专利名称：上卸扣钳的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻采设备领域，更具体地说，涉及一种用于对钻杆、套管、油管等管件进行卸扣的上卸扣钳。
背景技术：
在石油油井的钻探过程和维修过程中，各种铁钻エ会配备使用，用于上扣和卸扣的旋扣钳和上卸扣钳是铁钻エ的核心功能部件，用以完成钻杆、套管、油管(以下简称管件)的上扣和卸扣的程序，但是，目前的上卸扣钳或崩扣钳存在共同缺点I)上卸扣钳的扭矩油缸采用单ー油缸布置方式，由于结构空间的限制，完成上扣或卸扣的上钳，只能转动一次，如果不能完成上扣或卸扣时，就需要上钳松开管件退回原来 位置，再操作一次；2)上钳和背钳中的夹钳布置方式是双夹钳，采用对称布置，在夹紧管件的过程中，钳ロ中心与管件中心的自动重合能力差；3)上扣或卸扣时，上钳相对背钳转动，转动方式多采用上钳和背钳之间的偶合滑槽方式，摩擦阻カ相对较大。
实用新型内容本实用新型g在提出ー种新型的上卸扣钳。根据本实用新型的ー实施例，提出ー种上卸扣钳，包括上钳、背钳、转动机构和滑轨机构。上钳包括上箱体和设置在上箱体中的上夹紧机构，上夹紧机构夹紧管件。背钳包括下箱体和设置在下箱体中的下夹紧机构，下夹紧机构夹紧管件，背钳设置在上钳的下方。转动机构包括上扭矩油缸和下扭矩油缸，上扭矩油缸连接到上钳并推动上钳旋转，下扭矩油缸连接到背钳并推动转臂转动，转臂转动带动上钳进ー步旋转。滑轨机构安装在背钳和上钳之间，上钳沿滑轨机构相对于背钳滑动，滑轨机构包括安装于上箱体上表面的圆弧形雄导轨、安装于上箱体下表面的滚轮和安装于下箱体上表面的双圆弧形雌导轨。在一个实施例中，上夹紧机构包括数个上腹板、上夹紧油缸、上导向板、上滑块和上钳ロ。数个上腹板固接在上箱体中。上夹紧油缸安装在上腹板中，上夹紧油缸中安装有直线位移传感器。上导向板安装在上腹板上，上导向板设置在上夹紧油缸的两侧。上滑块安装在上夹紧油缸的前端。上钳ロ连接到上夹紧油缸的活塞端，上钳ロ呈V型并且表面具有纹路。在一个实施例中，上腹板为三个，在上箱体中呈120°分布。上夹紧油缸为三个，分别放置在三个上腹板中，上夹紧油缸呈120°分布。上钳ロ的上下两侧安装有減磨块。在一个实施例中，下夹紧机构包括数个下腹板、下夹紧油缸、下导向板、下滑块和下钳ロ。数个下腹板固接在下箱体中。下夹紧油缸安装在下腹板中，下夹紧油缸中安装有直线位移传感器。下导向板安装在下腹板上，下导向板设置在下夹紧油缸的两侧。下滑块安装在下夹紧油缸的前端。下钳ロ连接到下夹紧油缸的活塞端，下钳ロ呈V型并且表面具有纹路。在一个实施例中，下腹板为三个，在下箱体中呈120°分布。下夹紧油缸为三个，分别放置在三个下腹板中，下夹紧油缸呈120°分布。下钳ロ的上下两侧安装有減磨块。在一个实施例中，上扭矩油缸为两个，分别布置在上钳的两侧，上扭矩油缸的伸缩端铰接至上钳。下扭矩油缸为两个，分别布置在背钳的两侧，下扭矩油缸的伸缩端铰接至背钳。转臂还包括第一转臂和第二转臂，第一转臂和第二转臂分别布置在上钳和背钳的两侧，第一转臂和第二转臂各自连接位于同一侧的ー个上扭矩油缸和一个下扭矩油缸。第一转臂和第二转臂的第一端铰接于下箱体上，第一转臂和第二转臂的第二端为双头端，包括上销轴和下销轴，上销轴铰接至上扭矩油缸的固定端，下销轴铰接至下扭矩油缸的固定端。在一个实施例中，包括两组滚轮，两组滚轮对称布置，固结于上箱体的下表面，滚轮在上箱体和下箱体之间沿双圆弧形雌导轨滚动。在一个实施例中，滚轮包括滚子、自润滑轴套、万向球、轴用挡圈和固定轴。在一个实施例中，所述上卸扣钳还包括感应销、感应开关、封板和U型板。感应销安装在上箱体尾端。感应开关安装在下箱体尾部，感应开关的感应面朝上并对准感应销。封 板通过销轴固定于背钳上。U型板设置在上钳的两侧，U型板和封板共同封闭上钳。封板上具有内圆弧，内圆弧卡在圆弧形雄导轨的外圈。本实用新型的上卸扣钳能够实现一次夹紧管件后的连续两次转动，确保在一次操作中完成上扣或卸扣，提高设备效率。在上钳和背钳中的夹紧机构的布置方式采用三个夹钳120°均布方式，钳ロ均为V型结构，三个V型钳ロ同时夹紧管件，使上卸扣钳中心与管件中心重合。上钳相对背钳转动，采用上钳上下两面设置导轨加滚轮方式，減少转动中的摩擦阻力。
