一种管柱导向装置及采用该装置的铁钻工的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管柱导向装置，属于管子处理机具。
[0002]本发明还涉及一种采用前述管柱导向装置的铁钻工，在油气井钻采中完成上扣/卸扣操作。
【背景技术】
[0003]在油气井钻采中，采用铁钻工进行上扣/卸扣作业时，为避免管子晃动无法对准井口的固定管子接头，通常由操作人员手扶管子(钻杆、套管、钻铤)导向、动作缓慢，操作效率低，人工扶正也增加了作业风险。
[0004]图1是现有一种管柱导向装置，由液力推杆12驱动开合的喇叭形橡胶块11。喇叭形橡胶块11合拢时，能起到管子的导向作用。
[0005]图2是采用前述管柱导向装置的铁钻工。即前述液力推杆12的缸体、喇叭形橡胶块11的固定端安装在铁钻工10的钳口上部，喇叭形橡胶块11的活动端连接在液力推杆12的活塞杆头部。当液力推杆12的活塞杆伸出时，喇叭形橡胶块11的活动端向固定端靠拢并共同夹紧管子并起到导向作用；当液力推杆12的活塞杆缩回时，喇叭形橡胶块11的活动端远离固定端，松开管子。
[0006]但该管柱导向装置中，喇叭形橡胶块11的内径是固定不变的，所夹持的管子的管径小于橡胶块11的最小内径时，就需要更换橡胶块以适应所夹持的小管径；同理，小管径可用的橡胶块也无法满足扶正大管径管子的要求。因此，该管柱导向装置通用性较差，不能满足有管径变化需求的钻采作业。采用该管柱导向装置的铁钻工也不能满足快速提升管子操作效率的需求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于:提供一种能同时适应大小管径的导向装置，以满足提升管子操作工作效率和降低作业风险的需求。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供一种管柱导向装置，主要由夹臂和驱动机构组成，其特征在于:夹臂由夹臂一、夹臂二、夹臂三、夹臂四组成，均呈弯臂状；驱动机构为单根液力推杆或单根电动推杆；夹臂一、夹臂二共同铰接在前述液力推杆或电动推杆上；夹臂三、夹臂四铰接，夹臂三的后端经连杆和夹臂二的后端铰接；液力推杆或电动推杆伸缩驱动夹臂一、夹臂二的直线移动并相对旋转，并经连杆带动夹臂三、夹臂四同步运动，四夹臂共同夹紧或松开管柱。
[0009]本发明巧妙运用液力推杆或电动推杆伸缩驱动夹臂一、夹臂二直线移动并相对旋转，并再采用连杆机构带动夹臂三、夹臂四同步运动。夹臂一、夹臂二间的铰接点，和夹臂三、夹臂四间的铰接点的距离随着液力推杆或电动推杆的伸长而缩短；同时，夹臂一、夹臂二间的夹角，以及夹臂三、夹臂四的夹角也随着前述两铰接点的距离缩小而变小。即四夹臂间形成了直径可调的圆形空间。因此，本发明能同时适应大小管径的管子，无需人工扶正，提升了管子操作工作效率和降低作业风险。
[0010]当然，本发明的管柱导向装置，最好能限定在两平行的水平面内工作，以保证夹臂间的铰接点和连杆运行轨迹不会产生竖向上的变化，或避免管子较重时铰接点和连杆出现的变形。因此，作为一种优选，本发明的一种管柱导向装置，其特征还在于:上述夹臂一、夹臂二是经销轴共同铰接在液力推杆或电动推杆上，在液力推杆或电动推杆伸缩驱动下于固定的滑道上直线移动；上述夹臂三、夹臂四经销轴铰接并在连杆带动下于固定的滑道上直线移动；上述连杆为两个，其中连杆一的一端和夹臂二的后端铰接，连杆一的另一端和连杆二的一端经销轴铰接，连杆二的另一端和夹臂三的后端铰接，连杆一和连杆二一起在夹臂二的带动下于固定的滑道上直线移动，并带动夹臂三、夹臂四与夹臂一、夹臂二同步运动。通过销轴在滑道上的滑动，使得铰接点和连杆运动更加顺畅、平稳。
[0011 ] 为进一步增加机构的稳定性，作为一种优选，本发明的一种管柱导向装置，其特征还在于:上述夹臂一、夹臂二、夹臂三、夹臂四的后端均铰接固定。
