一种定心管具夹钳及夹持方法与流程

本发明涉及石油管具设备，尤其涉及一种定心管具夹钳及夹持方法。

背景技术：

1、在石油行业管具的操作过程中，管具的夹持是一项至关重要的环节。然而，现有的管具夹持工具存在显著的局限性，无法适应石油行业管具大范围管径变化的夹持。

2、传统的夹钳工具往往仅适用于特定管径范围的管具，面对不同尺寸的管具时，往往难以在保证稳定性的同时实现精准夹持。此外，传统的夹钳在夹持过程中还难以确保管具的稳定性和定心精度。定心精度不足可能导致管具在安装过程中出现偏差，进而影响整个作业流程的效率和质量，甚至可能引发安全事故。同时，现有的夹持方式大多无法实现全方位的稳定夹持，许多夹钳在夹持时只能从部分位置施力，导致管具在受力方向上可能出现不均衡的情况，这种不均衡的受力情况可能导致管具受损或夹持失败。

3、因此，亟需一种能够适应大范围管径变化，并且能够实现稳定定心夹持的高效夹钳工具，以满足不断发展的工业生产需求。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种定心管具夹钳，其解决了现有管具夹钳无法对大范围管径变化的管具进行稳定夹持的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、本发明实施例提供一种定心管具夹钳，包括安装座以及设置于安装座内的驱动机构和多组夹爪组；多组夹爪组在竖直高度上交错设置；每组夹爪组均包括两个夹持臂，每组夹爪组中的两个夹持臂以其中间位置的竖直面为中心，且两者运动轨迹关于竖直面对称；多组夹爪组中的竖直面分布在至少两个不同的竖直平面上，且多组夹爪组的竖直面相交于同一相交线；驱动机构同时驱动多组夹爪组闭合，多组夹爪组与管具垂直于轴线的在投影面上形成至少四点接触以使管具的轴线与相交线重合形成定心夹持。

6、优选地，包括两组夹爪组，两组夹爪组为第一夹爪组和第二夹爪组，第一夹爪组和第二夹爪组在竖直高度上交错设置；第一夹爪组包括第一夹持臂和第二夹持臂，第一夹持臂和第二夹持臂以第一竖直面为中心，且二者运动轨迹关于第一竖直面对称；第二夹爪组包括第三夹持臂和第四夹持臂，第三夹持臂和第四夹持臂以第二竖直面为中心，且二者运动轨迹关于第二竖直面对称，第一竖直面和第二竖直面相交；驱动机构同时驱动第一夹爪组和第二夹爪组闭合，第一夹爪组和第二夹爪组与管具之间形成四点接触以对管具进行定心夹持。

7、优选地，第一夹持臂、第二夹持臂、第三夹持臂和第四夹持臂在竖直高度上交错布置。

8、优选地，第一竖直面和第二竖直面关于第三竖直面对称设置；第一夹持臂和第三夹持臂以第三竖直面为中心，且二者运动轨迹关于第三竖直面对称；第二夹持臂和第四夹持臂以第三竖直面为中心，且二者运动轨迹关于第三竖直面对称。

9、优选地，驱动机构包括驱动件和两组连杆组件；驱动件通过两组连杆组件分别连接第一夹爪组和第二夹爪组；驱动件同时驱动两组连杆组件运动，以分别驱动第一夹爪组和第二夹爪组开合。

10、优选地，连杆组件包括第一杆件、第二杆件、第三杆件和第四杆件；第一杆件的第一端与驱动件的输出端转动连接，第一杆件的第二端与第二杆件的第一端转动连接，第二杆件的第二端分别与第三杆件的第一端和第四杆件的第一端转动连接；一连杆组件中第三杆件的第二端和第四杆件的第二端分别与第一夹持臂的驱动端和第二夹持臂的驱动端转动连接；另一连杆组件中第三杆件的第二端与第四杆件的第二端分别与第三夹持臂的驱动端和第四夹持臂的驱动端转动连接；第一夹持臂、第二夹持臂和第三夹持臂和第四夹持臂的铰接端均与安装座铰接；当驱动件通过第一杆件驱动第二杆件位于第一位置时，第三杆件和第四杆件驱动第一夹持臂、第二夹持臂、第三夹持臂和第四夹持臂的驱动端绕铰接端转动以进行张开；当驱动件通过第一杆件驱动第二杆件位于第二位置时，第三杆件和第四杆件驱动第一夹持臂、第二夹持臂、第三夹持臂和第四夹持臂的驱动端绕铰接端转动以进行夹持。

