一种铁钻工的钳头摆动机构的制作方法

本发明涉及钻井机械领域，尤其涉及一种铁钻工的钳头摆动机构。

背景技术

目前，钻井是把地下油气资源开采到地面的必然途径，钻井工具的应用越来越普及，铁钻工是一种自动化的上卸钻具丝扣的钻井工具，因大部分配套铁钻工的钻机其本身自动化程度较高，需与顶驱等配套使用，没有考虑普通钻机鼠洞倾斜的状况，因此，铁钻工在较多的钻机上应用不很理想，其主要体现为在井口作业时，钻具是上下垂直，铁钻工能顺利作业；但是大量的接单根和甩钻具作业在鼠洞，因钻具在鼠洞与井口垂线有一个5～7度的夹角，即钻具在鼠洞位置相对与井口位置是倾斜5～7度，因此研制一种铁钻工的钳头摆动机构能解决钻井方面的铁钻工角度转动调整的问题，能提高钻井速度，降低作业成本，是一件非常有价值的事情，具有很好的经济效益和社会效益。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种铁钻工的钳头摆动机构，在原铁钻工上增加一个钳头摆动机构，增加限位和位置信号识别的接近开关，实现铁钻工井口和鼠洞作业的自动化，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本发明的一个方面，提供一种铁钻工的钳头摆动机构，包括钳头移动机构、以及设置于所述移动机构一侧的钳头上扣装置和钳头摆动机构，所述钳头摆动机构设置于所述移动机构和所述钳头上扣装置之间，所述钳头移动机构用于带动所述钳头上扣装置移动，所述钳头摆动机构驱动所述钳头上扣装置旋转。由此，所述钳头摆动机构可以驱动所述钳头上扣装置进行转动。

在一些实施方式中：钳头摆动机构包括连接架、钳体摆动支架、转盘轴承和驱动装置，所述转盘轴承的内圈上设置有所述连接架，所述转盘轴承的外圈上设置有所述钳体摆动支架；所述驱动装置驱动所述连接架和所述钳体摆动支架的相对转动。由此，所述驱动装置驱动所述连接架和所述钳体摆动支架的相对转动，实现所述钳头上扣装置旋转。

在一些实施方式中：所述驱动装置为气缸或液缸，所述驱动装置的本体与所述连接架铰接，所述驱动装置的输出端与所述钳体摆动支架铰接。由此，通过驱动装置，实现连接架和钳体摆动支架进行相对旋转运动。

在一些实施方式中：所述钳头摆动机构还包括调节杆，所述调节杆一端与所述连接架铰接，所述调节杆另一端与所述钳体摆动支架铰接，所述调节杆用于调节所述连接架和所述钳体摆动支架的最大旋转距离。由此，调节杆能够调节连接架和钳体摆动支架的最大相对旋转距离。

在一些实施方式中：所述调节杆包括限位杆、调节套、锁紧螺母，所述限位杆包括第一杆体和第二杆体，所述第二杆体一端铰接于所述钳体摆动支架，所述第二杆体的另一端设有凹槽，所述第一杆体的一端活动插设于所述凹槽内，所述第一杆体另一端铰接于所述连接架，所述第一杆体能够相对所述第二杆体往复移动；所述第一杆体上套设有所述调节套，所述调节套用于调节所述第一杆体相对于所述第二杆体的最大移动距离，所述锁紧螺母设于所述第一杆体上，且位于所述调节套的下方，用于固定所述第一杆体和所述调节套的相对位置。由此，调节套能够调节第一杆体相对于第二杆体最大移动距离。

在一些实施方式中：所所述调节套包括调节螺母，所述调节螺母与所述第一杆体螺纹连接，所述第二杆体的端部与所述调节螺母的侧面相配合进行限位。由此，调节螺母能够限定第一杆体和第二杆体的相对移动距离。

在一些实施方式中：所述调节螺母的外侧边缘设置有套筒，所述套筒的轴线与所述调节螺母的轴线位于同一直线，所述套筒套设于所述第二杆体设有所述凹槽的一端。由此，套筒进一步限定第一杆体和第二杆体的相对移动位置。

在一些实施方式中：所述连接架的上方安装有第一接近开关和第二接近开关，所述钳体摆动支架的上方安装有与所述第一接近开关相配合的第一感应螺销，与所述第二接近开关相配合的第二感应螺销。由此，能够实现铁钻工通过信号识别其井口或鼠洞位置，实现铁钻工的摆动和自动化作业。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种铁钻工的钳头摆动机构，在原铁钻工基础上上增加一个钳头摆动机构，增加限位和位置信号识别的接近开关，实现铁钻工井口和鼠洞作业的自动化，钳头摆动机构根据钻具在鼠洞位置相对与井口位置进行角度调整，解决钻井方面的铁钻工角度转动的问题，能提高钻井速度，降低作业成本，是一件非常有价值的事情，具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明一种铁钻工的钳头摆动机构的结构示意图；

