专利名称:一种钳体及铁钻工的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种钳体及铁钻工。其中，所述钳体包括冲扣钳和夹紧钳，所述冲扣钳与所述夹紧钳活动连接，所述冲扣钳包括本体，所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构，所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮；所述夹紧钳与所述冲扣钳之间还设有带动冲扣钳的本体旋转的冲扣驱动装置。此结构的钳体，把传统铁钻工的冲扣钳和旋扣钳设置为一体，通过一个钳体即可实现钻杆的旋扣和冲扣，因此，结构更为紧凑、体积更小、重量更轻，同时通过滚轮摩擦方式旋扣钻杆，对钻杆本体伤害更小。此外，本实用新型还提出一种包括上述钳体的铁钻工。
【专利说明】 一种钳体及铁钻工
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种钳体及铁钻工。
【背景技术】
[0002]钻工机械广泛运用于石油钻控领域，目前，石油钻具大多采用液压大钳、B型钳等设备，自动化程度相对较低，操作过程中，劳动强度较大，并且安全隐患较多，目前逐渐被铁钻工所替代。
[0003]铁钻工的主要作用之一是可靠地、高效地连接或拆卸两根钻杆，大大降低人工劳动强度。
[0004]现有的铁钻工通常包括夹紧钳、旋扣钳和冲扣钳，连接两根钻杆时，夹紧钳夹紧下方钻杆，旋扣钳夹紧上方钻杆并驱使上方钻杆转动，使上方钻杆与下方钻杆通过螺纹连接，上方钻杆旋动至预定深度后，旋扣钳无法继续转动上方钻杆，此时，旋扣钳松开，冲扣钳夹紧上方钻杆，然后带动上方钻杆转动一定幅度，最终使上方钻杆与下方钻杆完全连接到位。
[0005]由于上述结构的铁钻工，需要独立设置夹紧钳、旋扣钳和冲扣钳，铁钻工的体积和重量比较大，且由于旋扣钳与钻杆之间为滑动摩擦，对钻杆的伤害较大。
[0006]综上所述，如何提供一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻及对中性好的钳体，以及包括此钳体的铁钻工，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
[0007]有鉴于此，本实用新型要解决的问题之一是如何提供一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻及对中性好的钳体。
[0008]本实用新型要解决的问题之二是如何提供一种包括上述钳体的铁钻工。
[0009]为解决上述问题之一，本实用新型提出了一种钳体，用于铁钻工，所述钳体包括冲扣钳和夹紧钳，所述冲扣钳与所述夹紧钳活动连接，所述冲扣钳包括本体，所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构，所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮；所述夹紧钳与所述冲扣钳之间还设有带动冲扣钳的本体旋转的冲扣驱动装置。
[0010]作为本实用新型一种钳体在一方面的改进，所述钻杆滚动旋扣机构还包括旋扣驱动装置、连杆机构和从动滚轮，所述旋扣驱动装置与所述连杆机构连接，用于驱动所述连杆机构运动，所述从动滚轮设于所述连杆机构的端部。
[0011]作为本实用新型一种钳体在一方面的改进，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的第一端与所述第二连杆的第一端铰接，所述第一连杆的第二端与所述冲扣钳铰接，所述第二连杆的第二端与所述旋扣驱动装置铰接，所述从动滚轮设于所述第一连杆的第一端。
[0012]作为本实用新型一种钳体在一方面的改进，所述连杆机构为两套，相对分布设置于所述本体的钳口两侧，所述从动滚轮为两个，分别设于两套连杆机构的第一连杆的第一端。
