微牙痕套管、油管动力钳的制作方法

本实用新型涉及一种套管、油管动力钳。

背景技术：

下套管、油管作业是钻井施工过程中一个重要的环节，套管、油管柱的连接质量直接影响钻井工程质量、油气产量及油井的寿命。普通套管钳、油管钳作业时，由于其结构形式和夹紧方式等方面存在不足，导致作业后套管（油管）表面留下很深的条形牙痕印，甚至有片块的本体被撕裂下来，对套管（油管）柱有较大损伤，使管柱表面容易受到腐蚀，对管柱的使用寿命和安全性能产生不良影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种作业后的牙痕印呈轻微的点状分布，有效减轻对套管（油管）柱损伤的微牙痕套管、油管动力钳。

本实用新型的技术解决方案是：

一种微牙痕套管、油管动力钳，包括主钳、背钳，主钳包括上颚板架、下颚板架、缺口齿轮、支承滚轮组、扶正滚轮组、壳体总成、颚板总成，背钳包括颚板总成，其特征是：所述主钳的颚板总成共两组，安装在上、下颚板架之间的方形槽中，左侧与右侧各一对称安装，可沿方形槽的侧面作径向滑动，每组主钳的颚板总成包括颚板、微痕钳牙、滚轮、滚轮轴，滚轮通过滚轮轴安装在颚板上，滚轮沿缺口齿轮内圆面的曲线弧面滚动，颚板与微痕钳牙之间通过燕尾槽联接，微痕钳牙的齿面为圆弧面，圆弧面与作业时夹紧的套管柱或油管柱吻合，圆弧面上的齿形呈全圆弧面的均匀点状分布；

所述背钳的颚板总成包括颚板和微痕钳牙，颚板和微痕钳牙之间通过燕尾槽联接，微痕钳牙的齿面型式与主钳的微痕钳牙齿面型式相同。

所述主钳中，上颚板架、下颚板架的内部开设长方形凹槽，该凹槽沿缺口中心线方向两侧对称分布，上颚板架与下颚板架通过长螺栓联接为一体，使上、下凹槽形成一个封闭的方形槽；缺口齿轮的上、下面开设环形槽和台阶槽，内圆表面有凸轮式曲线弧面，该弧面沿缺口中心线方向两侧对称分布，每侧各两个；支承滚轮组由轴向滚轮和径向滚轮组成，间隔分布安装在壳体总成的上、下面板上，滚轮面嵌入缺口齿轮的上、下环形槽中；扶正滚轮组为曲线式滚轮轴承，安装在上、下颚板架上，滚轮面嵌入缺口齿轮的上、下台阶槽中。

所述背钳，还包括面板、固定块、横梁、夹紧液缸、连杆、支架、支撑脚；面板由上面板和下面板构成，固定块、横梁安装在上、下面板之间，通过螺栓联接为一体；夹紧液缸共两个，对称布置在面板的两侧，其尾部耳板通过销轴与横梁相联接，其头部叉头通过销轴与连杆一侧相联接；连杆共两个，用销轴通过其中间孔安装在面板前端两侧的孔中，夹紧液缸的活塞杆的伸缩动作推动连杆作旋转摆动运动；颚板总成共三组，其中一组通过销轴安装在固定块的孔中，另两组通过销轴安装在连杆另一侧的孔中，连杆旋转摆动时带动安装在上面的颚板总成一起动作；支架上端通过螺栓与主钳壳体的尾部相联接，支架下部设有弹簧座，支撑弹簧安装在弹簧座中，弹簧座的底板由固定在支架两侧板上安装孔中的长螺栓支撑，背钳主体的尾部压在支撑弹簧上；支撑脚共两组，两侧对称布置，其上端通过螺栓与主钳壳体的底板联接，支撑脚的立柱穿过背钳面板上的孔洞，立柱上设有弹簧座，支撑弹簧安装在弹簧座中，弹簧座的底板由固定在立柱孔中的L形杆支撑，背钳主体的前部压在两个支撑弹簧上；支架两侧板上的长螺栓安装孔和支撑脚立柱上的L形杆安装孔分上、中、下共三组，通过调整长螺栓和L形杆的插入位置，可调整主钳与背钳之间的空间距离，以适应不同的作业要求。