[0012]为进一步提高夹臂的抓着能力，作为一种优选，本发明的一种管柱导向装置，其特征还在于:上述夹臂一、夹臂二、夹臂三、夹臂四的前端为圆弧状。作为另一种方案，本发明的一种管柱导向装置，其特征也可在于:上述夹臂一、夹臂二、夹臂三、夹臂四的前端竖立有耳板，滚子安装在耳板上。
[0013]为便于相铰接夹臂的位置调整，作为一种优选，本发明的一种管柱导向装置，其特征还在于:上述夹臂一、夹臂二、夹臂三、夹臂四的侧面设有一长槽孔，上述铰接用销轴串连在长槽孔内。
[0014]为便于拆卸，作为一种优选，本发明的一种管柱导向装置，其特征还在于:销轴顶端有螺纹孔。
[0015]为使得本发明的管柱导向装置方便用于油气井钻采中完成上扣/卸扣操作，本发明还提供了一种采用前述管柱导向装置的铁钻工，其特征在于:上述液力推杆或电动推杆的缸体，以及滑道均固定安装在铁钻工的钳体上。驱动机构和滑道固定在铁钻工的钳体上，不仅能增加管柱导向装置单独使用时的稳定性，还使得管柱导向装置的部分重量可和铁钻工一起移动。
[0016]作为一种优选，本发明的一种铁钻工，其特征还在于:上述滑道由上滑道和下滑道组成，下滑道的底面设有定位止口，配合安装在铁钻工钳体的定位槽上；上滑道经支座固定安装在铁钻工的钳体上。上滑道、下滑道分别限制销轴上端、下端的运动轨迹，使得销轴的运动更加平稳，也更方便增加销轴的长度，从而方便增加管柱导向装置的高度。
[0017]作为一种优选，本发明的一种铁钻工，其特征还在于:上述驱动机构为单根液力推杆，缸体经油缸支座固定安装在铁钻工的钳体上；油缸支座由滑道固定板、油缸固定板、底板组成；其中滑道固定板上有大于液力推杆的活塞杆头部尺寸的通孔，与液力推杆的缸体接触面有圆形沉孔来定位油缸；其中滑道固定板呈凹字型，凹槽处用于安装上滑道；其中底板上有两个与铁钻工钳体上定位孔相配合的定位凸台。和铁钻工一样采用液力驱动，不仅方便和铁钻工采用同一液力源，还可减少电驱动的布线，增加操作的安全性。
【附图说明】
[0018]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0019]图1为现有的管柱导向装置的结构示意图；
图2为现有采用管柱导向装置的铁钻工的结构示意图；
图3为本发明管柱导向装置的一实施例的结构示意图；
图4为采用图3所示管柱导向装置的铁钻工的结构示意图；
图5为图3所示导向装置夹持较小管径管子时的工作示意图；
图6为图3所示导向装置夹持较大管径管子时的工作示意图；
图7为图3中夹臂一 21相连零部件的爆炸视图；
图8为图3中夹臂二 22相连零部件的爆炸视图；
图9为图3中连杆一 41相连零部件的爆炸视图；
图10为图3中下滑道一 511的结构示意图；
图11为图3中上滑道一 512的结构示意图；
图12为图3中油缸支座61的结构示意图；
图13为图3中连杆滑道531的结构示意图；
图14为图3中支座二 221或支座三231的结构示意图；
图15为图3中滑道支座62的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0021]如图3所示，该管柱导向装置包括夹臂一 21、夹臂二 22、夹臂三23、夹臂四24、液力推杆31、连杆一 41、连杆二 42、销轴一 51、销轴二 52、销轴三53、下滑道一 511、上滑道一512、下滑道二 521、上滑道二 522、连杆滑道531、油缸支座61、滑道支座62、支座一 211、支座二 221、支座三231、支座四241。
[0022]如图4所示是采用该管柱导向装置的铁钻工。管柱导向装置的下滑道一 511、下滑道二 521、连杆滑道531、油缸支座61、滑道支座62、支座一 211、支座二 221、支座三231、支座四241均经螺栓固定在铁钻工的钳体上，铁钻工的钳口方向和夹臂一 21、夹臂四24间的开口方向保持一致，以便管子进入。
[0023]夹臂一 21、夹臂四24结构左右对称；支座一 211、支座四241结构完全相同。如图7所示，夹臂一 21呈弯臂状，其前端焊接一竖立耳板212，