专利名称：新型动力钳的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油矿场机械领域，特别涉及地质钻探、石油钻井作业中，用于圆形管柱上、卸扣的工具。具体地讲，本实用新型涉及一种连接或拆卸管柱接头的动力钳。
背景技术：
在地质勘探、石油钻井过程中，需要将两端带有螺纹的钻杆、钻铤及各种接头连接在一起，形成管柱。通常使用吊钳卡紧管柱接头，利用猫头绳拉力产生扭矩，实现连接或拆卸管柱的目的；吊钳具有结构简单、卡紧可靠，且体积小、重量轻，操作使用方便等特点。但由于吊钳需要人力操作，劳动强度大，拉猫头难于控制，容易发生人身伤亡事故；近年来国内外先后研制各种形式的动力钳；如钻杆动力钳、套管动力钳、油管动力钳等，来取代吊钳；中国专利公告号为2565972的专利，涉及一种液压钻杆动力钳；中国专利公开号为1450243的专利，公开的是一种新型钻杆动力钳。现有的液汽动力钳结构是由上钳、下钳、开口齿轮、鄂板、变速箱、制动器、吊杆、液压动力站及操作控制阀等组成。(参见附图1)，在上钳内，采用开口齿轮31带动坡板32旋转，推动带有滚轮33的牙板34；经外力制动使坡板32与牙板34之间产生相对运动，滚轮33沿坡板32滚动，而缩小两块牙板34之间的距离，使两块牙板34卡紧管柱并随开口齿轮旋转，开口齿轮31顺时针旋转实现管柱上扣，开口齿轮31逆时针旋转实现管柱卸扣。动力钳以液压为动力，人工操作手动换向阀，控制动力钳运转；上、卸管柱丝扣的扭矩、转数等参数得到控制；减轻了工人劳动强度，确保人身安全。但因动力钳工作的扭矩较大，操作使用频繁，容易造成开口齿轮31开口变形，坡板32和滚轮33容易磨损，致使动力钳卡紧管柱失效，寿命缩短；又因为现有的液压动力钳，在上扣、卸扣前必须先施加外制动力，使坡板32与牙板34之间产生相对运动，滚轮33沿坡板32滚动，才能缩小两块牙板之间距离，牙板34才能卡紧管柱，而施加和克服外制动力，都损失较大功率。
实用新型内容本实用新型的目的是为石油钻井、地质勘探钻井过程中提供一种新型动力钳，完成钻杆、钻铤及各种管柱接头的连接或拆卸。主要用于地质勘探、石油钻井作业中，管柱接头螺纹的连接或拆卸，也可用于其它领域圆形管柱接头螺纹的松扣或紧扣。采用两组卡紧旋转机构一组采用大扭矩小转角完成缓慢松扣或紧扣；另一组采用小扭矩高转数完成快速旋扣；没有开口齿轮31，没有滚轮33和坡板32，不存在开口齿轮31变形及坡板32和滚轮33易磨损的缺陷，不需施加外制动力，没有功率损失。
本实用新型的目的是这样实现的主要包括上钳、下钳、扭矩油缸、油马达，动力站和操作控制阀。上钳安装在下钳上面，中间有旋转滑动限位支撑体连接。