还包括液控系统；所述液控系统包括液控单向阀、分流集流阀、多路换向阀、溢流阀；液控单向阀为管式螺纹连接型，共两个，分别安装在升降液缸和背钳夹紧液缸的控制管路中；分流集流阀安装在背钳夹紧液缸控制管路中，为同比例分流与集流式；多路换向阀为三路负载敏感比例型，分别控制升降液缸、背钳的夹紧液缸、主钳传动机构的液压马达；溢流阀为插入式，安装在背钳夹紧液缸控制管路中，用于调节限制最高夹紧压力。

还包括扭矩监控仪，所述扭矩监控仪包括扭矩仪下位机、接收转换器、传感器；扭矩仪下位机安装在主钳上，具有实时扭矩显示、扭矩设定与报警、数据存储与查询功能；接收转换器通过数据线与电脑连接，接收转换器与扭矩仪下位机之间既可通过有线方式，又可通过无线方式建立数据传输；传感器为压力应变式，与扭矩仪下位机之间通过信号线连接，安装在背钳横梁的尾端，工作时其上面的测压轴与安装在主钳壳体尾部的支架侧板接触，测量主钳与背钳之间的相对扭矩压力。

本实用新型的主钳采用滑动槽径向夹紧的方式，工作时颚板径向运动，从两侧向中心直接抱紧套管（油管）柱，避免了因切向相对运动而对管柱产生损伤。主、背钳的颚板钳牙均采用圆弧面，密集点状分布式牙齿，使钳牙与套管（油管）柱之间的接触面积增大，夹紧后的牙齿嵌入深度显著减小。

进一步，背钳采用两侧杠杆式液缸推动颚板与中间固定颚板相结合的3点夹紧方式，既可直接抱紧套管（油管）柱，又增大了接触面积，有效减少夹紧变形与牙痕损害；主钳与背钳之间采用弹簧式浮动连接方式，可保证作业时主钳的颚板中心与背钳的颚板中心自由进行对中，既可提高套管（油管）柱的螺纹连接质量，又使夹紧后牙痕印更加均匀，避免管柱产生错位咬合损伤；扭矩监控仪采用压力传感器直接测量上扣扭矩，使得测量值更加准确，而扭矩仪下位机与接收转换器之间既可通过有线方式，又可通过无线方式建立数据传输的模式，使得设备性能与适应性得以扩展。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是主钳的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是背钳的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是液控系统原理图。

图7是扭矩监控系统示意图。

具体实施方式

一种微牙痕套管、油管动力钳，包括主钳（1-1）、背钳（1-2）、液控系统（1-3）、扭矩监控仪（1-4）；主钳主要由上颚板架（1）、下颚板架（11）、缺口齿轮（9）、支承滚轮组（10）、扶正滚轮组（4）、壳体总成（6）、颚板总成（3）、传动机构（7）等组成。上颚板架（1）、下颚板架（11）的内部开设长方形凹槽，该凹槽沿缺口中心线方向两侧对称分布，上颚板架（1）与下颚板架（11）用螺栓（2）联接为一体，使上、下凹槽形成一个封闭的方形槽；缺口齿轮（9）的上、下面开设环形槽和台阶槽，内圆表面有凸轮式曲线弧面，该弧面沿缺口中心线方向两侧对称分布，每侧各两个；支承滚轮组（10）由轴向滚轮（5）和径向滚轮（8）组成，其间隔分布安装在壳体总成（6）的上、下面板上，其滚轮面嵌入缺口齿轮（9）的上、下环形槽中；扶正滚轮组（4）为曲线式滚轮轴承，安装在上颚板架（1）和下颚板架（11）上，其滚轮面嵌入缺口齿轮（9）的上、下台阶槽中；颚板总成（3）共两组，安装在上颚板架（1）与下颚板架（11）之间的方形槽中，左侧与右侧各1组对称安装，可沿方形槽的侧面作径向滑动，由颚板（14）、微痕钳牙（15）、滚轮（12）、滚轮轴（13）构成，滚轮（12）通过滚轮轴（13）安装在颚板（14）上，滚轮（12）沿缺口齿轮（9）内圆面的曲线弧面滚动，颚板（14）与微痕钳牙（15）之间通过燕尾槽联接，微痕钳牙（15）的齿面为圆弧面，圆弧面按作业时夹紧的套管（油管）柱的外径尺寸进行设计，且两者高度吻合，圆弧面上的齿形细致且紧密，呈全圆弧面的均匀点状分布。

