一种行走式动力大钳的制作方法

本发明涉及一种行走式动力大钳，适用于机械领域。

背景技术：

国内油田矿场现使用的动力大钳，包括钻杆动力钳(如ZQ100动力大钳)、套管动力钳、修井用动力钳等一直以来均采用悬吊式安装，并利用气缸伸缩或人工推拉的前后移送方式。上述方式存在以下缺点：①大钳采用悬吊式，安装繁琐，且影响井架内其他悬吊工具的使用；②采用气缸伸缩来移送大钳时，不但要占据较大的钻台空间，且易导致钳头撞击钻杆，安全可靠性差；③作业中用人工前后推拉大钳，或用手拉葫芦升降大钳，劳动强度很大；④在用大钳低挡上扣时，由于钳头扭矩较大，若不小心会损伤接头螺纹。

技术实现要素：

本发明提出了一种行走式动力大钳，采用龙门式功能架安装于专用轨道上，由液马达驱动行走，由液缸实现升降；同时增加了气动式自动门和低挡上扣自动保护装置，并采用液气联合控制系统。

本发明所采用的技术方案是：

所述行走式动力大钳的主要结构包括主钳、龙门式功能架、液气联合控制系统及行走轨道等。

所述新型动力大钳将原手动式门框改为气动式自动门，由气缸推动门栓转动，实现门的自动关启。

所述新型动力大钳通过控制系统，实现大钳门的关启和夹紧气缸动作的联动及大钳行走动作的互锁。

为了防止低挡上扣时作业扭矩过大而损伤接头螺纹，所述新型动力大钳在主钳的液路中设置了低挡上扣自动保护装置。

所述行走式动力大钳的液压执行元件主要由升降液缸、行走液马达、主钳液马达等组成，采用串并联型三联多路换向阀，分别控制升降液缸、行走液马达、主钳液马达的动作，并保证该3项执行件之间动作的互锁。

所述气动执行元件主要由门气缸、夹紧气缸、高(低)挡气胎离合器等组成，采用2个三位四通换向气阀分别控制夹紧气缸、高(低)挡气胎离合器的动作，并在夹紧气缸的气路中设置一梭阀，使门气缸与夹紧气缸实现联动。

本发明的有益效果是：该新研制的行走式动力大钳完全满足钻井作业要求，具有机械化程度高、操作方便、安全可靠和作业效率高等特点。

附图说明

图1是本发明的行走式动力大钳结构主视图。

图2是本发明的行走式动力大钳结构左视图。

图中：1.龙门式功能架；2.滑轮；3.链索；4.升降液缸；5.悬挂架；6.主钳；7.气动式自动门；8.行走梁；9.滚轮；10.行走液马达及减速器；11.主钳液马达；12.低挡上扣自动保护装置；13.多路换向液压阀；14.换向气阀；15.门气缸；16.行走轨道；17.多路换向阀；18.气控两位四通阀；19.液控单向阀；20.气控两位两通阀；21.升降液缸；22.主钳液马达；23.行走液马达；24.门气缸；25.梭阀；26.夹紧气缸；27.换向气阀；28.高(低)挡气胎离合器；29.气包。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2，行走式动力大钳的主要结构包括:主钳、龙门式功能架、液气联合控制系统及行走轨道等。

主钳是动力大钳工作的关键，作用是夹紧钻杆接头，实施上扣或卸扣。新型动力大钳的主钳在原ZQ100动力大钳的基础上，去除了吊杆和移送气缸，保留了成熟的钳头夹紧机构、气胎离合式行星变速机构及齿轮传动机构。同时做了以下几处结构改进：(1)将原手动式门框改为气动式自动门，由气缸推动门栓转动，实现门的自动关启；（2）通过控制系统，实现大钳门的关启和夹紧气缸动作的联动及大钳行走动作的互锁；（3）为了防止低挡上扣时作业扭矩过大而摸伤接头螺纹，在主钳的液路中设置了低挡上扣自动保护装置。

龙门式功能架主要为动力大钳提供升降、行走等辅助功能，包括龙门架、行走梁及悬挂架等。其龙门式结构便于大钳越过井口，至小鼠洞进行作业。其中，悬挂架与主钳用销轴连接，通过链素和滑轮悬挂于龙门架内，两侧的行走梁与龙门架相连，通过滚轮坐在固定于井口两侧的专用轨道上。龙门架内的升降液缸可实现主钳的上下升降；行走梁中的液压马达和减速器，驱动滚轮带动大钳沿着轨道前后行走。

行走式动力大钳的液压执行元件包括：升降液缸、行走液马达、主钳液马达；气动执行元件包括：门气缸、夹紧气缸、高(低)挡气胎离合器。

液压系统中采用串并联型三联多路换向阀，分别控制升降液缸、行走液马达、主钳液马达的动作，并保证该3 项执行件之间动作的互锁；在升降液缸的油路中设置一液控单向阀，保证主钳升降动作平稳、准确。气控系统中采用2个三位四通换向气阀分别控制夹紧气缸、高(低)挡气胎离合器的动作；并在夹紧气缸的气路中设置一梭阀，使门气缸与夹紧气缸实现联动。同时采用液气联合控制系统，使液压元件与气动元件之间实现以下的联动或互锁。

在行走液马达的油路中设置气控二位四通阀，由夹紧气缸的气路控制其动作，实现行走液马达与夹紧气缸及门气缸动作的互锁。即当夹紧气缸动作，钳头夹紧钻杆后，门栓自动关闭；气控二位四通阀动作，行走液马达的油路断开，大钳不得前后行走，保证动力大钳作业的安全可靠性。

在主钳液马达的油路中设置上扣溢流阀和气控二位阀，用以控制主钳的低挡上扣压力，从而达到限制钳头低挡上扣扭矩的目的。气控二位阀由高挡气胎离合器的气路控制，当高挡气胎离合器充气时，气控二位阀动作，主钳马达的溢流油路断开。即上扣溢流阀限制钳子低挡上扣的扭矩，并保证高挡上扣具有足够的扭矩。