专利名称：铁钻工的制作方法
技术领域：
本发明属于石油钻采设备，特别涉及一种与石油钻机配套的井口作业装置。
背景技术：
目前在国内石油钻井行业中，均是人工操作起、下钻杆作业，劳动强度非 常大，人工操作起、下钻杆作业，同时也给操作工人带来安全性方面的风险， 人工成本也随之增加。铁钻工被石油行业称为革命性的高新技术产品，广泛应用于陆地、海上石 油钻井作业，属于井口作业装置。铁钻工可以大大减轻井口作业工人数，减轻 工人劳动强度，极大地提高作业效率，国内目前尚无一家企业可生产。国际上，美国企业生产的铁钻工代表了世界先进水平，但现行国际市场销 售的铁钻工产品，虽然用机械代替了人工操作起、卸钻杆的作业，但因不能很 好地解决小鼠洞接单杆的操作问题，使生产现场操作起来并不十分方便。 发明内容本发明的目的是解决现有技术存在的操作不便的问题，提供一种全新的铁 钻工作为井口机器人进行井口作业操作，可以使钳口对正位于鼠洞偏斜的钻 具，通过其摆动机构的偏转摆动，使整个钳头总成产生一定角度的偏转，从而 解决小鼠洞接单杆的操作问题，解决国内人工操作所带来的问题，并对国外高 价的同类产品提供更廉价、性能更优越的替代品。本发明的目的通过下述技术方案来实现铁钻工，包括钳头总成、支臂总成、电液控制系统，钳头总成包括旋扣器 总成、主钳总成和被钳总成，还包括升降机构、摆动机构，支臂总成的一端活 动连接在升降机构上且另一端与摆动机构活动连接；摆动机构与被钳总成连 接，主钳总成与被钳总成可转动连接，旋扣器总成安装在主钳总成、被钳总成 的上方；电液控制系统由液压控制系统和电子控制系统组成，所述摆动机构、 升降机构、支臂总成、旋扣器总成、主钳总成和被钳总成分别包括有各自的液 缸驱动件，上述各总成的液缸驱动件与液压控制系统连接，并受液压控制系统 控制，电子控制系统控制液压控制系统。所述电子控制系统包括无线或有线的操作盒、电控柜和PLC触摸屏。所
述液压控制系统包括控制各液缸的多联负载多路敏感阀，多联负载多路敏感阀的电气控制部件与电子控制系统的电控柜、PLC触摸屏电连接，无线或有线操作盒的接收部件与多联负载多路敏感阀的电气控制部件电连接。所述摆动机构包括第一支承座、固定在第一支承座上的L形支臂、通过安 全销与第一支承座有间隙装配的第二支承座，第二支承座上还安装有滚轮组 件，滚轮组件的滚轮在摆动液缸工作，且通过连杆的传递使第二支承座摆动时， 可沿第一支承座的表面滚动；第一支承座上安装有外套，外套内套装有调心滚 子轴承，调心滚子轴承的轴向外侧安装有T形的压套，该压套的轴向边与调心 滚子轴承的轴承盖接触，轴承盖与外套为可拆卸的固定连接，压套的径向边外 侧压装有连杆，连杆与摆动液缸的液缸球头活动连接；L形支臂的两端分别设 有与支臂总成活动连接的圆孔；第二支承座与被钳总成焊接固定连接，随第二 支承座的摆动，使整个钳头总成摆动一定角度。所述被钳总成包括中部有开口的被钳机座及其上安装的对称的三只被钳 卡牙，被钳机座上设置有凸耳，该凸耳上装设有自润滑轴承，与扭矩油缸销轴 I滑动配合；每只被钳卡牙分别包括被钳液缸、被钳液缸驱动的钳牙座导向板、 与钳牙座导向板连接的钳牙座、与钳牙座连接的钳牙，位于被钳机座开口两侧 的被钳卡牙上安装的钳牙座导向板为第二钳牙座导向板，其一端与开口边沿配 合，另一端与安装在被钳液缸的端部外侧的单边钳牙导向键配合；另一只被钳 卡牙的第一钳牙座导向板宽度与安装在被钳液缸的端部外侧的双边钳牙导向 键的间距匹配；扭矩油缸销轴I与凸耳活动连接，在卡板的固定下，与主钳上 的扭矩液缸相联；导向弧板，通过支座定位销与被钳机座相对连接，与主钳在 旋转时滑动摩擦。所述主钳总成包括中部有开口的主钳机座及其上安装的对称的主钳卡牙， 主钳机座上设置有凸耳，该凸耳上装设有主钳自润滑轴承，凸耳卡入扭矩液缸 双耳座内并通过穿入主钳自润滑轴承内的扭矩液缸销轴II与扭矩液缸双耳座 活动连接，扭矩液缸双耳座与扭矩液缸连接；每只主钳卡牙分别包括主钳液缸、 主钳液缸驱动的主钳钳牙座导向板、与主钳钳牙座导向板连接的主钳钳牙座、 与主钳钳牙座连接的主钳钳牙；位于开口两侧的主钳卡牙上安装的主钳钳牙座 导向板为第二主钳钳牙座导向板，其一端与开口边沿配合，另一端与安装在主 钳液缸端部外侧的单边主钳钳牙导向键配合；另一只主钳卡牙上安装的主钳钳 牙座导向板为第一主钳钳牙座导向板，其宽度与安装在主钳液缸的端部外侧的
