一种液压动力钳的自动对位控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压动力钳的自动对位控制器，属于石油工程的地面工具设备技术领域。
【背景技术】
[0002]液压动力钳是石油系统钻井、井下作业中上卸钻杆、抽油杆、油管的专用工具，是改善作业工人劳动条件、保证施工作业质量、实现井口操作机械化的重要工具。液压动力钳主要有主钳体(主要包括钳头、液压马达、减速器、换向阀、钳头夹紧机构)、操纵部分(由两套拉杆机构组成，操纵主钳复位和上卸螺纹，并操纵主钳的两档变速杆)、悬挂部分(采用吊筒式结构将钳悬挂起来)、背钳(卡紧主钳夹紧部位以下的管柱，以克服上卸螺纹时的反扭矩)、动力装置(为动力钳提供动力源，包括油泵、溢流阀、管线、接头等)组成。液压动力钳是靠液压系统进行控制和传递动力，经两档减速输出两种转速和扭矩，再通过夹紧机构使钳牙夹紧和转动管柱，在背钳的配合下实现上卸油管螺纹的。具体上螺纹操作:在主钳和背钳钳头对齐开口的状态下，分别将复位旋钮搬向上扣方向，并将动力钳推向管柱，操纵手动换向阀改变液压马达压力油流向推动主钳沿上扣方向旋转，进行上扣完毕，反向操纵手动换向阀使主钳反转，主钳、背钳钳头分别对齐开口，然后将动力钳撤离管柱，即完成一次上螺纹操作。具体卸螺纹操作:在主钳和背钳钳头对齐开口的状态下，分别将复位旋钮搬向卸扣方向，并将动力钳推向管柱，操纵手动换向阀改变液压马达压力油流向推动主钳沿卸扣方向旋转，进行卸扣完毕，反向操纵手动换向阀使主钳反转，主钳、背钳钳头分别对齐开口，然后将动力钳撤离管柱，即完成一次卸螺纹操作。两种操作共有的问题是:主钳、背钳钳头对齐是必须的环节，旋转距离、对正角度都需人工目测、计算、判断、手动操纵，视力不够、照明不足、计算判断差异都会使手动超前或滞后，导致对齐失败后只能再次重复对位操作，影响施工速度，加大员工劳动强度。目前面对的新问题还有:中国石油天然气股份有限公司下属的华北油田公司科技立项研制井下作业起下油管井口无人操作系统，远程液控动力钳上卸螺纹是该操作系统中的重要组成部分，而是否可以通过某种装置来实现主钳和背钳的自动对位就成了能否最终完成井口无人操作的关键技术之一。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种液压动力钳的自动对位控制器，可以实现液压动力钳的主钳、背钳钳头快速对齐开口的自动对位控制器，代替人工操作，降低员工劳动强度，提高施工速度，并为远程控制液压动力钳及最终形成井下作业起下油管井口无人操作新技术提供技术支持。
[0004]一种液压动力钳的自动对位控制器，主要由液控阀总成和对位止动盘、液控阀支架、制动盘增高架组成，其特征在于:弧形的对位止动盘通过制动盘增高架平行增高安装在液压动力钳的制动盘的上方，长方形的液控阀总成通过液控阀支架安装在液压动力钳悬挂吊筒与对位止动盘之间。
[0005]液控阀总成主要由阀箱体、定位座、启动销、启动销弹性件、活塞、活塞弹性件、可调螺栓等组成。
[0006]其中长方体的阀箱体后部中心有向前贯通的、长圆的启动销腔，启动销腔左右各有个定位座内螺纹及进油口或出油口 ；阀箱体底部有支架内螺纹；阀箱体内部启动销腔左右两端各有横向的、圆形的活塞腔及活塞腔内螺纹，启动销腔左右还有纵向油道、上下有横向油道，纵向油道与横向油道交叉的一角联通进油口对角联通出油口。
[0007]长方形的定位座四角有与定位座内螺纹对应的螺纹孔，中部有通过启动销尾部圆柱体的通孔，通孔外有圆管状凸台，凸台上下开有可置放限位销的凹形开口。
[0008]启动销主体为变径圆柱形，前部顶端是半边为平滑斜面半边为直角凹下的斜面直角头、中后部直角缩径、尾部有垂直通孔可置放限位销。