其特征在于上钳和下钳的结构基本相同，是由右壳体、左壳体、旋扣卡紧座、旋扣卡紧销、扭矩卡紧销、扭矩卡紧座、钳体销轴、开口油缸销、开口油缸等组成；右壳体、左壳体的内侧，分别有扭矩卡紧座滑轨和旋扣卡紧座滑轨；上钳左侧尾端与下钳右侧尾端分别与扭矩油缸两端相连；下钳左壳体与下钳右壳体通过钳体销轴相连，切可围绕钳体销轴为中心转动，开口油缸两端，通过开口油缸销分别与下钳左壳体和下钳右壳体相连，在开口油缸的作用下，下钳左壳体与下钳右壳体可围绕钳体销轴转动，以实现张口或闭口；下钳左壳体与下钳右壳体通过扭矩卡紧销，分别装有扭矩卡紧座，并互成180°，扭矩卡紧座可在扭矩卡紧座滑轨内滑动，扭矩卡紧座可伸缩，行程为0～150mm；上钳左壳体与上钳右壳体通过钳体销轴相连，切可围绕钳体销轴为中心转动，开口油缸两端通过开口油缸销分别与上钳左壳体和上钳右壳体相连，在开口油缸的作用下，上钳左壳体与上钳右壳体可围绕钳体销轴转动，以实现张口或闭口；上钳左壳体与上钳右壳体通过扭矩卡紧销，分别装有扭矩卡紧座，在同一平面内，并互成180°，扭矩卡紧座可在扭矩卡紧座滑轨内滑动，扭矩卡紧座可伸缩，行程为0～150mm；上钳左壳体与上钳右壳体通过旋扣卡紧销，还分别装有两个旋扣卡紧座，旋扣卡紧座安装在扭矩卡紧座两侧，其夹角为8～35°，且在同一平面内，旋扣卡紧座可在旋扣卡紧座滑轨内滑动，旋扣卡紧座可伸缩，其行程为0～180mm。
在开口油缸的作用下，左壳体与右壳体闭口，当两个扭矩卡紧座沿扭矩卡紧座滑轨伸出时，上钳卡紧上接头，下钳卡紧下接头，在扭矩油缸伸出时，使上钳相对下钳扭转0～50°，可实现大扭矩小转角缓慢松扣或紧扣；当旋扣卡紧座沿旋扣卡紧座滑轨伸出时，推动旋扣轮卡紧管柱上接头，在油马达作用下旋扣卡紧轮旋转，实现小扭矩高转数快速旋扣；上述松扣、紧扣、旋扣全部动作，即可完成管柱的连接或拆卸。
本实用新型的优点是1、油缸卡紧管柱，卡紧管柱可靠；2、适用范围广，适用直径120～203mm的各种钻杆、钻铤及接头，不需更换任何配件；3、油缸、力臂大扭矩小转角缓慢松扣或紧扣，可实现大扭矩、高强度，有效的满足了钻具螺纹连接或拆卸的工艺要求；4、扭矩卡紧座的卡紧力与扭矩油缸所产生的扭矩成正比变化，工作可靠，不损伤钻具；5、扭矩卡紧座和旋扣卡紧座，都卡紧在管柱接头上，不损伤管柱本体；6、液力驱动，换向阀操作，节省人力，减轻劳动强度，确保人身安全；7、扭矩可显示、调节、记录，可程序自动控制。克服了现有的液压动力钳的齿轮开口容易变形，使用寿命短的缺点。本实用新型不采用坡板带动滚轮沿坡板滚动，卡紧管柱的方案，克服了现有的液压动力钳上、卸扣必须先制动，造成功率损失的缺点。
以下通过附图及实施例对该实用新型进一步加以说明。
图1、现有的液压动力钳的结构及工作原理示意图。
图2、新型动力钳结构及工作原理示意图(主视)。
图3、新型动力钳结构及工作原理示意图(俯视)。
图4、新型动力钳剖面示意图，(表示下钳结构及工作原理)。
图5、新型动力钳剖面示意图，(表示上钳结构及工作原理)。
具体实施方式