双边主钳钳牙导向键的间距匹配；主钳总成的主钳机座通过中轴与之固定连接 的滚轮与被钳总成中被钳机座上的导向槽可转动连接。所述旋扣器总成包括含有中部有开口的上下两块支撑板的旋扣器机座、一 端与下支撑板连接而另一端与被钳总成连接的支座、安装在上下支撑板之间且 位于开口两侧的夹紧装置，夹紧装置由水平方向的夹紧液缸驱动，夹紧装置为 相邻的夹紧轮组成，夹紧轮由液压马达驱动；支座上位于下支撑板下面还连接 有底支撑板，上支撑板、底支撑板之间设置有拉簧，上支撑板与下支撑板之间 套装有第一压簧，下支撑板与底支撑板之间设置有第二压簧。所述升降机构包括立柱、套装在立柱外的上滑架和下滑架，立柱的下部套 装有内齿式回转盘和液压马达，内齿式回转盘通过齿轮与其液压马达转动连 接，内齿式回转盘下侧安装有定位底板，上侧安装有固定底板；立柱位于内齿 式回转盘下方的部位套装入固定座内；上滑架和下滑架之间安装有第一升降液 缸，固定底板与上滑架之间安装有第二升降液缸；上滑架通过其上设置的L形 支架与支臂总成活动连接。所述支臂总成包括两端分别与升降机构、摆动机构活动连接的第一支臂和 第二支臂，第二支臂的中部通过短臂与升降机构的下滑架活动连接， 一对第二 支臂通过铰链轴固定连接，短臂与铰链轴活动连接。采用上述结构的本发明，操作人员在对电液控制系统的阀件手柄进行手动 控制、有线或无线的操作盒遥控和PLC触摸屏控制，对铁钻工进行可选的多 种控制方式，极大地适应了井场各种工况环境，特别是无线或有线遥控的方式 更具有方便、安全、不影响视野的益处，而且通过三种控制方式的互相补充， 可以在其中无线或有线操作控制现故障时，通过对阀件的手动控制提高安全 性；通过立柱外套装的上、下滑架的动作，可以带动支臂总成的第一支臂、第 二支臂上下移位，从而带动与支臂总成连接的摆动机构、主钳总成、被钳总成 和旋扣器总成上下移位，方便进行井口作业；摆动机构的作用是使钳头总成(包 括旋扣器总成、主钳总成和被钳总成)可偏转一定角度，以便钳头总成的钳口 对正位于鼠洞偏斜的钻具，进行上、卸扣作业，而且通过摆动机构的偏转摆动， 使整个钳头总成产生一定角度的偏转，从而解决小鼠洞接单杆的操作问题；被 钳总成是由被钳液缸工作，上、卸扣时，由被钳液缸夹紧钻具不动，通过旋扣 器总成或主钳总成作上、卸扣动作，由于采用了三只圆周均布的液缸，因而可 以方便地夹住钻具，具有自定心功能，而无需钻具精确到位，使旋扣器总成及
主钳可方便工作；主钳总成是由扭矩液缸(上、卸扣油缸)及主钳液缸进行组 合工作，上、卸扣时，由主钳液缸夹住钻具上部，扭矩液缸推动钳体转动，对 钻具施加一力矩，带动钻具旋转，实现上、卸扣功能，主钳液缸的活塞杆端部 安装有牙板，当液缸活塞杆伸出时，通过牙板与钻具接头接触，可靠地带动钻 具旋转，同样由于采用了三只圆周均布的液缸，可以方便地夹住钻具，具有自 定心功能，而无需钻具精确到位；旋扣器总成是通过液压马达驱动夹紧轮，从 而带动钻具进行上、卸扣作业，该总成采用了第一压簧、第二压簧和拉簧构成 的弹簧浮动支撑结构，因此夹紧轮在带动钻具旋转时可随钻具上、下移动，来保证上、卸扣的正常运行，支撑的弹簧可使整个旋扣器总成能自行找正钻具夹 位；升降机构的作用是支撑整个钳头总成和支臂总成，以及控制支臂总成的伸 展、回收或上、下移动，且可以通过液压马达带动齿轮，使回转盘转动，让立 柱左右摆动一定范围，通过控制升降机构的各种动作，便可以方便地使钳头总 成在允许的范围内达到所需空间的任一位置；支臂总成为机械手臂，用来支配 前端的钳头总成，将钳头总成送到适当的位置，通过控制相关的液缸活塞，使 支臂能收、放自如，并通过控制相应的液缸活塞，使支臂总成能沿着立柱作上、 下移动，将钳头总成送到所需高度，以适应处于不同高度位置的钻具接头。