一种电驱式自动吊卡的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种电驱式自动吊卡，主要用于油田钻井、修井作业过程中自动卡紧、松开管柱，以实现自动起、下管具。
【背景技术】
[0002]吊卡是油田钻井、修井过程中起、下管具的必要设备。目前我国在修井作业过程中广泛使用的为简易吊卡，这种具有吊卡结构简单、操作方便等优点，但需要人工手动操作使其卡紧、松开管具，-操作繁琐，工人劳动强度大，工作效率低，且存在安全隐患。为了解决传统简易吊卡存在的问题，相关人员设计了液压驱动吊卡，虽然通过液压作为动力源代替人工操作解决了上述问题，但液压吊卡也存在一系列缺点:液压油容易泄露且具有可压缩性，使得液压系统传动比不精确、反应不迅速，液压系统无法适应温度较高的工作环境，而且在吊卡较长的液压回路中能量损失严重，传动效率低。本实用新型通过设计一种电驱式自动吊卡以解决液压吊卡存在的缺陷，改善自动化程度，提高传动效率。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种电驱式自动吊卡，该装置解决了传统吊卡操作繁琐、自动化程度低、效率低等问题，同时采用电动机作为动力源克服了液压传动存在的一系列缺点。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电驱式自动吊卡，主要由吊卡底座、吊卡上盖、牙板、开口齿轮、齿轮、轴承、小锥齿轮、电动机、尾环、锥齿轮轴、大锥齿轮、卡瓦、卡瓦座、双联齿轮、齿条、双联齿轮轴、销轴、安全门、弹簧等组成，其特征是电动机通过螺栓固定在吊卡底座后端，小锥齿轮安装在电动机上并与大锥齿轮配合，大锥齿轮通过锥齿轮轴与齿轮连接在一起，锥齿轮轴两端装有轴承，齿轮与开口齿轮的外齿配合，开口齿轮安装在吊卡底座的圆弧轨道内，开口齿轮的内齿与双联齿轮的上端配合，双联齿轮的下端连接齿条，齿条前端通过螺钉与卡瓦座固定在一起并安装在吊卡底座开口两侧的直线轨道内，卡瓦安装在卡瓦座的楔形轨道内，卡瓦上装有牙板，卡瓦底端与卡瓦座之间装有弹費。
[0005]所述吊卡使用大扭矩电动机作为动力源，通过小锥齿轮、大锥齿轮、齿轮、开口齿轮、双联齿轮和齿条将动力传递给卡瓦座，卡瓦座带动两侧装有牙板的卡瓦运动，实现卡紧、松开管具的动作。
[0006]卡紧机构要由卡瓦座、卡瓦、牙板、弹簧、限位螺钉和固定螺钉组成，其特征是:卡紧管柱后通过卡瓦沿卡瓦座楔形轨道的运动来调节卡紧力，实现管柱的可靠卡紧，并通过更换卡瓦和牙板来适应不同规格的管柱。
[0007]吊卡底座设有直线轨道和圆弧轨道，用以安装齿条、卡瓦座和开口齿轮以保证运动传递可靠、精确，为实现由一台电动机带动两侧卡紧机构同时靠近或远离管柱，开口两侧的齿条和双联齿轮相对于开口中心线为非对称安装。
[0008]本实用新型的有益效果是:用电动机作为动力源，齿轮机构作为传动系统，易于实现自动化控制且传动比精确、效率高，在提升管具时卡瓦在摩擦力作用下沿卡瓦座楔形面的运动可调剂卡紧力，实现全过程可靠卡紧。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的整体结构示意图
[0010]图2是本实用新型沿开口中心线的剖视图
[0011]图3是本实用新型传动系统结构示意图
[0012]图4是本实用新型卡紧机构的剖视图
[0013]图5是本实用新型吊卡底座结构示意图
[0014]附图中，I为吊卡底座，2为吊卡上盖，3为牙板，4为开口齿轮，5为齿轮，6为轴承，7为小锥齿轮，8为电动机，9为尾环，10为锥齿轮轴，11为大锥齿轮，12为卡瓦，13为卡瓦座，14为双联齿轮，15为齿条，16为双联齿轮轴，17为销轴，18为安全门，19为弹簧，20为限位螺钉，21为固定螺钉。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图1-5对本实用新型作进一步说明。
[0016]如附图所示，该实用新型主要由吊卡底座1，吊卡上盖2，牙板3，开口齿轮4，齿轮5，轴承6，小锥齿轮7，电动机8，尾环9，锥齿轮轴10，大锥齿轮11，卡瓦12，卡瓦座13，双联齿轮14，齿条15，双联齿轮轴16，销轴17，安全门18，弹簧19，限位螺钉20，固定螺钉21组成，所述电动机8用固定在吊卡底座I后端，小锥齿轮7安装在电动机8上并与大锥齿轮11配合，大锥齿轮11通过锥齿轮轴10与齿轮5连接在一起，锥齿轮轴10两端装有轴承6，齿轮5与开口齿轮4的外齿配合，开口齿轮4安装在吊卡底座I的圆弧轨道内，开口齿轮4的内齿与双联齿轮14的上端配合，双联齿轮14的下端连接齿条15，齿条15前段通过螺钉与卡瓦座13固定在一起并安装在吊卡底座I开口两侧的直线轨道内，卡瓦12安装在卡瓦座13的楔形轨道内，卡瓦12装有牙板3，卡瓦12底端与卡瓦座I之间装有弹簧19，所述本实用新型中开口两侧的齿条15和双联齿轮14相对开口中心线呈非对称安装。