[0009]圆柱形的活塞顶部为弧形、两端各安装O型密封件，两道O型密封件之间有过油凹槽。
[0010]定位座通过定位座螺钉安装在阀箱体后部；启动销尾部套入启动销弹性件，尾部由前到后依次穿过启动销腔、定位座，通过限位销实现定位，限位销可在定位座的凹形开口内滑动，启动销顶部的斜面直角头在定位座和启动销弹性件的控制下于阀箱体外有限缩进或外露；活塞顶部由外向里进入活塞腔，随后装入活塞弹性件，活塞腔内螺纹内安装可调螺栓，活塞顶部接触启动销前部圆柱体，活塞在可调螺栓及活塞弹性件控制下在活塞腔内有限进退。
[0011]对位止动盘是在液压动力钳原弧形制动盘大小的基础上扩径，除了具有与液压动力钳原弧形制动盘对应的螺栓孔、复合旋钮孔外，在复合旋钮孔以外还开有可容纳启动销顶部斜面直角头的、矩形的止动凹口。
[0012]制动盘增高架的底盘与顶盘形状相同，有与液压动力钳原弧形制动盘对应的螺栓孔、复合旋钮孔，通过螺栓下部连接液压动力钳制动盘，上部连接对位止动盘。
[0013]液控阀支架上部有与阀箱体底部的支架内螺纹对应螺孔，通过螺栓实现与阀箱体底部的连接。
[0014]液控阀总成的进油管线、出油管线分别连接在液压动力钳的换向阀与液压马达之间的过油管道上。
[0015]通过启动销顶部斜面直角头的换向来调整上卸油管螺纹的工作状态。
[0016]简述液压动力钳的自动对位控制器的工作原理有助于理解本发明。
[0017]正常状态下，液控阀总成的活塞封闭从进油口到出油口的油路，使液压动力钳依旧通过换向阀控制压力油到液压马达的走向。启动销在活塞弹性件的作用下外伸，对位止动盘的外缘沿启动销的斜面直角头顺向旋转，启动销受挤压在启动销腔内收缩，即使在活塞弹性件的作用下进入止动凹口，倒角斜面也可使其顺利通过。逆向旋转时，启动销的斜面直角头进入止动凹口，直角头产生阻挡并在止动凹口的推动下横向移动，启动销前部圆柱体挤压活塞顶部，活塞在活塞腔内回缩，过油凹槽移动到纵向油道位置时，从进油口到出油口的油路打通，压力油短路回返，液压马达因得不到供油而停止工作，而此时启动销、止动凹口、主钳与背钳钳头开口正好对齐在一条中心线上。
[0018]本发明的有益效果:提供一种石油系统钻井、井下作业现场使用液压动力钳上卸钻杆、抽油杆、油管时，可以实现液压动力钳的主钳、背钳钳头快速对齐开口的自动对位控制器，代替人工操作，降低员工劳动强度，提高施工速度，并为远程控制液压动力钳及最终形成井下作业起下油管井口无人操作新技术提供技术支持。制作简单，利于推广。
【附图说明】
[0019]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中:
[0020]图1是本发明液压动力钳的自动对位控制器构成的俯视图；
[0021]图2是本发明中液控阀总成结构俯视剖面示意图；
[0022]图3是本发明中液控阀总成结构正视剖面示意图；
[0023]图4是本发明中对位止动盘结构俯视示意图；
[0024]图5是本发明中液控阀支架结构俯视示意图；
[0025]图6是本发明中制动盘增高架结构正视示意图；
[0026]图7是本发明中制动盘增高架结构左视剖面示意图。
[0027]图中，1.液控阀总成、2.阀箱体、3.活塞腔、4.进油口、5.定位座内螺纹、6.定位座螺钉、7.启动销腔、8.定位座、9.启动销、10限位销、11.启动销弹性件、12.出油口、13.活塞、14.过油凹槽、15.0型密封件、17.活塞腔内螺纹、18.可调螺栓、19.支架内螺纹、20.纵向油道、21.横向油道、22.对位止动盘、23.螺栓孔、24.复位旋钮孔、25止动凹口、26.液控阀支架、27.制动盘增高架。
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