可见，采用上述结构的本发明，与现有技术相比，可以使钳口对正位于鼠 洞偏斜的钻具，解决小鼠洞接单杆的操作问题，解决国内人工操作所带来的问 题，并对国外高价的同类产品提供更廉价、性能更优越的替代品。
图l是本发明的结构示意图；图2是图1中自支臂总成方向的左视示意图；图3是本发明的支臂总成处于回收状态的示意图；图4是本发明中的摆动机构的结构示意图；图5是图4中A-A向(摆动机构的滚轮组件的结构)示意图；图6是图4的左视示意图；图7是本发明中的被钳总成的结构示意图；图8是本发明中图7的局部左视示意图；图9是本发明中的主钳总成的结构示意图；图IO是主钳总成的扭矩液缸与主钳机座的连接结构示意图；图11是图9中B-B向示意图12是本发明中的旋扣器总成的结构示意图；图13是图12中C-C向示意图；图14是图12的左视示意图；图15是本发明中的升降机构的结构示意图；图16是图15的左视示意图；图17是图15的右视示意图；图18是升降机构的固定座结构示意图；图19是图15中D向示意图；图20是本发明中的支臂总成的结构示意图；图21是图20中E—E向示意图；图中标号l是摆动机构，2是被钳总成，3是主钳总成，4是旋扣器总成， 5是升降机构，6是支臂总成，7是电液控制系统，101是第一支承座，102是 连杆，103是轴承盖，104是压套，105是密封圈，106是调心滚子轴承，107 是油杯，108是衬套，109是第二支承座，IIO是安全销，lll是滚轮组件，112 是摆动液缸支承座，113是第一摆动液缸销，114是止动垫块，115是摆动液缸， 116是液缸球头，117是第二摆动液缸销，201是被钳机座，202是钳牙，203 是钳牙座，204是钳牙座导向板，205是液缸导向键，206是被钳液缸，207是 钳牙挡板，208是扭矩液缸销轴I， 209是卡板，210是自润滑轴承，211第二 钳牙座导向板，212是支座定位销，213导向弧板，301是主钳机座，302是主 钳钳牙，303是主钳钳牙座，304是第一主钳钳牙座导向板，305是主钳液缸导 向键，306是主钳液缸，307是主钳钳牙挡板，308是第二主钳钳牙座导向板， 309是滚轮，310是滚轮压板，311是扭矩液缸销轴n， 312是主钳卡板，313 是扭矩液缸，314是主钳自润滑轴承，315是扭矩液缸双耳座，401是旋扣器机 座，402是夹紧装置，403是固定销，404是开口销，405是弹簧压盖，406是 第一压簧，407是第二压簧，408是支座，409是拉簧，410是弹簧调整垫，411 是压板键，412是拉簧座，413是底支撑板，414是夹紧液缸，415是上支撑板， 416是下支撑板，501是限位块，502是液轮，503是液轮轴，504是压紧块， 505是第一升降液缸销轴，506是第一升降液缸叉耳，507是上滑架，508是第 一升降液缸，509是第二升降液缸，510是立柱，511是下滑架，512是连接块， 513是叉耳，514是第二升降液缸销轴，515是齿轮，516是定位底板，517是 橡胶，518是定位块，519是内齿式回转盘，520是固定座，521是滑块，522