[0013]作为本实用新型一种钳体在一方面的改进，所述钻杆滚动旋扣机构还包括液压马达，所述液压马达与所述驱动滚轮连接，带动所述驱动滚轮旋转。
[0014]作为本实用新型一种钳体在一方面的改进，所述第一夹持机构包括至少两根夹紧夹持油缸，所述夹持油缸的一端设有牙板。
[0015]作为本实用新型一种钳体在一方面的改进，所述夹紧钳上设有第二夹持机构，所述第二夹持机构包括至少两根夹持油缸，所述夹持油缸的一端设有牙板。
[0016]上述结构的钳体，所述钳体包括冲扣钳和夹紧钳，所述冲扣钳与所述夹紧钳活动连接，所述冲扣钳包括本体，所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构，所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮；所述夹紧钳与所述冲扣钳之间还设有带动冲扣钳的本体旋转的冲扣驱动装置。此结构的钳体，把传统铁钻工的冲扣钳和旋扣钳设置为一体，通过一个钳体即可实现钻杆的旋扣和冲扣，因此，结构更为紧凑、体积更小、重量更轻，同时通过滚轮摩擦方式旋扣钻杆，对钻杆本体伤害更小。
[0017]为解决上述问题之二，本实用新型提出了一种铁钻工，包括臂架系统及钳体，所述钳体设置于所述臂架系统上，所述钳体为如上任意一项所述的钳体。
[0018]作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进，所述臂架系统的端部设有支撑架，所述支撑架水平设置，所述钳体通过多个柔性悬挂装置设置于所述支撑架上。
[0019]作为本实用新型一种铁钻工在一方面的改进，所述铁钻工还包括底座，所述臂架系统活动连接于所述底座上，所述臂架系统包括多根依次铰接的臂架，所述支撑架设置于末节臂架上。
【附图说明】
[0020]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0021]图1为本实用新型一种铁钻工的臂架系统处于展开状态时的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型一种铁钻工的钳体结构示意图；
[0023]图3为本实用新型一种铁钻工的初始状态结构不意图；
[0024]图4为本实用新型一种铁钻工的旋扣状态不意图；
[0025]图5为本实用新型一种铁钻工的钳体冲扣状态示意图。
[0026]图1至图5中附图标记的对应关系为:
[0027]I钳体2支撑架 3柔性悬挂装置
[0028]4第一臂架 5第一油缸 6第二臂架
[0029]7第二油缸 8转台9回转机构
[0030]10减速机 11底座 12夹持油缸
[0031]13冲扣油缸14冲扣钳 15夹紧钳
[0032]16钻杆 17第一连杆18第二连杆
[0033]19旋扣驱动装置20液压马达 21驱动滚轮
[0034]22从动滚轮 23第一支撑杆24第二支撑杆
[0035]25三角板
【具体实施方式】
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0037]如图1所示的铁钻工，包括钳体I和固定设置于地面上的底座11，底座11上设有臂架系统，臂架系统可绕底座11转动。臂架系统包括多节可伸缩的臂架，钳体I设置于末节臂架上。具体而言，底座11上设有回转机构9，回转机构9上设有转台8，转台8的下端与回转机构9连接，转台8的端部一侧设有减速机10，减速机10用于带动转台8旋转。臂架系统包括第一臂架4和第二臂架6，第一臂架4的一端与第二臂架6的一端活动连接，第二臂架6的另一端与转台8的上端活动连接。当第一臂架4和第二臂架6伸缩时，可带动设置于臂架上的钳体I运动。