本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过
以下结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中图I掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的正面视图。图2掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的侧面视图。图3掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的俯视图。图4掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的上钳的俯视图。图5掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的上钳的正面视图。图6掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的上钳的内部结构俯视图。图7掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的上钳的侧视剖视图。图8掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的背钳的俯视图。图9掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的背钳的侧视图。图10掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的背钳的正面视图。图11掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的背钳的内部结构俯视图。图12掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的扭矩油缸的转臂的剖视图。图13掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的扭矩油缸与上钳连接的剖视图。图14掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的扭矩油缸与背钳连接的剖视图。图15掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的滚轮的剖视图。图16掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的封板的结构图。图17掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的封板与背钳的前端固结结构的剖视图。图18掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的封板与背钳的后端固结结构的剖视图。图19a掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的上钳顺时针转动30°，使上钳处于卸扣准备状态。图19b掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的上钳进行了卸扣动作，逆 时针转动30°的状态。图19c是掲示了根据本实用新型的一实施例的上卸扣钳的转臂转动，带动上钳再逆时针转动30°，使上钳总共转动60°的状态。
具体实施方式
如图所示，本实用新型掲示了ー种上卸扣钳，包括上钳100、背钳200、转动机构300和滑轨机构400。參考图I和图2，上钳100包括上箱体和设置在上箱体中的上夹紧机构，上夹紧机构夹紧管件。背钳200包括下箱体和设置在下箱体中的下夹紧机构，下夹紧机构夹紧管件，背钳200设置在上钳100的下方转动机构300包括上扭矩油缸和下扭矩油缸，上扭矩油缸连接到上钳100并推动上钳100旋转，下扭矩油缸连接到背钳200并推动转臂311,312转动，转臂311、312转动带动上钳100进ー步旋转。滑轨机构400安装在背钳200和上钳100之间，上钳100沿滑轨机构400相对于背钳200滑动。滑轨机构400包括安装于上箱体101上表面的圆弧形雄导轨402、安装于上箱体101下表面的滚轮401和安装于下箱体201上表面的双圆弧形雌导轨403。參考图4、图5、图6和图7，上钳100包括上箱体101和设置在上箱体中的上夹紧机构，上夹紧机构包括数个上腹板104、上夹紧油缸103、上导向板105、上滑块106和上钳ロ108。数个上腹板104固接在上箱体中。上夹紧油缸103安装在上腹板104中，上夹紧油缸103中安装有直线位移传感器102。上导向板105安装在上腹板104上，上导向板105设置在上夹紧油缸103的两侧。上滑块106安装在上夹紧油缸103的前端。上钳ロ 108连接到上夹紧油缸103的活塞端，上钳ロ 108呈V型并且表面具有纹路。在图示的实施例中，上腹板104为三个，在上箱体101中呈120°分布。上夹紧油缸103为三个，分别放置在三个上腹板104中，上夹紧油缸103也呈120°分布。上钳ロ 108的上下两侧安装有减磨块107。參考图8、图9、图10和图11，背钳200包括下箱体201和设置在下箱体中的下夹紧机构，下夹紧机构包括数个下腹板204、下夹紧油缸203、下导向板205、下滑块206和下钳ロ 208。数个下腹板204固接在下箱体201中。下夹紧油缸203安装在下腹板204中，下夹紧油缸203中安装有直线位移传感器202。下导向板205安装在下腹板204上，下导向板205设置在下夹紧油缸203的两侧。下滑块206安装在下夹紧油缸203的前端。下钳ロ 208连接到下夹紧油缸203的活塞端，下钳ロ 208呈V型并且表面具有纹路。在图示的实施例中，下腹板204为三个，在下箱体201中呈120°分布。下夹紧油缸203为三个，分别放置在三个下腹板204中，下夹紧油缸203呈120°分布。下钳ロ 208的上下两侧安装有减磨块207。參考图2、图4、图11、图12、图13和图14，上扭矩油缸为两个，包括第一上扭矩油缸321和第二上扭矩油缸322，分别布置在上钳100的两侧，上扭矩油缸321和322的伸缩端铰接至上钳100的两端。下扭矩油缸也为两个，包括第二下扭矩油缸331和第二下扭矩油缸332，分别布置在背钳200的两侧，下扭矩油缸331和332的伸缩端铰接至背钳200的两侧。转臂包括第一转臂311和第二转臂312，第一转臂311和第二转臂322分别布置在上钳100和背钳200的两侧，第一转臂311和第二转臂322各自连接位于同一侧的ー个上扭矩油缸和ー个下扭矩油缸。具体而言，第一转臂311连接第一上扭矩油缸321和第一下扭矩油缸331。第二转臂322连接第二上扭矩油缸322和第二下扭矩油缸332。第一转臂
