一种无牙痕液压动力钳的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及石油及天然气钻井和修井设备【技术领域】，特别涉及一种无牙痕液压动力钳，主要由双刹带制动装置的旋转主钳、液缸夹紧式的夹紧背钳、框架式后导杆总成和前导杆总成组成；旋转主钳的底部分别与框架式后导杆总成和前导杆总成相固定连接，框架式后导杆总成通过夹紧背钳与前导杆总成相固定连接。本实用新型有益效果为：结构简单，减少了零件，减少机加工工时，降低了生产成本；制动性能可靠，双刹带的使用确保了主钳制动力的均匀与可靠，保证了主钳的夹紧性能，避免了打滑现象的产生，减少了对管柱表面的伤害；避免了运输与使用过程中倾倒、翻转现象的产生。
【专利说明】一种无牙痕液压动力钳
[0001]
【技术领域】
[0002]本实用新型涉及石油及天然气钻井和修井设备【技术领域】，特别涉及一种无牙痕液压动力钳。
【背景技术】
[0003]目前，公知的液压动力钳由旋转主钳、夹紧背钳、前后导杆总成等主要部件组成。液压马达、钳头夹紧机构、钳头制动机构、钳头扶正机构、钳头传动机构等主要部件组成旋转主钳；背钳夹紧机构、背钳传动机构等主要部件组成夹紧背钳；导杆、圆柱旋转压缩弹簧等主要部件组成前后导杆总成。工作时主钳由液压马达带动开口齿轮转动，钳头制动机构带动颚板架转动一定的角度，从而使鄂板滚子爬坡，鄂板通过牙块夹紧滚柱本体，与旋转主钳油路并联的背钳传动机构带的颚板架动一定的角度，从而使鄂板滚子爬坡，鄂板通过牙块夹紧滚柱接箍抵消承受主钳上卸管柱螺纹的反扭矩，完成上卸管柱螺纹的操作。前后导杆总成将液压动力钳旋转主钳与夹紧背钳组成一整体，通过圆柱旋转压缩弹簧通过压缩抵消上卸管柱螺纹的相对位移。这种机构在一定范围内存在以下一些问题:
[0004]第一、结构较复杂，零件数量多，成本高。
[0005]第二、旋转主钳采用单一盘式制动装置，结构复杂、制动力不均匀。
[0006]第三、夹紧性能不可靠，易出现打滑现象，对管柱造成较大伤害，即使钳头咬住管柱，牙痕也非常深，多次这样操作，造成管体的损坏，甚至形成掉井事故。
[0007]第四、前后导杆采用柱式机构，与主钳处于不固定连接，钳子工作时，背钳容易摇摆甩动，稳定性能低，安全性能差。
[0008]故有必要对现在液压动力钳的结构进行进一步地技术革新。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的无牙痕液压动力钳。
[0010]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0011]本实用新型所述的一种无牙痕液压动力钳，主要由双刹带制动装置的旋转主钳、液缸夹紧式的夹紧背钳、框架式后导杆总成和前导杆总成组成；旋转主钳的底部分别与框架式后导杆总成和前导杆总成相固定连接，框架式后导杆总成通过夹紧背钳与前导杆总成相固定连接。
[0012]进一步地，所述旋转主钳主要由安全门、壳体、钳头夹紧装置、双刹带式制动装置、双扶正机构、液压传动装置和液压马达组成；安全门设置在壳体的上表面上，壳体的上表面还设置有与安全门相连接的安全门复位机构；液压马达与液压传动装置相连接；壳体上表面设置有悬吊装置。
[0013]钳头夹紧装置主要由颚板、上颚板架、下颚板架和开口齿轮组成；颚板、上颚板架和下颚板架均设置在开口齿轮的内部；颚板通过螺栓固定设置在上颚板架和下颚板架围成的方孔内，颚板设置有牙座总成，牙座总成由牙座和无痕牙块组成；
[0014]双刹带制动装置设置在壳体的上下表面上，双刹带制动装置主要由刹带、用于固定刹带的刹带固定座和刹带卡组成；
[0015]液压传动装置主要由介轮、双联齿轮、用于固定双联齿轮的双联齿轮轴、用于固定介轮的介轮轴、动力输入轴和挂档机构组成；液压马达与动力输入轴相连接，动力输入轴上的齿轮与双联齿轮相齿接，双联齿轮与介轮相齿接，介轮与开口齿轮相齿接；动力输入轴通过齿轮与挂档机构相齿接，
[0016]上颚板架和下颚板架的表面均设置有扶正槽，双扶正机构由第一道扶正机构和第二道扶正机构组成，
