钳牙可摆动式夹紧钳的制作方法

本实用新型涉及石油钻采设备技术领域，具体的说是一种钳牙可摆动式夹紧钳。

背景技术：

石油钻井用排管机提升臂的夹头，主要由三类钳组成，分别为安全钳、滚子钳和夹紧钳，三组钳头通常采用组合液缸，通过连杆机构进行驱动。安全钳用于保护钻具，防止其倾倒。滚子钳用于钻具的对中定位，抓取钻具时，通过同一平面内的四个旋转的滚子与钻具外切将其定位。夹紧钳是提升臂钳头中的核心部件，用于夹紧钻具，承载着所有钻具的重量。

钻井现场，钻具立根整齐地排放在指梁内，但是每一根立根在指梁卡槽内排放位置是不确定的。提升臂抓取钻具时必须先通过滚子钳将钻具定位，夹紧钳再夹持钻具。由于滚子钳通过滚子外圆面与钻具外切将其定位，夹紧钳通过钳牙圆弧面与钻具内切将其夹紧，两组钳头夹紧钻具的原理不同，导致钳头夹紧钻具后钻具的中心不一致，产生一定的偏心，如果偏心尺寸太大，会导致夹紧钳不能夹紧钻具，工作中，钻具从钳头滑落等危险事故。

现有的夹紧钳的钳牙座多数设置为腰形，钳牙座上开设有弧形长槽，方便钳牙摆动，但是在夹头夹持的钻具范围内，并不能适应所有的管柱，总会出现夹紧钳和滚子钳夹取钻具后不同心的状况。为了克服此问题，研究人员对此进行了改进，将夹紧钳的钳牙设置为弧形钳牙，其圆弧半径与滚子钳滚子相同，且安装位置同心，该种钳牙虽然克服了夹紧钳和滚子钳夹紧钻具后管柱不同心的问题，但是钳牙圆弧面与钻具为外切，钳牙牙形为锯齿状，接触受力位置很容易发生磨损，抱紧钻具的效果不佳，不利于钳牙夹紧钻具。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种排管机提升臂钳牙可摆动式夹紧钳，以解决现有技术中排管机提升臂中夹紧钳的钳牙与钻具接触受力位置容易发生磨损，抱紧效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种钳牙可摆动式夹紧钳，它包括组合液缸、左臂架和右臂架，左臂架和右臂架的尾端均铰接在组合液缸上，左臂架和右臂架的中部通过连杆与组合液缸的夹紧钳驱动活塞杆相铰接，所述左臂架和右臂架前端的凹槽中安装有钳牙保持架装配体，钳牙保持架装配体内各安装有两组钳牙组件，每组钳牙组件包括钳牙座和钳牙，钳牙座为三棱柱状结构，其三角形的尾部通过销轴铰接到钳牙保持架装配体内，销轴与排管机提升臂上滚子钳中的滚子同轴，以保证钳牙夹紧钻具后与滚子钳夹紧的钻具同心；钳牙座前端面上设置有安装钳牙的凹槽，钳牙的夹持边为圆弧形。

优选的，相邻两个所述钳牙座的侧边上交错等间距设置有数个凸缘，以防止夹紧钳在夹紧小管径钻具时左臂架和右臂架的钳牙座相互干涉。

优选的，所述钳牙保持架装配体包括钳牙保持架和盖板，盖板安装在钳牙保持架的上下两端，钳牙保持架通过螺栓固定到左臂架和右臂架的前端，钳牙组件铰接在钳牙保持架前侧壁上圆弧形凹槽中。

优选的，所述钳牙的前端面上设有防滑格纹。

本实用新型作为排管机提升臂钳头的一部分，在使用时，需要配合安全钳和滚子钳一起工作。提升臂钳头夹紧钻具时，首先滚子钳将钻具对中定位，然后，夹紧钳在组合液缸活塞杆的驱动下控制左臂架和右臂架闭合，第一钳牙和第二钳牙在夹紧力和钻具的共同作用下会随着销轴摆动，且销轴与滚子钳滚子同心，当第一钳牙和第二钳牙的旋转中心与钻具中心之间的距离最小时，四个钳牙在夹紧力作用下停止摆动，通过四点定位，实现钻具的夹紧，此时，夹紧钳夹持钻具的中心与滚子钳夹持钻具的中心一致，而且，钳牙圆弧面与钻具内切，在夹紧力作用下，接触效果好，夹持钻具安全可靠。最后，组合液缸驱动安全钳闭合，完成钻具夹紧动作。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型将钳牙座三角形的尾部通过销轴铰接到钳牙保持架装配体内，销轴与排管机提升臂上滚子钳中的滚子同轴，保证了钳牙夹紧钻具后与滚子钳夹紧的钻具同心；