311和第二转臂312的第一端铰接于下箱体201上，具体地说，是铰接于下箱体201的后侧两端。第一转臂311和第二转臂312的第二端为双头端，包括上销轴和下销轴，上销轴铰接至上扭矩油缸321和322的固定端，下销轴铰接至下扭矩油缸331和332的固定端。參考图I、图2、图3、图4、图7、图8、图15、图16、图17和图18，滑轨机构400包括圆弧形雄导轨402、双圆弧形雌导轨403和两组滚轮401。圆弧形雄导轨402安装于上箱体101的上表面。双圆弧形雌导轨403安装于下箱体201的上表面。两组滚轮401对称布置，滚轮401固结于上箱体101的下表面，滚轮401在上箱体101和下箱体201之间沿双圆弧形雌导轨403滚动。如图所示，滚轮401包括滚子411、自润滑轴套412、万向球413、轴用挡圈414和固定轴415。该上卸扣钳还包括感应销404、感应开关405、封板406和U型板420。感应销404安装在上箱体101尾端。感应开关405安装在下箱体201尾部，感应开关405的感应面朝上并对准感应销404。封板406通过销轴固定于背钳200上，具体而言，封板406通过后端的两组销轴407和前端的四组销轴408固结于背钳200上。U型板420设置在上钳100的两侧，U型板420和封板406共同封闭上钳100。封板406上具有内圆弧，内圆弧卡在圆弧形雄导轨402的外圈。该上卸扣钳的工作过程如下背钳200的三组呈120°分部的下钳ロ 208由三组下夹紧油缸203同步驱动伸出，夹紧ー个管件，下夹紧油缸203内置直线位移传感器202，直线位移传感器202确认位置同步后，上钳100逆时针或顺时针转动30°，处于上扣或卸扣准备状态，上钳100的三组呈120°分部的上钳ロ 108由三组上夹紧油缸103同步驱动伸出，上夹紧油缸103内置直线位移传感器102，直线位移传感器102确认位置同步后，另ー个管件被夹紧。与背钳200铰接的下扭矩油缸331和332处于并紧状态，将第一转臂311和第ニ转臂312定位于需要位置，与上钳100铰接的上扭矩油缸321和322进行逆时针或顺时针运动，带动上钳100转动，进行上扣或卸扣，此时上钳100逆时针或顺时针转动了 30°，如果上钳100的一次转动不能完成上扣或卸扣，这时上扭矩油缸321和322处于并紧状态，而下扭矩油缸331和332则进行伸縮，带动第一转臂311和第二转臂312转动，方向与上钳100的上扣或卸扣转动方向同向，从而带动上钳100再转动,此时上钳100逆时针或顺时针就总共转动了 60°。图19a、图19b、图19c所示的为卸扣过程上钳100的转动过程。在上钳100的转动过程中，两组滚轮401在双圆弧形雌导轨403中滚动，圆弧形雄导轨402同时沿封板406的内圆弧面转动。[0044]当完成上扣或卸扣后，上钳100的三个上夹紧油缸103同步收缩带动上钳ロ 108收回，直线位移传感器102归零位信号，确定夹钳松开退回零位。上扭矩油缸321和322进行反方向转动，当感应开关405感应到感应销404，确定上钳100回到零位。背钳200的三个下夹紧油缸203同步收缩带动下钳ロ 208收回，直线位移传感器202归零位信号，确定夹钳松开退回零位。本实用新型的上卸扣钳能够实现一次夹紧管·件后的连续两次转动，确保在一次操作中完成上扣或卸扣，提高设备效率。在上钳和背钳中的夹紧机构的布置方式采用三个夹钳120°均布方式，钳ロ均为V型结构，三个V型钳ロ同时夹紧管件，使上卸扣钳中心与管件中心重合。上钳相对背钳转动，采用上钳上下两面设置导轨加滚轮方式，減少转动中的摩擦阻力。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可对上述实施例做出种种修改或变化而不脱离本实用新型的实用新型思想，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求1.ー种上卸扣钳，其特征在于，包括 上钳，上钳包括上箱体和设置在上箱体中的上夹紧机构，上夹紧机构夹紧管件； 背钳，背钳包括下箱体和设置在下箱体中的下夹紧机构，下夹紧机构夹紧管件，背钳设置在上钳的下方； 转动机构，包括上扭矩油缸和下扭矩油缸，上扭矩油缸连接到上钳并推动上钳旋转，下扭矩油缸连接到背钳并推动转臂转动，转臂转动带动上钳进ー步旋转； 滑轨机构，滑轨机构安装在背钳和上钳之间，上钳沿滑轨机构相对于背钳滑动，滑轨机构包括安装于上箱体上表面的圆弧形雄导轨、安装于上箱体下表面的滚轮和安装于下箱体上表面的双圆弧形雌导轨。