是固定底板，523是L形支架，524是液压马达，601是第一支臂，602是短臂 铰链轴，603是短臂，604是铰链轴，605是矩管，606是第二支臂。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。如图1、图2、图3所示，铁钻工包括钳头总成、支臂总成6、电液控制 系统7，钳头总成包括旋扣器总成4、主钳总成3和被钳总成2，还包括升降机 构5、摆动机构l，支臂总成6的一端活动连接在升降机构5上且另一端与摆 动机构l活动连接；摆动机构1与被钳总成2连接，主钳总成3与被钳总成2 可转动连接，，旋扣器总成4安装在主钳总成3、被钳总成2的上方；电液控制 系统由液压控制系统和电子控制系统组成，所述摆动机构1、升降机构5、支 臂总成6、旋扣器总成4、主钳总成3和被钳总成2分别包括有各自的液缸驱 动件，上述各总成的液缸驱动件与液压控制系统连接，并受液压控制系统控制， 电子控制系统控制液压控制系统。电子控制系统包括无线或有线的操作盒、电控柜、PLC触摸屏。液压控制系统包括控制各液缸的多联负载多路敏感阀、液控箱、阀件安装 架、液压管路等组成，多联负载多路敏感阀的电气控制部件与电子控制系统的 控制柜、PLC触摸屏电连接，无线或有线操作盒的接收部件与多联负载多路敏 感阀的电气控制部件电连接。如图4、图6所示，摆动机构1包括第一支承座101、固定在第一支承座 101上的L形支臂118、通过安全销110与第一支承座101有间隙装配的第二 支承座109，第二支承座109上还安装有滚轮组件111，滚轮组件111在摆动 液缸115工作，且通过连杆102使第二支承座109摆动时，滚轮可沿第一支承 座101的表面滚动(如图5所示)；第一支承座101上安装有外套119，外套 119内套装有调心滚子轴承106，调心滚子轴承106的轴向外侧安装有T形的 压套104，该压套104的轴向边与调心滚子轴承106的轴承盖103接触，轴承 盖103与外套119为可拆卸的固定连接，压套104的径向边外侧压装有连杆 102，连杆102与摆动液缸115的液缸球头116通过第二摆动液缸销117活动 连接，摆动液缸115的下端通过第一摆动液缸销113与摆动液缸支承座112连 接，第一摆动液缸销113的外端安装有止动垫块114，以防止摆动液缸115的 串动；L形支臂118的两端分别设有与支臂总成6活动连接的圆孔；第二支承 座109与被钳总成2悍接固定连接，随第二支承座109的摆动，使整个钳头总
成摆动一定角度。如图7所示，被钳总成2包括中部有U形开口的被钳机座201及其上安装 的对称的三只被钳卡牙，被钳机座201上设置有凸耳，该凸耳上装设有自润滑 轴承210，与扭矩油缸销轴I 208滑动配合；每只被钳卡牙分别包括被钳液缸 206、被被钳液缸206驱动的钳牙座导向板、与钳牙座导向板204连接的钳牙 座203、与钳牙座203连接的钳牙202，位于被钳机座201开口两侧的被钳卡 牙上安装的钳牙座导向板为第二钳牙座导向板211，其一端与开口边沿配合， 另一端与安装在被钳液缸206的端部外侧的单边钳牙导向键205配合；另一只 被钳卡牙的第一钳牙座导向板204宽度与安装在被钳液缸206的端部外侧的双 边钳牙导向键205的间距匹配。如图8所示，被钳总成2通过扭矩油缸销轴I 208与凸耳活动连接，在卡 板209的固定下，与主钳总成3上的扭矩液缸313相联；导向弧板213通过支 座定位销212与被钳机座201相对连接，在被钳总成2与主钳总成3相对旋转 时滑动摩擦，通过其弧度限位导向。如图9所示，主钳总成3中部有U形开口的主钳机座301及其上安装的 对称的主钳卡牙，主钳机座301上设置有凸耳，该凸耳上装设有主钳自润滑轴 承314，凸耳卡入扭矩液缸双耳座315内并通过穿入主钳自润滑轴承314内的 扭矩液缸销轴I1311与扭矩液缸双耳座315活动连接(如图10所示)，扭矩液 缸销轴I1311的外端卡入主钳卡板312进行紧固，扭矩液缸双耳座315与扭矩 液缸313连接；每只主钳卡牙分别包括主钳液缸306、主钳液缸306驱动的主 钳钳牙座导向板、与主钳钳牙座导向板连接的主钳钳牙座303、与主钳钳牙座 