[0017]第一道扶正机构主要由扶正滚子轴、扶正滚子和摩擦片组成，扶正滚子设置在扶正滚子轴上，该扶正滚子轴的一端通过螺母固定在鄂板架的扶正槽内，该扶正滚子轴的另一端嵌上扶正滚子后与摩擦片设置在扶正槽中；
[0018]第二道扶正机构主要由支撑轮轴、轴承、支撑轮、轴承套筒和轴套组成，该轴承通过轴承套筒安装在支撑轮轴内部，支撑轮轴两端均通过螺母固定在壳体上，该支撑轮撑住开口齿轮本体，轴套设置在支撑轮轴和支撑轮之间。
[0019]进一步地，所述夹紧背钳包括有背钳本体，背钳本体两端均通过油缸轴一连接有推动油缸，背钳本体的两个前叉通过导向轴连接有转向摇臂，转向摇臂一端通过油缸轴二与推动油缸的伸缩杆相铰接；转向摇臂另一端通过牙座轴连接有牙座，两个前叉底部的相交处也设置有牙座，牙座通过牙块螺钉连接有无痕牙块；推动油缸的进出油口与背钳控制阀并联；无痕牙块内表面的截面为弧形状，无痕牙块的夹紧表面喷涂硬质合金层；转向摇臂和背钳本体之间还连接有支撑板。
[0020]进一步地，所述框架式后导杆总成主要由后导杆架、上撑板、弹簧、下撑板和螺钉组成，后导杆架的左右两侧对称设置有若干个后导杆销轴孔，下撑板通过螺钉与后导杆销轴孔相固定连接；弹簧一端与上撑板相连接，弹簧另一端与下撑板相连接，后导杆架上部与壳体底部通过螺栓连接，夹紧背钳的尾部设置在上撑板的上方。
[0021]进一步地，所述前导杆总成包括有前导杆，前导杆一端通过前支座销与旋转主钳的前支座相固定连接；前导杆另一端按照从里往外依次嵌设有背钳本体、前导杆弹簧垫二、前导杆弹簧和前导杆弹簧垫一，背钳本体与前导杆弹簧垫二相连接，前导杆弹簧的两端分别与前导杆弹簧垫一和前导杆弹簧垫二相连接；前导杆沿轴向设置有若干个前导杆销轴孔，前导杆弹簧垫一通过前导杆销轴与前导杆销轴孔相固定连接。
[0022]采用上述结构后,本实用新型有益效果为:
[0023]第一、结构简单，减少了零件，减少机加工工时，降低了生产成本；
[0024]第二、主钳采用双刹带制动装置，结构简单，制动性能可靠，双刹带的使用确保了主钳制动力的均匀与可靠，保证了主钳的夹紧性能；
[0025]第三、背钳采用液压缸夹紧，夹紧性能可靠，避免了打滑现象的产生，减少了对管柱表面的伤害；
[0026]第四、框架式导杆结构稳定性能安全可靠，避免了运输与使用过程中倾倒、翻转现象的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型的结构示意图；
[0028]图2是双刹带制动装置的旋转主钳的俯视图；
[0029]图3是图2的A-A剖视图；
[0030]图4是液压夹紧式背钳的结构示意图；
[0031]图5是框架式后导杆总成的结构示意图；
[0032]图6是前导杆总成的结构示意图；
[0033]附图标记说明:
[0034]1、旋转主钳；
[0035]1-1、安全门;1-2、壳体；1-3、第二道扶正机构;1-4、鄂板；
[0036]1-5、介轮；1-6、双联齿轮；1-7、动力输入轴；1_8、挂档机构；
[0037]1-9、液压马达；1-10、刹带；1-11、悬吊装置；
[0038]1-12、安全门复位机构；1-13、上颚板架；1_14、下鄂板架；
[0039]1-15、开口齿轮； 1-16、刹带固定座； 1-17、刹带卡；
[0040]1-18、扶正滚子轴；1-19、扶正滚子； 1-20、摩擦片；
[0041]1-21、支撑轮轴； 1-22、轴承； 1_23、支撑轮；
[0042]1-24、轴承套筒； 1-25、轴套；
[0043]2、夹紧背钳；
[0044]2-1、背钳本体；2-2、推动油缸、2-3、油缸轴一、2-4、油缸轴二；
[0045]2-5、导向轴； 2-6、支撑板；2-7、牙座轴；2-8、牙座；
[0046]2-9、牙块螺钉；2-10、无痕牙块； 2-11、转向摇臂；
[0047]3、框架式后导杆总成；
[0048]3-1、后导杆架；3_2、上撑板；3_3、弹簧；3_4、下撑板；3-5、螺钉；
[0049]4、前导杆总成；
