液压钳的制作方法

本实用新型涉及油田修井作业工具领域，具体而言，涉及一种液压钳。

背景技术：

油田钻修井过程中，管柱的上卸扣是起下钻作业中的关键环节，目前大修作业现场管柱的上卸扣主要依赖人工通过推拉操作传统的悬吊式修井动力液压钳来完成，这种方式存在着劳动强度大、安全风险高、作业环境恶劣等问题。为了解决井口上卸扣装备自动化程度低的问题，近几年曾尝试将自动化程度较高的铁钻工技术应用于大修作业，但由于修井和钻井作业的差异性，铁钻工在修井作业过程中暴露出体积大、重量重、油管上卸扣效率低等问题，无法进行工业化推广应用。

现在修井作业自动化上卸扣多采用铁钻工，相关专利如申请号为201420056528.6，201320648095.9以及201620035131.8中，其采用的臂架结构形式多样，能够实现伸缩、旋转动作，带动钳体移动到目标管柱处。钳体主要由旋扣钳、冲扣钳和背钳三部分组成，工作时夹紧钳和旋扣钳分别夹紧上下管柱，并由旋扣钳施加旋扣扭矩，实现上下管柱螺纹的旋进，再由冲扣钳对上管柱施加冲扣扭矩，进一步紧固上下管柱的连接，从而完成上下管柱的上扣作业；卸扣作业时动作流程相反。

又如专利号为200810012726.1还公开一种液压钳的结构，针对钳头进行自动化的改造升级，可以实现钳头的自动化操作，适用于小修作业。

现有技术的客观缺点如下：由于钻杆和油管在螺纹上紧过程中扭矩变化的差别和铁钻工的旋扣和冲扣结构原理，导致铁钻工只能满足对钻杆上卸扣的处理，而对油管上卸扣效率极低，同时其结构复杂、体积庞大，占用了钻台很大空间，无法满足现场生产要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液压钳，替代铁钻工技术在大修作业中的尝试实验，能够较少地占用钻台的空间，同时实现油管钻杆上卸扣的高效自动化处理。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种液压钳，包括：外筒，垂直固定于钻台上；以及液压钳本体，底端具有一插筒立柱，且所述液压钳本体能够绕所述插筒立柱转动，所述插筒立柱固定套接于所述外筒之内。

可选地，所述外筒与所述钻台焊接固定。

可选地，所述液压钳本体包括连接于所述插筒立柱顶端的回转装置、连接于所述回转装置顶端的回转台、连接于所述回转台顶面上并沿竖直延伸的滑轨以及滑动安装于所述滑轨上的伸缩臂总成，所述伸缩臂总成能够沿所述滑轨上下滑动，所述伸缩臂总成远离所述滑轨的一端具有自动换挡液压钳总成。

可选地，所述伸缩臂总成包括升降滑车和伸缩臂，所述升降滑车滑动安装于所述滑轨上，并能够沿所述滑轨上下滑动，所述伸缩臂的一端连接于所述升降滑车上，所述伸缩臂的另一端连接所述自动换挡液压钳总成。

可选地，还包括位于所述回转台与所述升降滑车之间的升降装置，所述升降装置的底端连接所述回转台，所述升降装置的顶端连接所述升降滑车，所述升降装置用于驱动所述升降滑车沿所述滑轨上下滑动。

可选地，所述升降装置为升降液压缸。

可选地，所述自动换挡液压钳总成包括液压钳浮动装置和自动液压钳，所述液压钳浮动装置连接于所述伸缩臂远离所述滑轨的一端，所述自动液压钳安装于所述液压钳浮动装置之上。

可选地，所述液压钳浮动装置包括浮动底板和浮动板，所述浮动板置于所述浮动底板之上，且所述浮动板与所述浮动底板呈平行排布，所述浮动板与所述浮动底板之间设有滚动体，所述浮动板能够通过所述滚动体相对所述浮动底板沿着与所述浮动板平行的方向浮动，其中，所述浮动底板固定连接于所述伸缩臂远离所述滑轨的一端，所述自动液压钳安装于所述浮动板之上。