背钳主要由面板（2-23）、固定块（2-24）、横梁（2-20）、夹紧液缸（2-22）、连杆（2-7）、颚板总成（2-3）、支架（2-15）、支撑脚（2-12）等组成。面板（2-23）由上面板（2-10）和下面板（2-25）构成，固定块（2-24）、横梁（2-20）安装在上面板（2-10）与下面板（2-25）之间，通过螺栓（2-19）联接为一体；夹紧液缸（2-22）共两个，对称布置在面板（2-23）的两侧，其尾部耳板通过销轴（2-21）与横梁（2-20）相联接，其头部叉头通过销轴（2-26）与连杆（2-7）一侧相联接；连杆（2-7）共两个，用销轴（2-6）通过其中间孔安装在面板（2-23）前端两侧的孔中，夹紧液缸（2-22）的活塞杆的伸缩动作推动连杆（2-7）作旋转摆动运动；颚板总成（2-3）共3组，1组通过销轴（2-4）安装在固定块（2-24）的孔中，另两组通过销轴（2-5）安装在连杆（2-7）另一侧的孔中，随连杆（2-7）一起旋转摆动，颚板总成（2-3）由颚板（2-1）和微痕钳牙（2-2）构成，之间通过燕尾槽联接，微痕钳牙（2-2）的齿面型式与主钳一致；支架（2-15）上端通过螺栓（2-14）与主钳壳体的尾部相联接，支架（2-15）下部设有弹簧座（2-17），支撑弹簧（2-16）安装在弹簧座（2-17）中，弹簧座（2-17）的底板由固定在支架（2-15）两侧板上安装孔中的长螺栓（2-18）支撑，背钳主体的尾部压在支撑弹簧（2-16）上；支撑脚（2-12）共两组，两侧对称布置，其上端通过螺栓（2-13）与主钳壳体的底板联接，支撑脚（2-12）的立柱（2-11）穿过面板（2-23）上的孔洞，立柱（2-11）上设有弹簧座（2-8），支撑弹簧（2-9）安装在弹簧座（2-8）中，弹簧座（2-8）的底板由固定在立柱（2-11）孔中的L形杆（2-27）支撑，背钳主体的前部压在两个支撑弹簧（2-9）上；支架（2-15）两侧板上的长螺栓（2-18）安装孔和支撑脚立柱（2-11）上的L形杆（2-27）安装孔分上、中、下共3组，通过调整长螺栓（2-18）和L形杆（2-27）的插入位置，可调整主钳与背钳之间的空间距离。

所述液控系统包括液控单向阀、分流集流阀、多路换向阀、溢流阀；多路换向阀（3-1）为3路负载敏感比例型，分别控制升降液缸、背钳的夹紧液缸、主钳传动机构的液压马达；溢流阀（3-2）为插入式，安装在背钳夹紧液缸控制管路中，用于调节限制最高夹紧压力；

液控单向阀为管式螺纹连接型，共两个（3-5、3-6），分别安装在升降液缸和背钳夹紧液缸的控制管路中；分流集流阀（3-4）安装在背钳夹紧液缸控制管路中，为同比例分流与集流式。

所述扭矩监控仪包括扭矩仪下位机、接收转换器、传感器；扭矩仪下位机安装在主钳上，具有实时扭矩显示、扭矩设定与报警、数据存储与查询功能；传感器（4-6）为压力应变式，用螺栓（4-7）安装在背钳横梁（2-20）的尾端，工作时其上面的测压轴（4-5）与安装在主钳壳体尾部的支架（2-15）的侧板接触后测压，然后通过信号线将压力信号传输到扭矩仪下位机（4-2）；扭矩仪下位机（4-2）安装在主钳上，具有实时扭矩显示、扭矩设定与报警、数据存储与查询功能；接收转换器（4-8）通过数据线与电脑（4-1）连接，接收转换器（4-8）与扭矩仪下位机（4-2）之间既可通过有线方式，又可通过无线方式建立数据传输。