图2是本发明一种铁钻工的钳头摆动机构的侧视图；

图3是本发明一种铁钻工的钳头摆动机构的调节杆结构示意图。

图中：2、钳头摆动机构；21、连接架；22、钳体摆动支架；23、转盘轴承；24、驱动装置；4、调节杆；41、限位杆；411、第一杆体；412、第二杆体；42、调节套；43、锁紧螺母；421、调节螺母；422、套筒。

具体实施方式

下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。

如图1-3所示，一种铁钻工的钳头摆动机构，包括钳头移动机构、以及设置于移动机构一侧的钳头上扣装置和钳头摆动机构2，钳头摆动机构2设置于移动机构和钳头上扣装置之间，钳头移动机构用于带动钳头上扣装置移动，钳头摆动机构2驱动钳头上扣装置旋转。由此，钳头摆动机构2可以驱动钳头上扣装置根据钻具在鼠洞位置相对与井口位置的角度进行旋转。

其中，钳头摆动机构2包括连接架21、钳体摆动支架22、转盘轴承23和驱动装置24，转盘轴承23的内圈上有连接架21，转盘轴承23的外圈上设置有钳体摆动支架22；驱动装置24驱动连接架21和钳体摆动支架22的相对转动。由此，驱动装置24驱动连接架21和钳体摆动支架22的相对转动，实现钳头上扣装置旋转。

其中，驱动装置24为气缸或液缸，在本实施例中，驱动装置24为液缸，液缸上端通过液缸销与连接架21的耳板铰接，液缸下端通过液缸销与钳体摆动支架22的耳板铰接。同时，液缸的输油管路上连接有双向液压锁，双向液压锁能够对液缸任意位置进行锁定，稳定液缸的油压，使连接架21和钳体摆动支架22保持相对稳定。由此，通过液缸，实现连接架21和钳体摆动支架22进行相对旋转运动，由于连接架21是固定的，而钳体摆动支架22的转动实现钳头上扣装置的旋转。

其中，调节杆4包括限位杆41、调节套42、锁紧螺母43，限位杆41包括第一杆体411和第二杆体412，第二杆体412一端铰接于钳体摆动支架22，第二杆体412的另一端设有凹槽，第一杆体411的一端活动插设于凹槽内，第一杆体411另一端铰接于连接架21，第一杆体411能够相对第二杆体412往复移动；第一杆体411上套设有调节套42，调节套42用于调节第一杆体411相对于第二杆体412的最大移动距离，锁紧螺母43设于第一杆体411上，且位于调节套42的下方，用于固定第一杆体411和调节套42的相对位置。由此，调节杆4能够调节连接架21和钳体摆动支架22的最大旋转距离。

其中，调节杆4包括限位杆41、调节套42、锁紧螺母43，限位杆41包括第一杆体411和第二杆体412，第二杆体412上设有凹槽，第一杆体411的一端位于凹槽内，第一杆体411上套设有调节套42，调节套42用于调节第一杆体411和第二杆体412最大移动距离，锁紧螺母43设于限位杆41上，且位于调节套42的下方，用于固定限位杆41和调节套42的相对位置。由此，调节套通过调节第一杆体相对于第二杆体最大移动距离，从而达到调节连接架21和钳体摆动支架22的最大旋转距离的目的。

其中，所调节套42包括调节螺母421，调节螺母421与第一杆体411螺纹连接，第二杆体412的端部与调节螺母421的侧面相配合进行限位。由此，调节螺母421能够限定第一杆体411和第二杆体412的相对移动距离。

其中，调节螺母421的外侧边缘设置有套筒422，套筒422的轴线与调节螺母421的轴线位于同一直线，套筒422套设于第二杆体412设有凹槽的一端。由此，套筒进一步限定住第一杆体411和第二杆体412的相对移动的位置。

其中，连接架21的上方安装有第一接近开关和第二接近开关，钳体摆动支架22的上方安装有与第一接近开关相配合的第一感应螺销，与第二接近开关相配合的第二感应螺销。第一接近开关与第一感应螺销对应的是井口位置，其位置是固定的；第二接近开关与第二感应螺销对应的是鼠洞位置，第二感应螺销可通过倾斜角度的实际位置进行调整，从而实现铁钻工通过信号识别其井口或鼠洞位置，实现铁钻工的摆动和自动化作业。

工作原理：钳头移动机构带动钳头上扣装置移动，但是遇到钻具在鼠洞位置相对与井口位置是倾斜5～7度时，需要利用钳头摆动机构2驱动钳头上扣装置旋转，本实施例中，假设倾斜角度为6度时，首先通过松开锁紧螺母43，旋转调节螺母421，增加或减小第一杆体411和第二杆体412的相对移动距离，改变钳头的摆动角度，调整完成后将锁紧螺母43锁紧；通过驱动装置24的伸缩，来实现连接架21和钳体摆动支架22的相对转动，使连接架21和钳体摆动支架22能达到最大旋转距离，从而使钻具在鼠洞位置相对与井口位置是倾斜角度为6度。

以上仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。