专利名称：一种夹持装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻采设备中的自动化装置，特别涉及一种对钻井工具进 行移运的可夹持装置。
背景技术：
在石油工业及海洋工程的石油开采中，钻井工具的移运是十分常见的工作步骤。目前，陆地石油钻井多借助于吊机和钢丝绳进行钻井工具的移运，采用这种方式 移运钻具，其移运效率低，操作人员劳动强度大，而且存在相当大的安全隐患；在海洋石油 钻井模块多借助于起重设备和钻具夹持装置进行钻井工具的移运，而现有的夹持装置通常 存在以下缺陷1、由于夹持部的弧面是固定的，只能夹持较小尺寸范围的钻具，当钻具的尺 寸范围超过了夹持装置的夹持范围时，只能更换整个夹持机构，操作相当麻烦，工作效率很 低；2、夹持部在开合时，其左右爪同时旋转，造成前部在宽度方向的活动范围较大，当钻井 工具排放紧密、钻具之间间隙较小时，夹持部在夹持钻具时很容易与被夹钻具相邻的钻具 发生接触，影响夹持装置对钻具的夹持效果，甚至造成无法进行夹持的现象；3、对被夹持的 钻具缺少对其第三点的支撑固定，通常只能靠夹持部的弧面对钻具进行固定，当钻具的尺 寸与夹持部尺寸相差较大时，其固定效果很不稳定，容易造成钻具滑落。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种不受钻具排放间隙 的限制，结构紧凑、夹持可靠、工作效率高的夹持装置。本实用新型的技术方案是这样实现的一种夹持装置，包括吊耳、臂架和夹持机 构，所述吊耳设置在所述臂架上端面的轴向中心位置，其特征在于至少两个夹持机构对称 的设置于所述臂架两端。本实用新型所述的夹持装置，其所述夹持机构包括两个夹持爪和驱动装置，所述 驱动装置设置在臂架上，在所述两个夹持爪中至少有一个夹持爪与所述驱动装置连接。本实用新型所述的夹持装置，其在所述臂架下端面设置有至少一个压持机构。本实用新型所述的夹持装置，其所述驱动装置包括旋转轴、连杆A、B、C、推力油缸 和耳座A，所述推力油缸与固定在臂架上的所述耳座A铰接，所述夹持爪与旋转轴连接，所 述旋转轴的另一端通过连杆A、B、C与所述推力油缸连接。本实用新型所述的夹持装置，其所述旋转轴一端穿过臂架与所述夹持爪上端部连 接，其另一端通过连杆A、B、C与所述推力油缸连接，所述连杆B、C的铰接端与所述推力油
缸一端铰接。本实用新型所述的夹持装置，其在所述旋转轴穿过臂架的通孔内设置有镶套，在 所述镶套与旋转轴之间安装有径向轴承和推力轴承，在所述通孔的上下两端分别设置有轴 承座圈和轴承底盖，所述轴承座圈和轴承底盖分别与所述臂架连接。本实用新型所述的夹持装置，其在所述旋转轴上、轴承座圈与所述连杆A、B之间
3设置有承压螺母，所述承压螺母与所述旋转轴螺纹连接。本实用新型所述的夹持装置，其所述压持机构包括耳座B、压持油缸和压板，所述 耳座B设置在臂架上，所述压持油缸一端与所述耳座B连接，其另一端穿过臂架与所述压板 连接。本实用新型通过对夹持机构的设计，利用可旋转的爪进行夹持动作，在夹持过程 中不会对相邻排放的钻具造成干涉，不会受钻具排放间隙的限制，同时利用与夹持机构配 合使用的压持机构，对钻具构成三点夹持，夹持更加稳固，整个装置结构紧凑、夹持可靠、工 作效率高。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是1、该夹持装置能够适应排放间隙较小的钻具，通过夹持爪在钻具下部旋转夹持， 夹持时不会对相邻排放的钻具造成干涉，适应性强，能减少排放钻具占用的空间。2、利用压持机构与夹持机构相配合，对被夹持物形成三点夹持，对钻具的夹持更 加稳固，通过改变夹持爪的结构尺寸，可适应不同直径范围的钻具。3、整个夹持装置结构简单、紧凑，通过安装在起重设备末端，为各执行机构液缸提 供液压动力即可，可远程或在操作室控制夹持装置的动作，互换性好，操作方便。