实施例参见图2-4，新型动力钳主要包括油马达21、上钳22、下钳24、扭矩油缸23；液压动力站和操作控制阀另配。上钳22和下钳24之间有旋转滑动限位支撑体连接；其特征在于上钳22和下钳24的结构基本相同有右壳体1、左壳体2、扭矩卡紧销5、扭矩卡紧座6、钳体销轴7、开口油缸销8、开口油缸9；扭矩卡紧座6通过两个扭矩卡紧销5，分别安装在右壳体1和左壳体2上，两个扭矩卡紧座6互成180°，并在同一平面内；扭矩卡紧座6前端装有钳牙；扭矩卡紧座6可在右壳体1、左壳体2轨道上滑动；上钳22和下钳24除相同组成部分外，上钳22还装有旋扣卡紧座3、旋扣卡紧座销4；两个旋扣卡紧座3通过旋扣卡紧座销4，分别安装在上钳22的右壳体1和左壳体2上，与扭矩卡紧座6两侧，夹角成8～35°，并在同一平面内；旋扣卡紧座3前端装有旋扣轮；旋扣卡紧座3可在右壳体1、左壳2轨道上滑动。
叙述拆卸管柱螺纹或连接管柱螺纹时，新型动力钳的各部件动作和所起的作用，有助于理解本实用新型。使用新型动力钳拆卸管柱螺纹或连接管柱螺纹，是两个不同的工作状态；下面分别叙述1、新型动力钳拆卸管柱螺纹把被拆卸管柱的公、母接头分界线，置于上钳22与下钳24之间，操作控制阀手柄，让开口油缸9伸出，使上钳22和下钳24开口闭合；操作控制阀手柄，扭矩卡紧座6伸出后，上钳22卡紧上接头，下钳24卡紧下接头；操作控制阀手柄，让扭矩油缸23伸出，即可完成小转角大扭矩缓慢松扣；操作控制阀手柄，使上钳22扭矩卡紧座6缩回原位，松开管柱上接头；操作控制阀手柄，使扭矩油缸23缩回原位；操作控制阀手柄，使旋扣卡紧座3伸出并卡紧管柱上接头；操作控制阀手柄，使油马达21驱动旋扣卡紧座3前端的旋扣轮逆时针旋转，直到完全卸开管柱；操作控制阀手柄，使旋扣卡紧座3缩回原位；操作控制阀手柄，使下钳24上的扭矩卡紧座6缩回原位；操作控制阀手柄，使两个开口油缸9缩回原位；即完成拆卸管柱螺纹全部工作。
2、新型动力钳连接管柱螺纹把被连接管柱的公、母接头分界线，置于上钳22与下钳24之间，操作控制阀手柄，让开口油缸9伸出，使上钳22和下钳24开口闭合。
操作控制阀手柄，使下钳24上的扭矩卡紧座6伸出，并卡紧管柱下接头，操作控制阀手柄，使旋扣卡紧座3伸出并卡紧管柱上接头；操作控制阀手柄，使油马达21驱动旋扣卡紧座3前端的旋扣轮顺时针旋转并完成上扣；操作控制阀手柄，使旋扣卡紧座3缩回原位；操作控制阀手柄，使扭矩油缸23伸出；操作控制阀手柄，使上钳22扭矩卡紧座6伸出并卡紧管柱上接头；操作控制阀手柄，使上钳22扭矩卡紧座6缩回，即可完成紧扣；操作控制阀手柄，使上钳钳22上的扭矩卡紧座6缩回原位；操作控制阀手柄，使下钳24上的扭矩卡紧座6缩回原位；操作控制阀手柄，使两个开口油缸9缩回原位；即完成连接管柱螺纹全部工作。
权利要求1.一种新型动力钳，主要包括上钳、下钳、扭矩油缸、油马达、动力站和操作控制阀；上钳安装在下钳上面，中间有旋转滑动限位支撑体连接，其特征在于上钳和下钳的结构基本相同，是由右壳体、油马达、左壳体、旋扣卡紧座、旋扣卡紧销、扭矩卡紧销、扭矩卡紧座、钳体销轴、开口油缸销、开口油缸组成；右壳体、左壳体内侧，分别有扭矩卡紧座滑轨和旋扣卡紧座滑轨；上钳左侧尾端与下钳右侧尾端分别与扭矩油缸两端相连；下钳左壳体与下钳右壳体通过钳体销轴相连，切可围绕钳体销轴为中心转动，开口油缸两端通过开口油缸销分别与下钳左壳体和下钳右壳体相连，在开