（2）本实用新型中钳牙的夹持边为圆弧形，保证了钳牙与钻具外壁相内切，增加了接触面积，保证了钻具夹持的稳定性，提高了夹紧钳的可靠度；

（3）本实用新型中钳牙可以根据夹持钻具的规格，自动调整钳牙的摆角，满足夹紧要求；

（4）本实用新型适应钻具管径范围广，可以满足2 7/8”-13 5/8”钻具的夹紧要求。

附图说明

图1为现有排管机提升臂夹头结构形式；

图2为现有排管机夹紧钳结构形式一；

图3为现有排管机夹紧钳结构形式二；

图4为本实用新型所采用的排管机提升臂夹头结构示意图；

图5为本实用新型的夹紧钳结构示意图；

图6为本实用新型的钳牙摆动角度示意图；

图7为本实用新型的钳牙保持架结构示意图；

图8为本实用新型的盖板结构示意图；

图9为本实用新型的钳牙最小闭合角度示意图；

图10为本实用新型夹持2 7/8”钻具的示意图；

图11 为图10中A-A剖视图；

图12为本实用新型夹持13 5/8”钻具的结构示意图；

图13为图12中B-B剖视图；

图中：1、滚子钳，2、夹紧钳，3、安全钳，4、第一钳牙座，5、第一钳牙，6、第二钳牙座，7、第二钳牙，8、组合液缸，9、左臂架，10、右臂架，11、钳牙保持架，12、盖板，13、钳牙，14、钳牙座，15、钳牙组件，16、连杆，17、凸缘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1至图9所示的一种钳牙可摆动式夹紧钳，它包括组合液缸8、左臂架9和右臂架10，左臂架9和右臂架10的尾端均铰接在组合液缸8上，左臂架9和右臂架10的中部通过连杆16与组合液缸8的夹紧钳驱动活塞杆相铰接，左臂架9和右臂架10前端的凹槽中安装有钳牙保持架装配体，钳牙保持架装配体内各安装有两组钳牙组件15，每组钳牙组件15包括钳牙座14和钳牙13，钳牙座14为三棱柱状结构，其三角形的尾部通过销轴铰接到钳牙保持架装配体内，销轴与排管机提升臂上滚子钳1中的滚子同轴，以保证钳牙13夹紧钻具后与滚子钳1夹紧的钻具同心；钳牙座14前端面上设置有安装钳牙13的凹槽，钳牙13的夹持边为圆弧形。

相邻两个钳牙座14的侧边上交错等间距设置有数个凸缘17，以防止夹紧钳2在夹紧小管径钻具时左臂架9和右臂架10的钳牙座14相互干涉。

钳牙保持架装配体包括钳牙保持架11和盖板12，盖板12安装在钳牙保持架11的上下两端，钳牙保持架11通过螺栓固定到左臂架9和右臂架10的前端，钳牙组件15铰接在钳牙保持架11前侧壁上圆弧形凹槽中。

钳牙13的前端面上设有防滑格纹。

本实用新型作为排管机提升臂钳头的一部分，在使用时，需要配合安全钳3和滚子钳1一起工作。提升臂钳头夹紧钻具时，首先滚子钳1将钻具对中定位，然后，夹紧钳2在组合液缸8活塞杆的驱动下控制左臂架9和右臂架10闭合，第一钳牙5和第二钳牙7在夹紧力和钻具的共同作用下会随着销轴摆动，且销轴与滚子钳1滚子同心，当第一钳牙5和第二钳牙7的旋转中心与钻具中心之间的距离最小时，四个钳牙在夹紧力作用下停止摆动，通过四点定位，实现钻具的夹紧，此时，夹紧钳2夹持钻具的中心与滚子钳1夹持钻具的中心一致，而且，钳牙圆弧面与钻具内切，在夹紧力作用下，接触效果好，夹持钻具安全可靠。最后，组合液缸8驱动安全钳3闭合，完成钻具夹紧动作。

本实用新型将钳牙座14三角形的尾部通过销轴铰接到钳牙保持架装配体内，销轴与排管机提升臂上滚子钳1中的滚子同轴，保证了钳牙13夹紧钻具后与滚子钳1夹紧的钻具同心；本实用新型中钳牙13的夹持边为圆弧形，保证了钳牙13与钻具外壁相内切，增加了接触面积，保证了钻具夹持的稳定性，提高了夹紧钳2的可靠度。