303连接的主钳钳牙302;位于开口两侧的主钳卡牙上安装的主钳钳牙座导向 板为第二主钳钳牙座导向板308，其一端与开口边沿配合，另一端与安装在主 钳液缸306端部外侧的单边主钳钳牙导向键305配合；另一只主钳卡牙上安装 的主钳钳牙座导向板为第一主钳钳牙座导向板304，其宽度与安装在主钳液缸 306的端部外侧的双边主钳钳牙导向键305的间距匹配；主钳总成3的主钳机 座301通过中轴与之固定连接的滚轮309与被钳总成2中被钳机座201上的导 向槽可转动连接(如图11所示)，滚轮309的外侧设置有滚轮压板310对其进 行限位。如图12、图13所示，旋扣器总成4包括旋扣器机座401、 一端与下支撑 板连接而另一端与被钳总成2连接的支座408;旋扣器机座401包括中部有U
形开口的上支撑板415和下支撑板416，在上下支撑板之间且位于开口两侧安 装有夹紧装置402，夹紧装置402由水平方向的夹紧液缸414驱动，夹紧装置 402为相邻的夹紧轮组成，夹紧轮由液压马达驱动；如图14所示，支座408 上位于下支撑板416下面还连接有底支撑板413，上支撑板415、底支撑板413 之间设置有拉簧409，拉簧409的下端通过固定在底支撑板413上的拉簧座412 与底支撑板413连接，支座408穿过下支撑板416，伸入固定在上支撑板415 下表面的弹簧压盖405内，支座408位于上支撑板415、下支撑板416之间的 部位套装有第一压簧406，弹簧压盖405内、位于第一压簧406的上端设置有 弹簧调整垫410，以调整第一压簧406的弹力；下支撑板416上固定有上套， 底支撑板413上固定有下套，上套和下套形成活套，该活套内设置有第二压簧 407。如图15、图16、图17所示，升降机构5包括立柱510、套装在立柱外的 上滑架507和下滑架511，立柱510的下部套装有内齿式回转盘519和液压马 达524，内齿式回转盘519通过齿轮515与其液压马达524转动连接，内齿式 回转盘519下侧安装有定位底板516，上侧安装有固定底板522;立柱510位 于内齿式回转盘519下方的部位上安装有橡胶517，该部位套装入固定座520 内(固定座的结构如图18所示)，橡胶517可以使两者形成紧配合；上滑架507 和下滑架511之间安装有第一升降液缸508，固定底板522与上滑架507之间 安装有第二升降液缸509;上滑架507通过其上设置的L形支架523与支臂总 成6活动连接。如图16所示，为提高安全性，立柱510的上端安装有限位块501，避免 上滑架507等部件滑出立柱造成事故。上滑架507的上方，立柱510上设置有 液轮502，其液轮轴503的外端被与上滑架507固定连接的压紧块504压紧。 上滑架507通过第一升降液缸销轴505与第一升降液缸508的叉耳506连接。 第二升降液缸509下端的叉耳513通过第二升降液缸销轴514与固定底板522 连接。如图19所示，定位底板516上设置有定位块518。立柱510中部套装有 滑块521。如图20、图21所示，支臂总成6包括两端分别与升降机构5、摆动机构 1活动连接的第一支臂601和第二支臂606，第二支臂606的中部通过短臂603 与升降机构5的下滑架511活动连接， 一对第二支臂606通过铰链轴604固定 连接，短臂603与铰链轴604活动连接。铰链轴604位于两只第二支臂606之
间的部位套装有矩管605。两只第二支臂606外侧伸出的铰链轴604端部通过 自润滑轴承与短臂603活动连接，短臂603的另一端通过短臂铰链轴602及其 上套装的自润滑轴承与下滑架511活动连接。
权利要求