[0050]4-1、前导杆销轴；4-2、前导杆弹簧垫；4-3、前导杆弹簧；
[0051]4-4、前导杆弹簧垫二； 4-6、前支座销；4-7、前导杆。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0053]如图1-6所示，本实用新型所述的一种无牙痕液压动力钳，主要由双刹带制动装置的旋转主钳1、液缸夹紧式的夹紧背钳2、框架式后导杆总成3和前导杆总成4组成；旋转主钳I的底部分别与框架式后导杆总成3和前导杆总成4相固定连接，框架式后导杆总成3通过夹紧背钳2与前导杆总成4相固定连接。
[0054]进一步地，所述旋转主钳I主要由安全门1-1、壳体1-2、钳头夹紧装置、双刹带式制动装置、双扶正机构、液压传动装置和液压马达1-9组成；安全门1-1设置在壳体1-2的上表面上，壳体1-2的上表面还设置有与安全门1-1相连接的安全门复位机构1-12 ;液压马达1-9与液压传动装置相连接；壳体1-2上表面设置有悬吊装置1-11 ;通过悬吊装置
1-11来悬吊或转运动力钳。
[0055]钳头夹紧装置主要由颚板1-4、上颚板架1-13、下颚板架1-14和开口齿轮1_15组成；颚板1-4、上颚板架1-13和下颚板架1-14均设置在开口齿轮1-15的内部；颚板1_4通过螺栓固定设置在上颚板架1-13和下颚板架1-14围成的方孔内，颚板1-4设置有牙座总成,牙座总成由牙座2-8和无痕牙块2-10组成；
[0056]双刹带制动装置设置在壳体1-2的上下表面上，双刹带制动装置主要由刹带1-10、用于固定刹带1-10的刹带固定座1-16和刹带卡1-17组成；通过刹带1_10与颚板架之间相互摩擦来达到制动的效果；
[0057]液压传动装置主要由介轮1-5、双联齿轮1-6、用于固定双联齿轮1-6的双联齿轮轴、用于固定介轮1-5的介轮轴、动力输入轴1-7和挂档机构1-8组成；液压马达1-9与动力输入轴1-7相连接，动力输入轴1-7上的齿轮与双联齿轮1-6相齿接，双联齿轮1-6与介轮1-5相齿接，介轮1-5与开口齿轮1-15相齿接；动力输入轴1-7通过齿轮与挂档机构1-8相齿接，
[0058]上颚板架1-13和下颚板架1-14的表面均设置有扶正槽，双扶正机构由第一道扶正机构和第二道扶正机构1-3组成，
[0059]第一道扶正机构主要由扶正滚子轴1-18、扶正滚子1-19和摩擦片1_20组成，扶正滚子1-19设置在扶正滚子轴1-18上，该扶正滚子轴1-18的一端通过螺母固定在鄂板架的扶正槽内，该扶正滚子轴1-18的另一端嵌上扶正滚子1-19后与摩擦片1-20设置在扶正槽中；
[0060]第二道扶正机构1-3主要由支撑轮轴1-21、轴承1-22、支撑轮1_23、轴承套筒1-24和轴套1-25组成，该轴承1-22通过轴承套筒1_24安装在支撑轮轴1_21内部，支撑轮轴1-21两端均通过螺母固定在壳体1-2上，该支撑轮1-23撑住开口齿轮1-15本体，轴套
1-25设置在支撑轮轴1-21和支撑轮1-23之间。
[0061]进一步地，所述夹紧背钳2包括有背钳本体2-1，背钳本体2-1两端均通过油缸轴一 2-3连接有推动油缸2-2，背钳本体2-1的两个前叉通过导向轴2-5连接有转向摇臂
2-11，转向摇臂2-11—端通过油缸轴二 2-4与推动油缸2-2的伸缩杆相铰接；转向摇臂
2-11另一端通过牙座轴2-7连接有牙座2-8，两个前叉底部的相交处也设置有牙座2-8，牙座2-8通过牙块螺钉2-9连接有无痕牙块2-10 ;推动油缸2-2的进出油口与背钳控制阀并联；无痕牙块2-10内表面的截面为弧形状，无痕牙块2-10的夹紧表面喷涂硬质合金层；转向摇臂2-11和背钳本体2-1之间还连接有支撑板2-6。
[0062]进一步地，所述框架式后导杆总成3主要由后导杆架3-1、上撑板3-2、弹簧3_3、下撑板3-4和螺钉3-5组成，后导杆架3-1的左右两侧对称设置有若干个后导杆销轴孔，下撑板3-4通过螺钉3-5与后导杆销轴孔相固定连接，根据现场实际情况，通过调节框架式后导杆总成3上的销轴孔与螺钉3-5连接位置来确定旋转主钳I和夹紧背钳2之间的距离。弹簧3-3 —端与上撑板3-2相连接，弹簧3-3另一端与下撑板3-4相连接，后导杆架3_1上部与壳体1-2底部通过螺栓连接，夹紧背钳2的尾部设置在上撑板3-2的上方。