图1是本实用新型实施例1的开启工况的结构示意图。图2是图1的主视图。图3是图1的俯视图。图4是本实用新型实施例1的闭合工况的结构示意图。图5是图4的主视图。图6是图4的俯视图。图7是本实用新型实施例2的结构示意图。图中标记1为吊耳，2为臂架，3a、3b为夹持爪，4a、4b为旋转轴，5a为连杆A，5b为 连杆B，5c为连杆C，6为推力油缸，7a为耳座A，7b为耳座B，8为压持油缸，9为压板，10为 轴承座圈，11为轴承底盖，12承压螺母，13为耳座。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例1 如图1所示，一种夹持装置，包括吊耳1、臂架2和夹持机构，所述吊耳 1设置在所述臂架2上端面的轴向中心位置，吊耳通过销轴与起重设备的末端连接，整个夹 持装置可绕着该销轴旋转；所述两个夹持机构对称的设置于所述臂架2两端，所述夹持机 构包括两个夹持爪3a、3b和驱动装置，所述驱动装置设置在臂架2上，在所述臂架2下端面 的轴向中心处设置有一个压持机构。其中所述两个夹持爪3a、3b均与所述驱动装置连接，如图2所示，当夹持装置处于开启工况时，所述两个夹持爪的夹持端处于相反朝向且相对于臂架的轴向方向平行的状 态；如图4、5和6所示，当夹持装置处于闭合工况时，所述两个夹持爪在旋转驱动装置的驱 动下顺时针旋转90°，夹持端朝向呈与臂架轴向方向垂直状态。所述驱动装置包括旋转轴、连杆、两个推力油缸6和耳座A7a，所述旋转轴4a、4b的 一端穿过臂架2分别与所述夹持爪3a、3b的上端面固定连接，在所述旋转轴4a、4b穿过臂 架2的通孔内设置有镶套，在镶套与旋转轴之间安装有径向轴承如圆柱滚子轴承和推力轴 承，分别用于承受径向力和轴向力，所述径向轴承外圈与镶套内侧相对固定，径向轴承内圈 与旋转轴紧密配合，推力轴承安装与径向轴承上侧，用于承受压力，旋转轴与夹持爪一起可 相对镶套转动；在通孔的上下两端分别设置有轴承座圈10和轴承底盖11，所述轴承座圈10 和轴承底盖11分别与臂架连接，用于定位作用。其中，所述旋转轴4a、4b的另一端分别与连杆A5a、B5b 一端铰接，在所述旋转轴 4a、4b上、轴承座圈10与所述连杆A5a、B5b之间设置有承压螺母12，所述承压螺母12与所 述旋转轴4a、4b螺纹连接，用于旋转轴的轴向定位，经轴承座圈将轴向载荷传递到推力轴 承上；所述连杆A5a、B5b的另一端通过销轴与所述连杆C5c的两端铰接，所述推力油缸6的 一端与所述连杆C5c的一端铰接，其另一端与固定在臂架2上的所述耳座A7a铰接，通过三 个连杆和臂架形成四杆机构带动，驱动力由推力油缸提供。如图2和3所示，所述压持机构包括耳座B7b、压持油缸8和压板9，耳座B7b设置 在臂架2上端面的轴向中心位置，所述压持油缸8—端通过销轴与所述耳座B7b连接，其另 一端穿过臂架2通过销轴与所述压板9连接，当夹持爪抓持钻具后，压持油缸动作，推动压 板将钻具固定，实现对钻具的完全夹持；在所述臂架2上、吊耳1 一侧还设置有一耳座13， 所述耳座13与姿态油缸连接，用于钻具被吊起后，调节姿态油缸使臂架与水平面平行。工作过程和原理为以夹持钻具为例，钻具多层多排摆放，当夹持钻具时，经起重 设备将该夹持装置吊至钻具轴向中间位置，调整起重设备使夹持装置的理论夹持中心线与 钻具的轴线在同一竖直平面内，调整推力油缸，使夹持爪处于开启状态(即夹持爪与钻具轴 线平行)。通过起重设备下放夹持装置，使夹持爪的下底面与下层钻具接触时停止，同步启 动两个推力油缸，使夹持爪顺时针转动至闭合状态时(即夹持爪与钻具轴线垂直)停止，启 动压持油缸，使压板压持钻具达到预设的载荷时停止，锁死油缸。起重设备工作，将夹持装 置吊起至一定高度，通过与耳座连接的姿态油缸进行调节，使钻具与水平面平行后，移动起 重设备。将钻具移运至目的地后，下放夹持装置至放置面适当距离，调整姿态油缸使钻具 轴线与其放置面平行，缓慢下放夹持装置至放置面，解锁压持油缸，收回压板至初始位置， 同步启动两推力油缸，使夹持爪逆时针旋转至开启状态，卸下钻具，然后将夹持装置吊起， 完成钻具的移运动作。实施例2 如图7所示，所述夹持机构包括两个夹持爪3a、3b和驱动装置，其中所 述夹持爪3a与臂架2固定连接，所述夹持爪3a呈平板状，所述夹持爪3b与驱动装置连接， 所述驱动装置包括旋转轴、连杆、两个推力油缸6和耳座A7a，所述旋转轴4a固定在臂架2 上，所述旋转轴4b的一端穿过臂架2与所述夹持爪3b的上端面固定连接，所述旋转轴4b 的另一端与所述连杆B5b —端铰接，所述旋转轴4a与连杆A5a —端铰接，所述连杆A5a、B5b