1、铁钻工，包括钳头总成、支臂总成(6)、电液控制系统(7)，钳头总成包括旋扣器总成(4)、主钳总成(3)和被钳总成(2)，其特征在于，还包括升降机构(5)、摆动机构(1)，支臂总成(6)的一端活动连接在升降机构(5)上且另一端与摆动机构(1)活动连接；摆动机构(1)与被钳总成(2)连接，主钳总成(3)与被钳总成(2)可转动连接，旋扣器总成(4)安装在主钳总成(3)、被钳总成(2)的上方；电液控制系统由液压控制系统和电子控制系统组成，所述摆动机构(1)、升降机构(5)、支臂总成(6)、旋扣器总成(4)、主钳总成(3)和被钳总成(2)分别包括有各自的液缸驱动件，上述各总成的液缸驱动件与液压控制系统连接，并受液压控制系统控制，电子控制系统控制液压控制系统。
2、 如权利要求1所述铁钻工，其特征在于，所述电子控制系统包括无线 或有线操作盒和PLC触摸屏；所述液压控制系统包括控制各液缸的多联负载 多路敏感阀，多联负载多路敏感阀的电气控制部件与电子控制系统的电控柜、 PLC触摸屏电连接，无线或有线操作盒的接收部件与多联负载多路敏感阀的电 气控制部件电连接。
3、 如权利要求l所述铁钻工，其特征在于，所述摆动机构(1)包括第一 支承座(101)、固定在第一支承座(101)上的L形支臂(118)、通过安全销(110)与第一支承座(101)有间隙装配的第二支承座(109)，第二支承座(109) 上还安装有滚轮组件(111)，滚轮组件(111)的滚轮在摆动液缸(115)工作， 且通过连杆(102)使第二支承座(109)摆动时，可沿第一支承座(101)的 表面滚动；第一支承座(101)上安装有外套(119)，外套(119)内套装有调 心滚子轴承(106)，调心滚子轴承(106)的轴向外侧安装有T形的压套(104)， 该压套(104)的轴向边与调心滚子轴承(106)的轴承盖(103)接触，轴承 盖(103)与外套(119)为可拆卸的固定连接，压套(104)的径向边外侧压 装有连杆(102)，连杆(102)与摆动液缸(115)的液缸球头(116)活动连 接；L形支臂(118)的两端分别设有与支臂总成(6)活动连接的圆孔；第二 支承座(109)与被钳总成(2)固定连接，随第二支承座(109)的摆动，使 整个钳头总成摆动一定角度。
4、 如权利要求l所述铁钻工，其特征在于，所述被钳总成(2)包括中部 有开口的被钳机座(201)及其上安装的对称的三只被钳卡牙，被钳机座(201) 上设置有凸耳，该凸耳上装设有自润滑轴承(210)，与扭矩液缸销轴I (208)滑动配合；每只被钳卡牙分别包括被钳液缸(206)、被钳液缸(206)驱动的 钳牙座导向板、与钳牙座导向板(204)连接的钳牙座(203)、与钳牙座(203) 连接的钳牙(202)，位于被钳机座(201)开口两侧的被钳卡牙上安装的钳牙 座导向板为第二钳牙座导向板(211)，其一端与开口边沿配合，另一端与安装 在被钳液缸(206)的端部外侧的单边钳牙导向键(205)配合；另一只被钳卡 牙的第一钳牙座导向板(204)宽度与安装在被钳液缸(206)的端部外侧的双 边钳牙导向键(205)的间距匹配；扭矩液缸销轴I (208)与凸耳活动连接， 在卡板(209)的固定下，与主钳总成(3)上的扭矩液缸(313)相联；导向 弧板(213)通过支座定位销(212)与被钳机座(201)相对连接，与被钳总 成(2)与主钳总成(3)相对旋转时滑动限位导向。
5、 如权利要求l所述铁钻工，其特征在于，所述主钳总成(3)包括中部 有开口的主钳机座(301)及其上安装的对称的主钳卡牙，主钳机座(301)上 设置有凸耳，该凸耳上装设有主钳自润滑轴承(314)，凸耳卡入扭矩液缸双耳 座(315)内并通过穿入主钳自润滑轴承(314)内的扭矩液缸销轴II (311) 与扭矩液缸双耳座(315)活动连接，扭矩液缸双耳座(315)与扭矩液缸(313) 连接；每只主钳卡牙分别包括主钳液缸(306)、主钳液缸(306)驱动的主钳 钳牙座导向板、与主钳钳牙座导向板连接的主钳钳牙座(303)、与主钳钳牙座(303)连接的主钳钳牙(302);位于开口两侧的主钳卡牙上安装的主钳钳牙 座导向板为第二主钳钳牙座导向板(308)，其一端与开口边沿配合，另一端与 安装在主钳液缸(306)端部外侧的单边主钳钳牙导向键(305)配合；另一只 主钳卡牙上安装的主钳钳牙座导向板为第一主钳钳牙座导向板(304)，其宽度 与安装在主钳液缸(306)的端部外侧的双边主钳钳牙导向键(305)的间距匹 配；主钳总成(3)的主钳机座(301)通过中轴与之固定连接的滚轮(309) 与通过被钳总成(2)中被钳机座(201)上的导向槽可转动连接。