[0063]进一步地,所述前导杆总成4包括有前导杆4-7,前导杆4-7 —端通过前支座销4-6与旋转主钳I的前支座相固定连接；前导杆4-7另一端按照从里往外依次嵌设有背钳本体2-1、前导杆弹簧垫二 4-4、前导杆弹簧4-3和前导杆弹簧垫一 4-2，背钳本体2_1与前导杆弹簧垫二 4-4相连接，前导杆弹簧4-3的两端分别与前导杆弹簧垫一 4-2和前导杆弹簧垫二 4-4相连接；前导杆4-7沿轴向设置有若干个前导杆销轴孔，前导杆弹簧垫一 4-2通过前导杆销轴4-1与前导杆销轴孔相固定连接。根据现场实际情况，通过调节前导杆总成4上的销轴孔与前导杆销轴4-1连接位置来确定旋转主钳I和夹紧背钳2之间的距离。
[0064]开口齿轮1-15内部的颚板1-4、上颚板架1-13和下颚板架1_14在双刹带制动装置的作用下，推动着颚板1-4和设置在颚板1-4内部的牙座总成在开口齿轮1-15内部的坡型结构上滚动，从而推动颚板1-4上的无痕牙块2-10夹紧管柱，使管柱随开口齿轮1-15的旋转而进行旋转，颚板架上的第一道扶正装置抵消颚板架在夹紧过程中受力变形，防止了开口齿轮1-15在夹紧过程中的受力变形，推动夹紧背钳2控制阀，推动油缸2-2的活塞杆伸出时，转向摇臂2-11以导向轴2-5为圆心向内旋转，无痕牙块2-10夹紧管柱；抵消承受旋转主钳I上卸管柱螺纹的反扭矩，完成上卸管柱螺纹的操作；推动油缸2-2的活塞杆退回时，转向摇臂2-11以导向轴2-5为圆心向外旋转，以松开管柱，方便管柱取出。
[0065]本实用新型有益效果为:
[0066]第一、结构简单，减少了零件，减少机加工工时，降低了生产成本；
[0067]第二、主钳采用双刹带制动装置，结构简单，制动性能可靠，双刹带的使用确保了主钳制动力的均匀与可靠，保证了主钳的夹紧性能；
[0068]第三、背钳采用液压缸夹紧，夹紧性能可靠，避免了打滑现象的产生，减少了对管柱表面的伤害；
[0069]第四、采用全包围式无痕牙块，夹紧表面喷涂硬质合金，增加了夹紧接触面积，进一步减少了对管柱的伤害。
[0070]第五、框架式导杆结构稳定性能安全可靠，避免了运输与使用过程中倾倒、翻转现象的产生。
[0071]以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
【权利要求】
1.一种无牙痕液压动力钳，主要由双刹带制动装置的旋转主钳(I)、液缸夹紧式的夹紧背钳(2)、框架式后导杆总成(3)和前导杆总成(4)组成；其特征在于:旋转主钳(I)的底部分别与框架式后导杆总成(3)和前导杆总成(4)相固定连接，框架式后导杆总成(3)通过夹紧背钳(2)与前导杆总成(4)相固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种无牙痕液压动力钳，其特征在于:所述旋转主钳(I)主要由安全门(1-1)、壳体(1-2)、钳头夹紧装置、双刹带式制动装置、双扶正机构、液压传动装置和液压马达(1-9)组成；安全门(1-1)设置在壳体(1-2)的上表面上，壳体(1-2)的上表面还设置有与安全门(1-1)相连接的安全门复位机构(1-12);液压马达(1-9)与液压传动装置相连接；壳体(1-2)上表面设置有悬吊装置(1-11); 钳头夹紧装置主要由颚板(1-4)、上颚板架(1-13)、下颚板架(1-14)和开口齿轮(1-15)组成；颚板(1-4)、上颚板架(1-13)和下颚板架(1-14)均设置在开口齿轮(1-15)的内部；颚板(1-4)通过螺栓固定设置在上颚板架(1-13)和下颚板架(1-14)围成的方孔内，颚板(1-4)设置有牙座总成，牙座总成由牙座(2-8)和无痕牙块(2-10)组成； 双刹带制动装置设置在壳体(1-2)的上下表面上，双刹带制动装置主要由刹带(1-10)、用于固定刹带(1-10)的刹带固定座(1-16)和刹带卡(1-17)组成； 