可选地，所述液压钳浮动装置包括浮动底板，浮动板和偏转板，所述浮动板置于所述浮动底板之上，且所述浮动板与所述浮动底板呈平行排布，所述浮动板与所述浮动底板之间设有滚动体，所述浮动板能够通过所述滚动体相对所述浮动底板沿着与所述浮动板平行的方向浮动，其中，所述浮动底板固定连接于所述伸缩臂远离所述滑轨的一端，所述偏转板设于所述浮动板之上，且所述偏转板一端铰接于所述浮动板，所述偏转板的另一端与所述浮动板通过偏转液压缸连接，所述偏转液压缸用于驱动所述偏转板绕着所述偏转板与所述浮动板的铰接处相对所述浮动板转动一角度，所述自动液压钳安装于所述偏转板之上。

可选地，所述浮动底板与所述浮动板通过连接销连接，所述连接销的直径小于所述浮动板上所开设的供所述连接销穿过的销孔的直径，所述滚动体为钢珠滚轮。

如上所述，该液压钳的外筒预先连接固定于钻台上，通过其底端的插筒立柱固定套接于外筒之内，从而可以较快捷地将该液压钳安装到钻台上，同时相对于铁钻工上卸扣原理的改变和对结构的优化设计，该液压钳占用钻台的空间也较少。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型液压钳一实施例的结构示意图；

图2为图1中液压钳浮动装置的结构示意图；

图3为图1中液压钳安装在钻台上之后使用状态下的俯视示意图。

图标：100-液压钳；2-外筒；1-液压钳本体；11-插筒立柱；111-防转键；12-回转装置；13-回转台；14-滑轨；15-伸缩臂总成；151-升降滑车；152-伸缩臂；1521-伸缩液压缸；153-升降装置；16-自动换挡液压钳总成；161-液压钳浮动装置；1611-浮动底板；1612-浮动板；1613-滚动体；1614-偏转板；1615-偏转液压缸；1616-连接销；162-自动液压钳；1621-主钳；1622-备钳；1623-弹簧导杆；3-井口工作位；4-鼠洞工作位；5-钻台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1至图3，本实施例提供一种液压钳100，包括液压钳本体1和外筒2。

外筒2垂直固定于钻台5上，在本实施例中，外筒2可通过焊接方式固定于钻台5上，在其它实施例中，还可通过螺接件将外筒2固定于该钻台5上。

液压钳本体1的底端具有一插筒立柱11，液压钳本体1能够绕插筒立柱11转动，插筒立柱11固定套接于外筒2之内。在本实施例中，可以通过四个防转键111将插筒立柱11相对外筒2固定，从而完成该液压钳本体1的快速安装。在其它实施例中，例如还可通过定位销将插筒立柱11相对外筒2固定。

如上所述，该液压钳100通过其底端的插筒立柱11固定套接于外筒2之内，从而可以较快捷地将该液压钳100安装到钻台5上，并且该外筒2预先焊接固定于钻台5上，因此，该液压钳100占用钻台5的空间也较少。请再结合参照图3，该液压钳100在钻台5上安装完成后，可在井口工作位3和鼠洞工作位4之间来回转动切换，以完成对井口工作位3油管和鼠洞工作位4钻杆的上卸扣操作。

在本实施例中，液压钳本体1包括连接于插筒立柱11顶端的回转装置12，连接于回转装置12顶端的回转台13，连接于回转台13顶面上并沿竖直延伸的滑轨14，滑动安装于滑轨14上的伸缩臂总成15，伸缩臂总成15能够沿滑轨14上下滑动，伸缩臂总成15远离滑轨14的一端具有自动换挡液压钳总成16。

其中，伸缩臂总成15包括升降滑车151和伸缩臂152，升降滑车151滑动安装于滑轨14上，并能够沿滑轨14上下滑动，伸缩臂152的一端连接于升降滑车151上，伸缩臂152的另一端连接自动换挡液压钳总成16。

为了实现升降滑车151能够沿滑轨14上下滑动，在回转台13与升降滑车151之间设有升降装置153，升降装置153的底端连接回转台13，升降装置153的顶端连接升降滑车151，升降装置153用于驱动升降滑车151沿滑轨14上下滑动。在本实施例中，该升降装置153可为升降液压缸，当然，在其它实施例中，该升降装置153还可为气压缸，直线电机等。

