旋扣及夾 緊穩定的用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構。本實用新型的技術方案如下一種用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構，其中，旋扣鉗由可相對 轉動的動力鉗及固定鉗組成，所述動力鉗包括動力鉗殼體、動力傳動軸，所述動力傳動軸設 置在所述動力鉗殼體內，所述動力傳動軸具有輸入接頭，該輸入接頭對應的所述動力鉗殼 體上開有動力端插入孔；在所述固定鉗上設置有驅動油馬達滑座，該驅動油馬達滑座上設 置有卡牙驅動油馬達支板，該卡牙驅動油馬達支板上裝有卡牙驅動油馬達，該卡牙驅動油 馬達的動力輸出接頭與所述動力鉗中動力傳動軸的輸入接頭相對應，在驅動油馬達滑座上
3設置有支板推動油缸，該支板推動油缸的推動端與所述卡牙驅動油馬達支板連接。上述結構的巧妙之處就在于由于動力鉗設計為可轉動的，并通過該動力鉗對上轉 動管穩定的夾持轉動達到兩管的旋接，(動力鉗中需要提供2個主要的動力源，一是大齒圈 的轉動帶動動力鉗的轉動，二是通過卡牙對鉆管的夾持由卡牙驅動油馬達對卡牙的移動提 供預緊夾持力)上述結構可達到動力鉗相對固定鉗的自由轉動而不會受到其它連接的干 涉，為保證卡牙驅動油馬達能為卡牙提供夾緊力的同時不會影響之后的轉動，本結構中設 計了分離式的夾緊力輸入方式，即夾緊時支板推動油缸推動卡牙驅動油馬達支板上的卡牙 驅動油馬達向動力鉗靠近，直到卡牙驅動油馬達的動力輸出接頭插入動力鉗殼體并與動力 傳動軸的輸入接頭對接，啟動卡牙驅動油馬達通過動力傳動軸對力的傳動推動卡牙夾緊鉆 管，夾緊后控制支板推動油缸將卡牙驅動油馬達的動力輸出接頭從動力鉗殼體中退出，然 后驅動動力鉗轉動，巧妙的實現了夾緊并旋轉的功能，避免了動力鉗為同時實現兩功能可 能會存在的干涉；不再需要專門的旋扣裝置且轉動平穩。所述動力傳動軸為“T”形，豎向軸和橫向軸之間通過錐齒輪連接，該動力傳動軸的 動力輸出端連接有蝸桿，該蝸桿連有蝸輪。通過蝸輪蝸桿的設計為動力鉗中的卡牙傳遞動夾緊力。有益效果該結構通過在施加夾緊力后分離式的結構有效解決了與動力鉗(即背 景中的上夾緊鉗)的牽連、之后的動力鉗(即背景中的上夾緊鉗)不在受此影響，使其順利 完成旋扣，省去了專有旋扣裝置，同時旋扣及夾緊穩定的用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的 夾緊動力傳遞結構。
本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1本實用新型的總體布置圖；圖2為驅動油馬達滑座、卡牙驅動油馬達支板、卡牙驅動油馬達連接圖；圖3為動力鉗與卡牙驅動油馬達配合結構示意圖；圖4為圖3的B-B剖視圖；圖5為圖3的A-A剖視圖；圖6為固定鉗的結構示意圖；圖7為圖6的A-A剖視圖；圖8為大齒圈結構示意圖；圖9為圖8的A-A剖視具體實施方式
如圖1、2、3所示一種用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構，其中，旋扣鉗1由可相 對轉動的動力鉗4及固定鉗5組成，所述動力鉗4包括動力鉗殼體401、動力傳動軸402，所 述動力傳動軸402設置在所述動力鉗殼體401內，所述動力傳動軸402具有輸入接頭412， 該輸入接頭412對應的所述動力鉗殼體401上開有動力端插入孔413 ；在所述固定鉗5上 設置有驅動油馬達滑座414，該驅動油馬達滑座414上設置有卡牙驅動油馬達支板415，該