液压传动装置主要由介轮(1-5)、双联齿轮(1-6)、用于固定双联齿轮(1-6)的双联齿轮轴、用于固定 介轮(1-5)的介轮轴、动力输入轴(1-7)和挂档机构(1-8)组成；液压马达(1-9)与动力输入轴(1-7)相连接，动力输入轴(1-7)上的齿轮与双联齿轮(1-6)相齿接，双联齿轮(1-6)与介轮(1-5)相齿接，介轮(1-5)与开口齿轮(1-15)相齿接；动力输入轴(1-7)通过齿轮与挂档机构(1-8)相齿接， 上颚板架(1-13)和下颚板架(1-14)的表面均设置有扶正槽，双扶正机构由第一道扶正机构和第二道扶正机构(1-3)组成， 第一道扶正机构主要由扶正滚子轴(1-18)、扶正滚子(1-19)和摩擦片(1-20)组成，扶正滚子(1-19)设置在扶正滚子轴(1-18)上，该扶正滚子轴(1-18)的一端通过螺母固定在鄂板架的扶正槽内，该扶正滚子轴(1-18)的另一端嵌上扶正滚子(1-19)后与摩擦片(1-20)设置在扶正槽中； 第二道扶正机构(1-3)主要由支撑轮轴(1-21 )、轴承(1-22)、支撑轮(1-23)、轴承套筒(1-24)和轴套(1-25)组成，该轴承(1-22)通过轴承套筒(1_24)安装在支撑轮轴(1_21)内部，支撑轮轴(1-21)两端均通过螺母固定在壳体(1-2)上，该支撑轮(1-23)撑住开口齿轮(1-15)本体，轴套(1-25)设置在支撑轮轴(1-21)和支撑轮(1-23)之间。
3.根据权利要求1所述的一种无牙痕液压动力钳，其特征在于:所述夹紧背钳(2)包括有背钳本体(2-1 )，背钳本体(2-1)两端均通过油缸轴一(2-3)连接有推动油缸(2-2)，背钳本体(2-1)的两个前叉通过导向轴(2-5)连接有转向摇臂(2-11 )，转向摇臂(2-11) —端通过油缸轴二(2-4)与推动油缸(2-2)的伸缩杆相铰接；转向摇臂(2-11)另一端通过牙座轴(2-7 )连接有牙座(2-8 )，两个前叉底部的相交处也设置有牙座(2-8 )，牙座(2-8 )通过牙块螺钉(2-9)连接有无痕牙块(2-10);推动油缸(2-2)的进出油口与背钳控制阀并联；无痕牙块(2-10)内表面的截面为弧形状，无痕牙块(2-10)的夹紧表面喷涂硬质合金层；转向摇臂(2-11)和背钳本体(2-1)之间还连接有支撑板(2-6 )。
4.根据权利要求1所述的一种无牙痕液压动力钳，其特征在于:所述框架式后导杆总成(3)主要由后导杆架(3-1)、上撑板(3-2)、弹簧(3-3)、下撑板(3-4)和螺钉(3-5)组成，后导杆架(3-1)的左右两侧对称设置有若干个后导杆销轴孔，下撑板(3-4)通过螺钉(3-5)与后导杆销轴孔相固定连接，弹簧(3-3)—端与上撑板(3-2)相连接，弹簧(3-3)另一端与下撑板(3-4)相连接，后导杆架(3-1)上部与壳体(1-2)底部通过螺栓连接，夹紧背钳(2)的尾部设置在上撑板(3-2)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种无牙痕液压动力钳，其特征在于:所述前导杆总成(4)包括有前导杆(4-7)，前导杆(4-7) —端通过前支座销(4-6)与旋转主钳(I)的前支座相固定连接；前导杆(4-7)另一端按照从里往外依次嵌设有背钳本体(2-1)、前导杆弹簧垫二(4-4)、前导杆弹簧(4-3)和前导杆弹簧垫一(4-2)，背钳本体(2-1)与前导杆弹簧垫二(4-4)相连接，前导杆弹簧(4-3)的两端分别与前导杆弹簧垫一(4-2)和前导杆弹簧垫二(4-4)相连接；前导杆(4-7)沿轴向设置有若干个前导杆销轴孔，前导杆弹簧垫一(4-2)通过前导杆销轴 (4-1)与前导杆销轴孔相固定连接。
【文档编号】E21B19/16GK203856427SQ201420171500
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】张秀红 申请人:江苏申利达机械制造有限公司