口油缸的作用下，下钳左壳体与下钳右壳体可围绕钳体销轴转动，以实现张口或闭口；下钳左壳体与下钳右壳体通过扭矩卡紧销，分别装有扭矩卡紧座，并互成180°，扭矩卡紧座可在扭矩卡紧座滑轨内滑动，扭矩卡紧座可伸缩，行程为0～150mm，上钳左壳体与上钳右壳体通过钳体销轴相连，切可围绕钳体销轴为中心转动，开口油缸两端通过开口油缸销分别与上钳左壳体和上钳右壳体相连，在开口油缸的作用下，上钳左壳体与上钳右壳体可围绕钳体销轴转动，以实现张口或闭口；上钳左壳体与上钳右壳体通过扭矩卡紧销，分别装有扭矩卡紧座，并互成180°，扭矩卡紧座可在扭矩卡紧座滑轨内滑动，扭矩卡紧座可伸缩，行程为0～150mm；上钳左壳体与上钳右壳体通过旋扣卡紧销，还分别装有两个旋扣卡紧座，旋扣卡紧座安装在扭矩卡紧座两侧，其夹角为8～35°，旋扣卡紧座可在旋扣卡紧座滑轨内滑动，旋扣卡紧座可伸缩，其行程为0～180mm，在开口油缸的作用下，左壳体与右壳体闭口，当两个扭矩卡紧座沿扭矩卡紧座滑轨伸出时，上钳卡紧上接头，下钳卡紧下接头，在扭矩油缸伸缩时，使上钳相对下钳扭转一定角度。
2.如权利要求1所述的新型动力钳，其特征在于下钳左壳体与下钳右壳体通过扭矩卡紧销，分别装有扭矩卡紧座，在同一平面内，并互成180°，扭矩卡紧座可在扭矩卡紧座滑轨内滑动，扭矩卡紧座可伸缩，行程为0～150mm。
3.如权利要求1所述的新型动力钳，其特征在于上钳左壳体与上钳右壳体通过扭矩卡紧销，分别装有扭矩卡紧座，在同一平面内，并互成180°，扭矩卡紧座可在扭矩卡紧座滑轨内滑动，扭矩卡紧座可伸缩，行程为0～150mm。
4.如权利要求1所述的新型动力钳，其特征在于上钳左壳体与上钳右壳体通过旋扣卡紧销，还分别装有两个旋扣卡紧座，旋扣卡紧座安装在扭矩卡紧座两侧，其夹角为8～35°，且在同一平面内，旋扣卡紧座可在旋扣卡紧座滑轨内滑动，旋扣卡紧座可伸缩，其行程为0～180mm。
5.如权利要求1所述的新型动力钳，其特征在于当两个扭矩卡紧座沿扭矩卡紧座滑轨伸出时，上钳卡紧上接头，下钳卡紧下接头，在扭矩油缸伸缩时，使上钳相对下钳扭转0～50°。
专利摘要一种新型动力钳主要包括油马达、上钳、下钳、扭矩油缸、液压动力站和操作控制阀；下钳的结构与上钳基本相同；下钳与上钳各装有两个可伸缩的扭矩卡紧座，上钳还装有四个可伸缩的旋扣卡紧座；油缸卡紧，油缸、力臂小转角大扭矩缓慢松扣或紧扣，油马达小扭矩高转数快速旋扣；卡紧管柱可靠，可实现大扭矩、高强度；满足了钻具螺纹连接或拆卸的工艺要求；卡紧油缸的卡紧力与扭矩油缸所产生的扭矩成正比变化，工作可靠，不损伤钻具；在适用范围内，不同规格的钻具，不需更换或调节任何零件；液力驱动，换向阀操作，节省人力，确保安全；扭矩可显示、调节、记录，可程序自动控制。
文档编号E21B19/16GK2908765SQ20062011588
公开日2007年6月6日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年5月19日
发明者温振生 申请人:温振生