如上所述，回转装置12带动回转台13以及安装在回转台13顶面上的滑轨14整体转动，从而可以带动安装在伸缩臂152上的自动换挡液压钳总成16绕着滑轨14转动，且通过升降装置153驱动升降滑车151沿滑轨14上下滑动从而带动安装在伸缩臂152上的自动换挡液压钳总成16沿竖直方向上下移动。伸缩臂152能够通过其自身的伸缩液压缸1521实现伸缩，从而带动安装在伸缩臂152上的自动换挡液压钳总成16背离或朝向该滑轨14的方向的水平移动。

在本实施例中，所述自动换挡液压钳总成16包括液压钳浮动装置161和自动液压钳162，所述液压钳浮动装置161连接于所述伸缩臂152远离所述滑轨14的一端，所述自动液压钳162安装于所述液压钳浮动装置161之上。

液压钳浮动装置161包括浮动底板1611、浮动板1612和偏转板1614。

浮动板1612置于浮动底板1611之上，且浮动板1612与浮动底板1611呈平行排布，浮动板1612与浮动底板1611之间设有滚动体1613，该滚动体1613例如可为钢珠滚轮，浮动板1612能够通过滚动体1613相对浮动底板1611沿着与浮动板1612平行的方向浮动，浮动底板1611固定连接于伸缩臂152远离滑轨14的一端。

其中，浮动底板1611与浮动板1612通过连接销1616连接，连接销1616的直径小于浮动板1612上所开设的供连接销1616穿过的销孔的直径。其中，该连接销1616与销孔的直径差在强度允许的条件下由所需浮动量决定，浮动板1612相对浮动底板1611具有水平浮动功能，从而使安装于浮动板1612上的自动液压钳162具有水平浮动功能，

当自动液压钳162夹持管柱时，由于自动液压钳162具有水平浮动功能，因此能够自动补偿自动液压钳162的钳口中心与管柱中心偏差的径向位移，在一定范围内实现自动液压钳162的钳口中心与管柱中心的自动调整对正。

偏转板1614设于浮动板1612之上，且偏转板1614一端铰接于浮动板1612，偏转板1614的另一端与浮动板1612通过偏转液压缸1615连接，偏转液压缸1615用于驱动偏转板1614绕着偏转板1614与浮动板1612的铰接处相对浮动板1612转动一角度，自动液压钳162安装于偏转板1614之上。由于偏转板1614相对浮动板1612转动一角度，因此可以使安装于偏转板1614之上的自动液压钳162相对水平方向实现一定的偏转角度，从而满足小鼠洞内具有一定倾角的管柱上卸扣要求。

值得提出的是，在其它实施例中，例如当自动液压钳162不需要相对水平方向实现一定的偏转角度时，液压钳浮动装置161可以不包括偏转板1614，即直接将自动液压钳162安装于浮动板1612之上。

此外，滑轨14顶部还紧固有一吊装板，通过吊装工具连接吊装板进行起吊，该吊装板可有效解决因重心位置靠前造成起吊后插筒立柱11与钻台5不垂直导致安装困难的问题。

固定于偏转板1614上的自动液压钳162还可包括主钳1621和备钳1622，备钳1622与偏转板1614通过弹簧导杆1623连接，主钳1621通过三根弹簧导杆1623支撑与备钳1622连接，主钳1621上设置有圈数计数、压力检测传感器，实现扭矩检测、圈数检测、钳口自动复位等功能。主钳1621上设有两套液压自动换挡机构，实现自动档位切换，满足不同管柱上扣扭矩要求。

以下是提供一种该液压钳100的工作方法：

1)安装就位后连接动力管线和通讯电缆，启动设置相关参数后，选择使用面板操作或遥控器操作。

2)操作遥控器/面板开关，选择设备由躲避位旋转定位至井口工作位3，编码器采集反馈信号至控制器，通过预设程序自动定位。

3)当管柱接头固定在工作高度范围内后，拨动摇杆伸出功能，伸缩液压缸1521驱动伸缩臂总成15运动到井口中心，伸缩液压缸1521上的直线位移传感器检测伸出距离，预设程序实现快速伸出、慢速到位的运动节奏。

4)通过拨动摇杆升/降功能，使钳口与接头高度一致后，拨动摇杆上扣/卸扣功能，备钳1622夹紧，主钳1621正转/反转开始上卸扣，预设程序实现主钳1621慢、快、慢的旋转节奏，通过圈数检测、扭矩检测满足管柱上卸扣要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。