[0017]所述本实用新型的开口齿轮4，齿轮5，轴承6，小锥齿轮7，锥齿轮轴10，大锥齿轮11，双联齿轮14，齿条15，双联齿轮轴16组成吊卡的传动系统，卡瓦座13、卡瓦12、牙板3、弹簧19、限位螺钉20和固定螺钉21组成组成吊卡的卡紧机构。
[0018]本实用新型通过更换卡瓦12和牙板3适应不同规格的管具，为实现由一台电动机8带动两侧卡紧机构同时靠近或远离管柱，开口两侧的齿条15和双联齿轮14相对于开口中心线为非对称安装。
[0019]本装置的工作过程是:电动机8正转并带动小锥齿轮7同向运动，电动机8传来的竖直旋转运动经过大锥齿轮11后转换成水平旋转运动，并由齿轮5通过开口齿轮4传递到两侧的双联齿轮14上，双联齿轮14带动齿条15运动将旋转运动变为直线运动，在齿条15的带动下卡瓦座13连同其上的卡瓦12和牙板3 —起向管柱靠拢，当牙板3卡紧管柱后开始提升吊卡，在管柱与牙板3之间的摩擦力的作用下，卡瓦12沿卡瓦座13的楔形面向下运动，使得卡紧力增大，当卡紧力足够大时即可将管具成功提起，管具移动到位后通过控制系统使电动机8反转即可使吊卡卡紧机构退出管具。
【主权项】
1.一种电驱式自动吊卡，其特征在于:主要由吊卡底座(I)、吊卡上盖(2)、牙板(3)、开口齿轮(4)、齿轮(5)、轴承(6)、小锥齿轮(7)、电动机(8)、尾环(9)、锥齿轮轴(10)、大锥齿轮(11)、卡瓦(12)、卡瓦座(13)、双联齿轮(14)、齿条(15)、双联齿轮轴(16)、销轴(17)、安全门(18)、弹簧(19)组成，电动机⑶用螺栓固定在吊卡底座⑴后端，小锥齿轮(7)安装在电动机(8)上并与大锥齿轮(11)配合，大锥齿轮(11)通过锥齿轮轴(10)与齿轮(5)连接在一起，锥齿轮轴(10)两端装有轴承(6)，齿轮(5)与开口齿轮(4)的外齿配合，开口齿轮(4)安装在吊卡底座(I)的圆弧轨道内，开口齿轮(4)的内齿与双联齿轮(14)的上端配合，双联齿轮(14)的下端连接齿条(15)，齿条(15)前端通过螺钉与卡瓦座(13)固定在一起并安装在吊卡底座(I)开口两侧的直线轨道内，卡瓦(12)安装在卡瓦座(I)的楔形轨道内，卡瓦(12)上装有牙板(3)，卡瓦(12)底端与卡瓦座⑴之间装有弹簧(19)。
2.根据权利要求1所述的一种电驱式自动吊卡，其特征在于:电动机(8)将动力通过小锥齿轮(7)、大锥齿轮(11)、齿轮(5)、开口齿轮(4)、双联齿轮(14)和齿条(15)传递给卡瓦座(13)，卡瓦座(13)带动两侧装有牙板(3)的卡瓦(12)运动，实现卡紧、松开管具的动作。
3.根据权利要求1所述的一种电驱式自动吊卡，其特征在于:所述卡瓦座(13)、卡瓦(12)、牙板(3)、弹簧(19)、限位螺钉(20)和固定螺钉(21)组成自动吊卡的卡紧机构，卡紧管柱后通过卡瓦(12)沿卡瓦座(13)楔形轨道的运动来调节卡紧力，实现可靠卡紧管柱，并通过更换卡瓦(12)和牙板(3)来适应不同规格的管柱。
4.根据权利要求1所述的一种电驱式自动吊卡，其特征在于:齿条(15)与卡瓦座(13)固定在一起安装在吊卡底座(I)的直线轨道内，为实现由一台电动机(8)带动两侧卡紧机构同时靠近或远离管柱，开口两侧的齿条(15)和双联齿轮(14)相对于开口中心线为非对称安装。
【专利摘要】本实用新型设计了一种电驱式自动吊卡，所述自动吊卡由吊卡底座、吊卡上盖、卡瓦机构、齿条、双联齿轮、开口齿轮、齿轮、轴承、大锥齿轮、小锥齿轮、齿轮轴、电动机、安全门、弹簧等组成，所述本实用新型中卡瓦机构由卡瓦座、卡瓦、弹簧、牙板和限位螺钉、固定螺钉组成。所述自动吊卡以电动机作为动力源，通过与电动机相连的传动部件带动两侧的卡瓦机构沿轨道向中心运动，卡瓦卡紧管柱后通过卡瓦沿卡瓦座楔形面的运动来调节卡紧力，实现吊卡可靠卡紧。本实用新型可用于油田钻井、修井作业，适用于多种规格的管具，具有动作迅速、精确，卡紧可靠，自动化程度高的优点，可降低操作人员劳动强度，提高工作效率，对于油田作业具有较高的使用价值。
【IPC分类】E21B19-07
【公开号】CN204386508
【申请号】CN201420694657
【发明人】刘衍聪, 战祥华, 伊鹏, 白永涛, 孙桂东, 李成凯, 张臣
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年11月19日