[0038]钳体I通过柔性悬挂装置3设置于支撑架2上，柔性悬挂装置3具体包括多根铁链，其数量优选为三根，分别从三个不同方向对钳体I进行固定。如图2至图5所示，钳体I具体包括冲扣钳14和夹紧钳15，冲扣钳14设置于夹紧钳15上方，并与夹紧钳15活动连接，冲扣钳14具体包括本体，本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构，钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮21，从动滚轮22、旋扣驱动装置19及与旋扣驱动装置19连接的连杆机构，旋扣驱动装置19具体为旋扣油缸，其设置于夹紧钳15的壳体上，用于驱动连杆机构，连杆机构设置于冲扣钳14上，从动滚轮22设置于连杆机构的端部，具体地，旋扣油缸包括缸筒和缸筒内的活塞杆，缸筒或活塞杆与连杆机构活动连接，当旋扣油缸伸缩时，可带动连杆机构转动。
[0039]从动滚动22的数量为两个，连杆机构为两套，每套连杆机构具体包括第一连杆17和第二连杆18，第一连杆17的一端与夹紧钳15的钳壁活动连接，第一连杆17的另一端与第二连杆18的一端活动连接，第二连杆18的另一端与旋扣油缸的缸筒或活塞杆活动连接，两个从动滚轮22分别设于两套连杆机构的第一连杆17的第一端。如图3和4所示，当旋扣油缸伸缩时，首先带动第二连杆18运动，并由第二连杆18带动第一连杆17张合，从而实现从动滚轮22在初始位置和工作位置之间切换。
[0040]需要说明的是，第一连杆17和第二连杆18为具有一定折弯弧度的弧形板，工作过程中，两套连杆机构的第一连杆17始终相对于夹紧钳15的中心线对称，第二连杆18亦是如此。需要说明的是，夹紧钳15的中心线为其轴对称线。
[0041]上述技术方案中，钻杆滚动旋扣机构还包括液压马达20，液压马达20与驱动滚轮21连接，驱动滚轮21通过液压马达20带动旋转。
[0042]第一夹持机构具体为夹持油缸12，夹紧持油缸12平行于水平面设置，在一种实施例中，夹持油缸12的数量至少为两根，且两根夹持油缸12相对设置，两根夹持油缸12可同时伸出或回缩，同时伸出时，从两个不同方向抱紧钻杆16。需要说明的是，夹持油缸12的数量还可以为其它任何可能的根数，如三根。此外，夹紧钳上还设有第二夹持机构，第二夹持机构包括至少两根水平设置的夹持油缸12，夹持油缸12的一端设有牙板，夹紧持油缸的设置方式具体与第一夹持机构内的夹持油缸12设置一致，在此不再赘述。
[0043]为推动冲扣钳14旋转，铁钻工上还设有冲扣驱动装置，具体为冲扣油缸13，冲扣油缸13水平设置，其一端与夹紧钳15活动连接，另一端与冲扣钳14活动连接，夹紧钳15上设有转轨，当冲扣油缸13伸长时，可推动冲扣钳14绕转轨转动，冲扣钳14转动后，可对钻杆16上扣或卸扣，需要说明的是，转轨的中心线与钻杆16的中心线大致重合。
[0044]上述结构的钳体，把传统铁钻工的冲扣钳和旋扣钳设置为一体，通过一个钳体即可实现钻杆的旋扣和冲扣，因此，结构更为紧凑、体积更小、重量更轻，同时通过滚轮摩擦方式旋扣钻杆，对钻杆本体伤害更小。
[0045]对于臂架系统，如图1中所示，包括第一臂架4和第二臂架6，第一臂架4的一端与第二臂架6的一端活动连接，第二臂架6的另一端与转台8的上端活动连接。当第一臂架4和第二臂架6伸缩时，可带动设置于臂架上的钳体I运动。具体地，为带动第一臂架4和第二臂架6伸缩，臂架系统还包括第一油缸5和第二油缸7，第一臂架4、第二臂架6及转台8上均设有连接点，第一油缸5的一端与第一臂架4上的连接点铰接，第一油缸5的另一端与第二臂架6上连接点铰接，而第二油缸7的两端则分别与第二臂架6和转台8上的连接点铰接。
[0046]此外，臂架系统上还设有三角板25、第一支撑杆23和第二支撑杆24，三角板25上设有三个连接孔，三个连接孔分别设置于三角板25的三个角上，其中一个连接孔用于把三角板25铰接于第一臂架4端部，第一支撑杆23的一端和第二支撑杆24的一端分别与三角板25上另外两个连接孔铰接，第一支撑杆23的另一端与支撑架2铰接，第二支撑杆24的另一端与转台8铰接。