2.如权利要求I所述的上卸扣钳，其特征在于，所述上夹紧机构包括 数个上腹板，数个上腹板固接在上箱体中； 上夹紧油缸，上夹紧油缸安装在上腹板中，上夹紧油缸中安装有直线位移传感器； 上导向板，安装在上腹板上，上导向板设置在上夹紧油缸的两侧； 上滑块，安装在上夹紧油缸的前端； 上钳ロ，连接到上夹紧油缸的活塞端，上钳ロ呈V型并且表面具有纹路。
3.如权利要求2所述的上卸扣钳，其特征在干， 所述上腹板为三个，在上箱体中呈120°分布； 上夹紧油缸为三个，分别放置在三个上腹板中，上夹紧油缸呈120°分布； 上钳ロ的上下两侧安装有减磨块。
4.如权利要求2所述的上卸扣钳，其特征在于，所述下夹紧机构包括 数个下腹板，数个下腹板固接在下箱体中； 下夹紧油缸，下夹紧油缸安装在下腹板中，下夹紧油缸中安装有直线位移传感器； 下导向板，安装在下腹板上，下导向板设置在下夹紧油缸的两侧； 下滑块，安装在下夹紧油缸的前端； 下钳ロ，连接到下夹紧油缸的活塞端，下钳ロ呈V型并且表面具有纹路。
5.如权利要求4所述的上卸扣钳，其特征在干， 所述下腹板为三个，在下箱体中呈120°分布； 下夹紧油缸为三个，分别放置在三个下腹板中，下夹紧油缸呈120°分布； 下钳ロ的上下两侧安装有減磨块。
6.如权利要求4所述的上卸扣钳，其特征在干， 上扭矩油缸为两个，分别布置在上钳的两侧，上扭矩油缸的伸缩端铰接至上钳； 下扭矩油缸为两个，分别布置在背钳的两侧，下扭矩油缸的伸缩端铰接至背钳； 所述转臂包括第一转臂和第二转臂，第一转臂和第二转臂分别布置在上钳和背钳的两侦牝第一转臂和第二转臂各自连接位于同一侧的ー个上扭矩油缸和ー个下扭矩油缸； 第一转臂和第二转臂的第一端铰接于下箱体上，第一转臂和第二转臂的第二端为双头端，包括上销轴和下销轴，上销轴铰接至上扭矩油缸的固定端，下销轴铰接至下扭矩油缸的固定端。
7.如权利要求I所述的上卸扣钳，其特征在于，所述滑轨机构包括 所述滚轮为两组，两组滚轮对称布置，固结于上箱体的下表面，所述滚轮在上箱体和下箱体之间沿双圆弧形雌导轨滚动。
8.如权利要求7所述的上卸扣钳，其特征在于，所述滚轮包括滚子、自润滑轴套、万向球、轴用挡圈和固定轴。
9.如权利要求7所述的上卸扣钳，其特征在于，还包括 感应销，安装在上箱体尾端； 感应开关，安装在下箱体尾部，感应开关的感应面朝上并对准感应销； 封板，通过销轴固定于背钳上； U型板，设置在上钳的两侧，U型板和封板共同封闭上钳。
10.如权利要求9所述的上卸扣钳，其特征在干， 封板上具有内圆弧，内圆弧卡在圆弧形雄导轨的外圏。
专利摘要本实用新型揭示了一种上卸扣钳，包括上钳、背钳、转动机构和滑轨机构。上钳包括上箱体和设置在上箱体中的上夹紧机构，上夹紧机构夹紧管件。背钳包括下箱体和设置在下箱体中的下夹紧机构，下夹紧机构夹紧管件，背钳设置在上钳的下方。转动机构包括上扭矩油缸和下扭矩油缸，上扭矩油缸连接到上钳并推动上钳旋转，下扭矩油缸连接到背钳并推动转臂转动，转臂转动带动上钳进一步旋转。滑轨机构安装在背钳和上钳之间，上钳沿滑轨机构相对于背钳滑动，滑轨机构包括安装于上箱体上表面的圆弧形雄导轨、安装于上箱体下表面的滚轮和安装于下箱体上表面的双圆弧形雌导轨。该上卸扣钳能够实现一次夹紧管件后的连续两次转动，以一次操作中完成上扣或卸扣。
文档编号E21B19/16GK202645472SQ20122026020
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者王可竹, 吴富生, 许素蕾, 汪淮斌, 顾安 申请人:上海振华重工(集团)股份有限公司