11、优选地，连杆组件还包括第一限位件；第二杆件通过第一限位件在第一位置和第二位置之间直线移动。

12、优选地，第一限位件包括配合的第一滑动块和第一固定块，第一固定块上开设有第一滑槽，第一滑动块与第一滑槽滑动连接；第一滑动块设置于第二杆件上，第一固定块设置于安装座上；或第一滑动块设置于安装座上，第一固定块设置于第二杆件上。

13、优选地，第一夹持臂、第二夹持臂、第三夹持臂和第四夹持臂的夹持面为弧形面；第一夹持臂和第二夹持臂的夹持面相向设置；第三夹持臂和第四夹持臂的夹持面相向设置；第一夹持臂和第三夹持臂的夹持面相向设置；第二夹持臂和第四夹持臂的夹持面相向设置。

14、本发明还提供了一种定心管具夹钳的夹持方法，采用上述的定心管具夹钳，通过如下步骤对管具进行夹持：

15、s1、驱动机构驱动多组夹爪组中的夹持臂同时张开；

16、s2、定心管具夹钳和管具进行相向移动；

17、s3、驱动机构驱动夹爪组中夹持臂同时闭合，多组夹爪组与管具垂直于轴线的在投影面上形成至少四点接触以使管具的轴线与相交线重合形成定心夹持。

18、(三)有益效果

19、本发明的有益效果是：

20、本发明的定心管具夹钳采用多组夹爪组在竖直高度上交错布局，使得开合面相互错开，从根本上避免了干涉问题，因此能够稳定夹持管径大范围变化的管具。每组夹爪组包含两个夹持臂，它们以中间位置的竖直面为中心，运动轨迹关于该竖直面对称，这一特性保证了每组夹爪组中两个夹持臂的两个夹持点具有对称性。由于多组夹爪组的竖直面分布在至少两个不同的竖直平面上，且相交于同一相交线，使得多组夹爪组至少能够形成四个对称分布于管具圆周、两两相对的夹持点。每个夹持点均可限制管具在一个特定方向的平移自由度，四个夹持点总共能限制四个平移自由度。同时，基于四点分布的对称性，管具绕轴的转动自由度也得到有效约束。通过上述结构设计，本发明的定心管具夹钳实现了对大范围管径变化的管具进行高精度稳定夹持。

21、本发明提供的一种定心管具夹钳的夹持方法，能够实现大范围管具管径变化的夹持且能够形成至少四点接触以使管具的轴线与相交线重合形成定心夹持，确保管具保持准确的位置。

技术特征：

1.一种定心管具夹钳，其特征在于，包括安装座(4)以及设置于所述安装座(4)内的驱动机构(1)和多组夹爪组；

2.如权利要求1所述的定心管具夹钳，其特征在于：

3.如权利要求2所述的定心管具夹钳，其特征在于：

4.如权利要求2所述的定心管具夹钳，其特征在于：

5.如权利要求4所述的定心管具夹钳，其特征在于：

6.如权利要求5所述的定心管具夹钳，其特征在于：

7.如权利要求6所述的定心管具夹钳，其特征在于：

8.如权利要求7所述的定心管具夹钳，其特征在于：

9.如权利要求2所述的定心管具夹钳，其特征在于：

10.一种定心管具夹钳的夹持方法，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的定心管具夹钳，通过如下步骤对管具(5)进行夹持：

技术总结
本发明涉及石油管具设备技术领域，尤其涉及一种定心管具夹钳及夹持方法。定心管具夹钳采用多组夹爪组在竖直高度上交错布局，使得开合面相互错开，从根本上避免了干涉问题，因此能够稳定夹持管径大范围变化的管具。每组夹爪组包含两个夹持臂，它们以中间位置的竖直面为中心，运动轨迹关于该竖直面对称，这一特性保证了每组夹爪组中两个夹持臂的两个夹持点具有对称性。由于多组夹爪组的竖直面分布在至少两个不同的竖直平面上，且相交于同一相交线，使得多组夹爪组至少能够形成四个对称分布于管具圆周、两两相对的夹持点。本发明的定心管具夹钳实现了对大范围管径变化的管具进行高精度稳定夹持。

技术研发人员：张义,黄海龙,王学君
受保护的技术使用者：北京捷杰西科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17