4卡牙驅動油馬達支板415上裝有卡牙驅動油馬達416，該卡牙驅動油馬達416的動力輸出接 頭418與所述動力鉗4中動力傳動軸402的輸入接頭412相對應，在驅動油馬達滑座414 上設置有支板推動油缸417，該支板推動油缸417的推動端與所述卡牙驅動油馬達支板415 連接。所述動力傳動軸402為“T”形，豎向軸和橫向軸之間通過錐齒輪連接，該動力傳動 軸402的動力輸出端連接有蝸桿403，該蝸桿403連有蝸輪404。如圖6、7、8、9所示上述固定鉗5包括固定鉗殼體501、具有開口的大齒圈502及 大齒圈座503，所述大齒圈座503設置在所述固定鉗殼體501上方設置的支撐板504上，所 述大齒圈502下部具有環形槽、上表面設置有定位銷513，通過該環形槽將所述大齒圈502 套裝在所述大齒圈座503上且大齒圈502可相對大齒圈座503轉動；所述支撐板504上還 設置有大齒圈驅動齒輪505和緊扣齒輪506，該大齒圈驅動齒輪505和緊扣齒輪506連接有 獨立的油馬達且所述大齒圈驅動齒輪505、緊扣齒輪506及大齒圈502的外圈兩兩嚙合；所 述支撐板504下方的所述固定鉗殼體501內設置有兩個對稱布置的鉗牙夾緊裝置，該鉗牙 夾緊裝置包括蝸輪蝸桿組件507、鉗牙座508、驅動機構509，所述驅動油馬達509與所述蝸 輪蝸桿組件507的蝸桿動力輸入端連接，所述蝸輪蝸桿組件507中的蝸輪連接有鉗牙頂桿 510，該鉗牙頂桿510上旋有鉗牙頂筒511，該鉗牙頂筒511上套裝所述鉗牙座508，該鉗牙 座508上活動連接有鉗牙512，所述兩鉗牙夾緊裝置中的鉗牙512相向并朝向所述固定鉗5 的鉗口中心；如圖3、4、5所示上述動力鉗4包括動力鉗殼體401、動力傳動軸402，所述動力鉗 殼體401上設置有與所述大齒圈502上表面的定位銷513相對應的銷孔414，所述動力鉗殼 體401內設置有兩個對稱布置的卡牙夾緊裝置，該卡牙夾緊裝置包括蝸桿403、蝸輪404及 連接在蝸輪404上的卡牙頂桿405，該卡牙頂桿405上旋有卡牙頂筒406，該卡牙頂筒406 上套裝有卡牙固定座407，該卡牙固定座407前端開有安裝槽，該安裝槽上下內壁對稱的開 有弧形槽410，兩弧形槽410之間設置有銷柱408，該銷柱408鉸接有卡牙浮動座409，該卡 牙浮動座409上活動連接有卡牙411，所述動力傳動軸402的輸出端與所述蝸桿403連接， 所述動力傳動軸402具有輸入接頭412，該輸入接頭412對應的所述動力鉗殼體401上開有 動力端插入孔413;上述動力鉗與固定鉗的結構中，鉗牙活動連接在鉗牙座上，卡牙活動連接在卡牙 浮動座，所述的活動連接可采用鉸接的形式如用銷柱鉸接，也可以采用浮動連接的形式，如 在鉗牙座前端開與鉗牙形狀相匹配的槽，將鉗牙放置在該槽內，目的是鉗牙或卡牙有自適 應管徑的目的，針對不同的管徑鉗牙或卡牙自動調整角度是的其牙口與管外徑充分接觸保 證加緊的穩定性。如圖6所示所述支撐板504上設置有2個大齒圈驅動齒輪505和1個緊扣齒輪 506，所述2個大齒圈驅動齒輪505位于所述緊扣齒輪506兩側且在所述大齒圈驅動齒輪 505與緊扣齒輪506之間設置有傳動齒輪519，該傳動齒輪519與所述大齒圈驅動齒輪505 和緊扣齒輪506相嚙合。2個大齒圈驅動齒輪、1個緊扣齒輪及之間設置的2個傳動齒輪通過5齒聯動實現 了對原始動力的均勻分配保證大齒圈轉動的平穩。如圖6所示在所述兩蝸輪蝸桿組件507的兩蝸桿前端之間橫向連接有調節板514，其中蝸桿前端旋在所述調節板514上的螺孔，調節板514中部設置有調節塊515，該調 節塊515與兩鉗牙夾緊裝置中的鉗牙512相對應朝向所述固定鉗5的鉗口中心。調節塊的設置在鉗牙夾緊的過程中調節塊也實現同時運動并與鉆管抵靠，利用3 點定位的原理達到對鉆管的扶正，防止只有2個鉗牙夾持可能產生鉆管在夾緊或轉動中的 偏移。