[0047]需连接两根钻杆时，臂架系统将钳体I移至井口中心，把钻杆16置于夹紧钳15和冲扣钳14的钳口内后，夹紧钳15的夹持油缸12伸出后夹紧下方钻杆16。同时，冲扣钳14的夹持油缸12也伸出夹紧上方钻杆，使上方钻杆对准下方钻杆，并使上方钻杆与驱动滚轮21周面贴合，此时旋扣驱动装置19伸出，带动连杆机构收合，从而将从动滚轮22运送至与上方钻杆周面贴合，液压马达20工作，带动驱动滚轮21旋转，在周向的摩擦力作用下，上方钻杆转动，与下方钻杆的螺纹连接，实现旋扣。当上方钻杆旋动至预定深度后，冲扣钳14无法继续转动上方钻杆，此时，液压马达20停止工作，旋扣驱动装置19通过连杆机构带动从动滚轮22复位，冲扣钳14的第一夹持机构仍然夹紧上方钻杆，启动冲扣驱动装置13工作，带动冲扣钳14相对夹紧钳13旋转一定角度，从而带动上方钻杆进一步转动一定幅度，最终实现上方钻杆与下方钻杆的完全连接到位。卸扣工作过程与上扣工作过程相反。
[0048]上述结构的铁钻工，相应地，具有上述钳体I所具有的优点。
[0049]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种钳体，用于铁钻工，其特征在于，所述钳体(I)包括冲扣钳(14)和夹紧钳(15)，所述冲扣钳(14)与所述夹紧钳(15)活动连接，所述冲扣钳(14)包括本体，所述本体上设有第一夹持机构和钻杆滚动旋扣机构，所述钻杆滚动旋扣机构包括驱动滚轮(21);所述夹紧钳(15)与所述冲扣钳(14)之间还设有带动冲扣钳(14)的本体旋转的冲扣驱动装置(13)。2.根据权利要求1所述的钳体，其特征在于，所述钻杆滚动旋扣机构还包括旋扣驱动装置(19)、连杆机构和从动滚轮(22)，所述旋扣驱动装置(19)与所述连杆机构连接，用于驱动所述连杆机构运动，所述从动滚轮(22)设于所述连杆机构的端部。3.根据权利要求2所述的钳体，其特征在于，所述连杆机构包括第一连杆(17)和第二连杆(18)，所述第一连杆(17)的第一端与所述第二连杆(18)的第一端铰接，所述第一连杆(17)的第二端与所述冲扣钳(14)铰接，所述第二连杆(18)的第二端与所述旋扣驱动装置(19)铰接，所述从动滚轮(22)设于所述第一连杆(17)的第一端。4.根据权利要求3所述的钳体，其特征在于，所述连杆机构为两套，相对分布设置于所述本体的钳口两侧，所述从动滚轮(22)为两个，分别设于两套连杆机构的第一连杆(17)的AA-上山弟一栖。5.根据权利要求1所述的钳体，其特征在于，所述钻杆滚动旋扣机构还包括液压马达(20)，所述液压马达(20)与所述驱动滚轮(21)连接，带动所述驱动滚轮(21)旋转。6.根据权利要求1所述的钳体，其特征在于，所述第一夹持机构包括至少两根夹持油缸(12)，所述夹持油缸(12)的一端设有牙板。7.根据权利要求1-6任一项所述的钳体，其特征在于，所述夹紧钳(15)上设有第二夹持机构，所述第二夹持机构包括至少两根夹持油缸(12)，所述夹持油缸(12)的一端设有牙板。8.一种铁钻工，包括臂架系统及钳体，其特征在于，所述钳体(I)设置于所述臂架系统上，所述钳体(I)为权利要求1至7中任一项所述的钳体(I)。9.根据权利要求8所述的铁钻工，其特征在于，所述臂架系统的端部设有支撑架(2)，所述支撑架(2)水平设置，所述钳体(I)通过多个柔性悬挂装置(3)设置于所述支撑架(2)上。10.根据权利要求9所述的铁钻工，其特征在于，所述铁钻工还包括底座(11)，所述臂架系统活动连接于所述底座(11)上，所述臂架系统包括多根依次铰接的臂架，所述支撑架(2)设置于末节臂架上。
【文档编号】E21B19-18GK204283266SQ201420664027
【发明者】赵勇, 王宏志, 贾海云 [申请人]湖南三一石油科技有限公司