6、 如权利要求1所述铁钻工，其特征在于，所述旋扣器总成(4)包括旋 扣器机座(401)、 一端与下支撑板连接而另一端与被钳总成(2)连接的支座(408)，旋扣器机座(401)包括中部有开口的上下两块支撑板(415， 416)， 在上下支撑板之间且位于开口两侧安装有夹紧装置(402)，夹紧装置(402) 由水平方向的夹紧液缸(414)驱动，夹紧装置(402)为相邻的夹紧轮组成， 夹紧轮由液压马达驱动；支座(408)上位于下支撑板(416)下面还连接有底 支撑板(413)，上支撑板(415)、底支撑板(413)之间设置有拉簧(409)，上支撑板(415)与下支撑板(416)之间套装有第一压簧(406)，下支撑板(416) 与底支撑板(413)之间设置有第二压簧(407)。
7、 如权利要求l所述铁钻工，其特征在于，所述升降机构(5)包括立柱(510) 、套装在立柱外的上滑架(507)和下滑架(511)，立柱(510)的下部 套装有内齿式回转盘(519)和液压马达(524)，内齿式回转盘(519)通过齿 轮(515)与其驱动液压马达(524)转动连接，内齿式回转盘(519)下侧安 装有定位底板(516)，上侧安装有固定底板(522);立柱(510)位于内齿式 回转盘(519)下方的部位套装入固定座(520)内；上滑架(507)和下滑架(511) 之间安装有第一升降液缸(508)，固定底板(522)与上滑架(507) 之间安装有第二升降液缸(509);上滑架(507)通过其上设置的L形支架(523) 与支臂总成(6)活动连接。
8、 如权利要求8所述铁钻工，其特征在于，所述支臂总成(6)包括两端 分别与升降机构(5)、摆动机构(1)活动连接的第一支臂(601)和第二支臂(606)，第二支臂(606)的中部通过短臂(603)与升降机构(5)的下滑架 (511)活动连接，短臂(603)与铰链轴(604)活动连接。
9、 如权利要求9所述铁钻工，其特征在于，所述摆动机构(1)包括第一 支承座(101)、固定在第一支承座(101)上的L形支臂(118)、通过安全销(110)与第一支承座(101)有间隙装配的第二支承座(109)，第二支承座(109) 上还安装有滚轮组件(111),滚轮组件(111)的滚轮在摆动液缸(115)工作， 且通过连杆(102)使第二支承座(109)摆动时，可沿第一支承座(101)的 表面滚动；第一支承座(101)上安装有外套(119)，外套(119)内套装有调 心滚子轴承(106)，调心滚子轴承(106)的轴向外侧安装有T形的压套(104)， 该压套(104)的轴向边与调心滚子轴承(106)的轴承盖(103)接触，轴承 盖(103)与外套(119)为可拆卸的固定连接，压套(104)的径向边外侧压 装有连杆(102)，连杆(102)与摆动液缸(115)的液缸球头(116)活动连 接；L形支臂(118)的两端分别设有与支臂总成(6)活动连接的圆孔；第二 支承座(109)与被钳总成(2)固定连接，随第二支承座(109)的摆动，使 整个钳头总成摆动一定角度。