如圖6、7所示所述大齒圈502與大齒圈座503之間設置有水平滾子516和豎向 滾輪517，所述大齒圈座503上表面設置有滾子保持架518，該滾子保持架518具有滾子槽， 所述水平滾子516放置在所述滾子保持架518中的滾子槽內；所述豎向滾輪517設置在所 述大齒圈座503的下部，所述豎向滾輪517的轉軸分別與大齒圈座503和支撐板504連接。所述大齒圈502與所述支撐板504之間設置有豎向扣件520。上述結構對旋扣鉗中固定鉗、動力鉗及相配合部件的設計實現了對待接上下兩管 的夾緊，同時動力鉗相對固定鉗的轉動實現上下管的旋緊，動力鉗的轉動是通過大齒圈轉 動實現的，動力鉗殼體上設置銷孔插接在大齒圈上表面的定位銷使大齒圈在轉動時帶動動 力鉗殼體及整個動力鉗轉動，大齒圈由大齒圈驅動齒輪帶動繞大齒圈座轉動，大齒圈驅動 齒輪由其連接的油馬達提供動力，該結構中還設置有緊扣齒輪，該結構的設置目的是當前 述的旋緊達到一定程度時，該緊扣齒輪提供一個足夠大的擰緊瞬間力，使上下兩鉆管到達 緊扣的目的(卸管松扣時反之)。而在轉動之前需對上下管分別夾緊，動力鉗夾緊轉動管， 固定鉗夾緊下方的不動管，固定鉗中通過驅動油馬達帶動兩鉗牙向鉗口中心相向移動將鉆 管夾緊，驅動油馬達可提供足夠大的夾持力，同時由于固定鉗是不用轉動的因此驅動油馬 達可與外界油管連接；動力鉗中通過卡牙的移動將上轉動管夾緊，本方案的巧妙之處就在 于由于動力鉗設計為可轉動的，并通過該動力鉗對上轉動管穩定的夾持轉動達到兩管的旋 接。
權利要求一種用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構，其中，旋扣鉗(1)由可相對轉動的動力鉗(4)及固定鉗(5)組成，其特征在于所述動力鉗(4)包括動力鉗殼體(401)、動力傳動軸(402)，所述動力傳動軸(402)設置在所述動力鉗殼體(401)內，所述動力傳動軸(402)具有輸入接頭(412)，該輸入接頭(412)對應的所述動力鉗殼體(401)上開有動力端插入孔(413)；在所述固定鉗(5)上設置有驅動油馬達滑座(414)，該驅動油馬達滑座(414)上設置有卡牙驅動油馬達支板(415)，該卡牙驅動油馬達支板(415)上裝有卡牙驅動油馬達(416)，該卡牙驅動油馬達(416)的動力輸出接頭(418)與所述動力鉗(4)中動力傳動軸(402)的輸入接頭(412)相對應，在驅動油馬達滑座(414)上設置有支板推動油缸(417)，該支板推動油缸(417)的推動端與所述卡牙驅動油馬達支板(415)連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構，其 特征在于所述動力傳動軸(402)為“T”形，豎向軸和橫向軸之間通過錐齒輪連接，該動力 傳動軸(402)的動力輸出端連接有蝸桿(403)，該蝸桿(403)連有蝸輪(404)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構，其中，旋扣鉗(1)由可相對轉動的動力鉗(4)及固定鉗(5)組成，所述動力鉗(4)包括動力鉗殼體(401)、動力傳動軸(402)，所述動力傳動軸(402)設置在所述動力鉗殼體(401)內，所述動力傳動軸(402)具有輸入接頭(412)，該輸入接頭(412)對應的所述動力鉗殼體(401)上開有動力端插入孔(413)；該結構通過在施加夾緊力后分離式的結構有效解決了與動力鉗(即背景中的上夾緊鉗)的牽連、之后的動力鉗(即背景中的上夾緊鉗)不在受此影響，使其順利完成旋扣，省去了專有旋扣裝置，同時旋扣及夾緊穩定的用于接卸鉆桿和套管中旋扣鉗的夾緊動力傳遞結構。
文檔編號E21B19/18GK201620780SQ20102012912
公開日2010年11月3日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者劉春全, 李斌, 李陽, 黃可唯 申請人:成都世唯科技有限公司