5的另一端通过销轴与所述连杆C5c的两端铰接，所述推力油缸6的一端与连杆C5c的一端 铰接，其另一端与固定在臂架2上的所述耳座A7a铰接，通过三个连杆和臂架形成四杆机构 带动，驱动力由推力油缸提供。其他结构与实施例1基本相同。实施例3 在所述夹持机构中，驱动臂架两端的夹持爪旋转的推力油缸为一个，所 述推力油缸的中点处与固定在臂架上的耳座A铰接，其两端分别通过连杆与夹持爪铰接， 实现其对所述夹持爪的旋转驱动作用，所述夹持机构中的夹持爪可以两个同时旋转，也可 一个固定一个旋转，其对应的连接结构和工作原理与实施例1或实施例2基本相同。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、等同替换和改进等，采用现有驱动方式，如马 达驱动，来实现本发明的技术方案，解决本发明相同技术问题的，均应包含在本实用新型的 保护范围之内。
权利要求一种夹持装置，包括吊耳(1)、臂架(2)和夹持机构，所述吊耳(1)设置在所述臂架(2)上端面的轴向中心位置，其特征在于至少两个夹持机构对称的设置于所述臂架(2)两端。
2.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于所述夹持机构包括两个夹持爪(3a、 3b)和驱动装置，所述驱动装置设置在臂架(2)上，在所述两个夹持爪(3a、3b)中至少有一 个夹持爪与所述驱动装置连接。
3.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于在所述臂架(2)下端面设置有 至少一个压持机构。
4.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于所述驱动装置包括旋转轴(4a、4b)、 连杆A、B、C (5a、5b、5c)、推力油缸(6)和耳座A (7a)，所述推力油缸(6)与固定在臂架(2) 上的所述耳座A (7a)铰接，所述夹持爪(3a、3b)与旋转轴(4a、4b)连接，所述旋转轴(4a、 4b )的另一端通过连杆A、B、C (5a、5b、5c )与所述推力油缸(6 )连接。
5.根据权利要求4所述的夹持装置，其特征在于所述旋转轴(4a、4b)—端穿过臂架 (2)与所述夹持爪(3a、3b)上端部连接，其另一端通过连杆A、B、C (5a、5b、5c)与所述推力 油缸(6)连接，所述连杆B、C (5b、5c)的铰接端与所述推力油缸(6) —端铰接。
6.根据权利要求5所述的夹持装置，其特征在于在所述旋转轴(4a、4b)穿过臂架 (2)的通孔内设置有镶套，在所述镶套与旋转轴之间安装有径向轴承和推力轴承，在所述通 孔的上下两端分别设置有轴承座圈(10)和轴承底盖(11 )，所述轴承座圈(10)和轴承底盖 (11)分别与所述臂架(2)连接。
7.根据权利要求6所述的夹持装置，其特征在于在所述旋转轴(4a、4b)上、轴承座圈 (10)与所述连杆A、B (5a、5b)之间设置有承压螺母(12)，所述承压螺母(12)与所述旋转 轴(4a、4b)螺纹连接。
8.根据权利要求3所述的夹持装置，其特征在于所述压持机构包括耳座B(7b)、压 持油缸(8)和压板(9)，所述耳座B (7b)设置在臂架(2)上，所述压持油缸(8)—端与所述 耳座B (7b)连接，其另一端穿过臂架(2)与所述压板(9)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种夹持装置，包括吊耳、臂架和夹持机构，所述吊耳设置在所述臂架上端面的轴向中心位置，其特征在于至少两个夹持机构对称的设置于所述臂架两端。本实用新型通过对夹持机构的设计，利用可旋转的爪进行夹持动作，在夹持过程中不会对相邻排放的钻具造成干涉，不会受钻具排放间隙的限制，同时利用与夹持机构配合使用的压持机构，对钻具构成三点夹持，夹持更加稳固，整个装置结构紧凑、夹持可靠、工作效率高。
文档编号E21B19/00GK201705240SQ201020143708
公开日2011年1月12日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者何萌, 刘宣国, 陈俊, 陈崇 申请人:四川宏华石油设备有限公司