所述被钳总成(2)包括中部有开口的被钳机座(201)及其上安装的对称 的三只被钳卡牙，被钳机座(201)上设置有凸耳，该凸耳上装设有自润滑轴 承(210)，与扭矩液缸销轴I (208)滑动配合；每只被钳卡牙分别包括被钳 液缸(206)、被钳液缸(206)驱动的钳牙座导向板、与钳牙座导向板(204) 连接的钳牙座(203)、与钳牙座(203)连接的钳牙(202)，位于被钳机座(201) 开口两侧的被钳卡牙上安装的钳牙座导向板为第二钳牙座导向板(211)，其一 端与开口边沿配合，另一端与安装在被钳液缸(206)的端部外侧的单边钳牙 导向键(205)配合；另一只被钳卡牙的第一钳牙座导向板(204)宽度与安装 在被钳液缸(206)的端部外侧的双边钳牙导向键(205)的间距匹配；扭矩液 缸销轴I (208)与凸耳活动连接，在卡板(209)的固定下，与主钳(3)上 的扭矩液缸(313)相联；导向弧板(213)通过支座定位销(212)与被钳机 座(201)相对连接，在被钳总成(2)与主钳总成(3)相对旋转时滑动限位 导向。所述主钳总成(3)包括中部有开口的主钳机座(301)及其上安装的对称 的主钳卡牙，主钳机座(301)上设置有凸耳，该凸耳上装设有主钳自润滑轴 承(314)，凸耳卡入扭矩液缸双耳座(315)内并通过穿入主钳自润滑轴承(314) 内的扭矩液缸销轴II (311)与扭矩液缸双耳座(315)活动连接，扭矩液缸双 耳座(315)与扭矩液缸(313)连接；每只主钳卡牙分别包括主钳液缸(306)、 主钳液缸(306)驱动的主钳钳牙座导向板、与主钳钳牙座导向板连接的主钳 钳牙座(303)、与主钳钳牙座(303)连接的主钳钳牙(302);位于开口两侧 的主钳卡牙上安装的主钳钳牙座导向板为第二主钳钳牙座导向板(308)，其一 端与开口边沿配合，另一端与安装在主钳液缸(306)端部外侧的单边主钳钳 牙导向键(305)配合；另一只主钳卡牙上安装的主钳钳牙座导向板为第一主 钳钳牙座导向板(304)，其宽度与安装在主钳液缸(306)的端部外侧的双边 主钳钳牙导向键(305)的间距匹配；主钳总成(3)的主钳机座(301)通过 中轴与之固定连接的滚轮(309)与被钳总成(2)中被钳机座(201)上的导 向槽可转动连接；所述旋扣器总成(4)包括旋扣器机座(401)、 一端与下支撑板连接而另 一端与被钳总成(2)连接的支座(408)，旋扣器机座(401)包括中部有开口 的上下两块支撑板(415， 416)，在上下支撑板之间且位于开口两侧安装有夹 紧装置(402)，夹紧装置(402)由水平方向的夹紧液缸(414)驱动，夹紧装 置(402)为相邻的夹紧轮组成，夹紧轮由液压马达驱动；支座(408)上位于 下支撑板(416)下面还连接有底支撑板(413)，上支撑板(415)、底支撑板 (413)之间设置有拉簧(409)，上支撑板(415)与下支撑板(416)之间套 装有第一压簧(406)，下支撑板(416)与底支撑板(413)之间设置有第二压 簧(407)。
全文摘要
铁钻工，涉及一种与石油钻机配套的井口作业装置，目的是解决现有技术存在的操作不便的问题，包括钳头总成、支臂总成、电液控制系统，钳头总成包括旋扣器总成、主钳总成和被钳总成，还包括升降机构、摆动机构，支臂总成的一端活动连接在升降机构上且另一端与摆动机构活动连接；摆动机构与主钳总成、被钳总成连接，旋扣器总成安装在主钳总成、被钳总成的上方；电液控制系统由液压控制系统和电子控制系统组成，所述摆动机构、升降机构、支臂总成、旋扣器总成、主钳总成和被钳总成分别包括有各自的液缸驱动件，上述各总成的液缸驱动件与液压控制系统连接，并受液压控制系统控制，电子控制系统控制液压控制系统。本发明适于石油钻采时进行井口作业用。
文档编号E21B19/16GK101397892SQ20081004652
公开日2009年4月1日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者伟 朱, 冰 王, 王伍周, 黄建伟 申请人:四川劳玛斯特高胜石油钻采设备有限公司