專利名稱：一種油田鉆具沖扣鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鉆井和修井使用的大扭矩鉆具連接或拆卸的裝置，具體地說是一種油田鉆具沖扣鉗。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)的石油鉆井和修井企業(yè)中，起下鉆過程中的所使用的機(jī)械化設(shè)備，如液氣大鉗、貓頭、氣動旋扣鉗等，均存在以下缺點(diǎn)適應(yīng)的鉆具范圍較窄，需要在作業(yè)過程中反復(fù)更換牙板；操作人員距離井口近，人員的安全不能得到有效保證；自動化程度低，增加了鉆井工人的勞動強(qiáng)度；鉆具連接扭矩依靠操作人員判斷，造成鉆具受力不均等。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有連接或拆卸鉆具存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種油田鉆具沖扣鉗。該沖扣鉗使同規(guī)格鉆具的連接扭矩保持一致，并可實現(xiàn)自動化，降低工人勞動強(qiáng)度，提高鉆井效率。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括背鉗、主鉗、沖扣油缸、夾緊油缸及接頭檢測裝置，其中主鉗位于背鉗的上方，主鉗與背鉗相鉸接；在背鉗與主鉗夾緊鉆具的一側(cè)，背鉗及主鉗上分別開有與鉆具相對應(yīng)的凹槽，背鉗及主鉗上凹槽的兩側(cè)各設(shè)有一夾緊油缸，夾緊油缸的一端安裝在背鉗或主鉗上，另一端為活塞端、安裝有推板，牙板通過牙板座安裝在推板上；在背鉗與主鉗的另一側(cè)設(shè)有沖扣油缸，該沖扣油缸的兩端分別與背鉗及主鉗鉸接；所述接頭檢測裝置安裝在背鉗內(nèi)。其中所述接頭檢測裝置包括檢測油缸、線性位移傳感器和第二接近傳感器，其中檢測油缸安裝在背鉗內(nèi)，在檢測油缸的活塞桿上連接有線性位移傳感器，檢測油缸活塞桿的端部安裝有第二接近傳感器；所述主鉗的橫截面為三角形，其中三角形的下表面設(shè)有與背鉗鉸接的弧形突臺，該突臺的縱向截面為“凹”形；所述主鉗上的兩個夾緊油缸以凹槽的中心線為對稱，分別安裝在凹槽的兩側(cè)；所述背鉗的橫截面為長方形，其中長方形的上表面設(shè)有與主鉗鉸接的弧形突臺，該突臺的縱向截面為“凹”形；所述背鉗上的兩個夾緊油缸以凹槽的中心線為對稱，分別安裝在凹槽的兩側(cè)；接頭檢測裝置位于背鉗上兩個夾緊油缸之間，接頭檢測裝置的運(yùn)動方向也位于兩個夾緊油缸之間；所述牙板為燕尾形平牙板，安裝于帶有燕尾槽的牙板座上，牙板呈“V”形對稱分布；所述牙板座通過其上的燕尾槽與推板連接；所述夾緊油缸位于導(dǎo)向套內(nèi)，通過推板實現(xiàn)導(dǎo)向；在夾緊油缸上連接有第二壓力傳感器；所述牙板座的兩側(cè)分別安裝有托板，每個托板的兩端分別開有槽，該槽內(nèi)容置有碟簧， 碟簧上設(shè)有支撐牙板座的支撐銷；所述沖扣油缸上連接有第一壓力傳感器；所述主鉗的下表面上固接有一平板，在背鉗的上表面安裝有第一接近傳感器，該第一接近傳感器通過檢測所述平板確定主鉗的位置。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為[0008]1.本實用新型實現(xiàn)了全自動操作，使得操作人員離開了危險的井口，極大地提高了操作人員的安全性。2.本實用新型在背鉗上安裝了接頭檢測裝置，根據(jù)不同鉆具，通過檢測油缸、線性位移傳感器和第二接近傳感器實現(xiàn)接頭位置檢測，自動尋找鉆具接頭，實現(xiàn)了鉆具連接和拆卸的全自動操作，提高了鉆、修井的自動化程度。3.本實用新型夾緊鉆具的牙板為燕尾形平牙板，呈“V”形對稱分布，適應(yīng)鉆具范圍寬，不同鉆具也無需更換牙板。4.本實用新型的牙板座由碟簧和支撐銷支撐，在上扣和沖扣時可浮動，保證了必要的軸向位移。5.本實用新型主、背鉗的夾緊油缸連接有第二壓力傳感器，對不同鉆具施加不同的夾緊力，最大限度地降低了對鉆具本身的損傷，防止夾緊力過大而損壞鉆具。6.本實用新型對鉆具的上扣扭矩可精確控制和監(jiān)測，保證了密封效果和連接強(qiáng)度。

圖1為本實用新型的俯視剖視圖；圖2為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中I處的局部放大圖；圖4為圖2中接頭檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為背鉗，2為主鉗，3為沖扣油缸，4為第一壓力傳感器，5為第二壓力傳感器，6為夾緊油缸，7為推板，8為牙板座，9為牙板，10為第一接近傳感器，11為接頭檢測裝置，12為托板，13為碟簧，14為支撐銷，15為檢測油缸，16為線性位移傳感器，17為第二接近傳感器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。如圖1、圖2所示，本實用新型包括背鉗1、主鉗2、沖扣油缸3、夾緊油缸6及接頭檢測裝置11 ；其中，主鉗2的橫截面為三角形，背鉗1的橫截面為長方形，主鉗2位于背鉗1 的上方，主鉗2與背鉗1相鉸接；主鉗2的下表面設(shè)有與背鉗1鉸接的弧形突臺，背鉗1的上表面設(shè)有與主鉗2鉸接的弧形突臺，該突臺的縱向截面為“凹”形，主鉗2下表面的“凹” 形突臺逆時針翻轉(zhuǎn)90°后焊接在主鉗2的下表面，背鉗1上表面的“凹”形突臺順時針翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)90°后焊接在背鉗1的上表面，主、背鉗上的凸臺相互連接即可實現(xiàn)主、背鉗之間的鉸接。在背鉗1與主鉗2夾緊鉆具的一側(cè)，背鉗1與主鉗2上分別開有一容納鉆具的凹槽，該凹槽與鉆具相對應(yīng)。背鉗1及主鉗2上凹槽的兩側(cè)各設(shè)有一夾緊油缸6，共計四個夾緊油缸，背鉗1上的兩個夾緊油缸的軸線共線，主鉗2上的兩個夾緊油缸的軸線共線。主鉗 2上的凹槽位于其凸臺的上方，主鉗2上的兩個夾緊油缸6以凹槽的中心線為對稱，分別安裝在主鉗凹槽的兩側(cè)。背鉗1上的凹槽位于其凸臺的下方，背鉗1上的兩個夾緊油缸6以凹槽的中心線為對稱，分別安裝在背鉗凹槽的兩側(cè)。主鉗2上的凹槽軸線與背鉗1上的凹槽軸線共線。在背鉗1與主鉗2的另一側(cè)設(shè)有沖扣油缸3，該沖扣油缸3的兩端分別與背鉗 1及主鉗2鉸接；這樣在沖扣油缸3的驅(qū)動下，主鉗2可相對于背鉗1轉(zhuǎn)動。沖扣油缸3上連接有第一壓力傳感器4，上卸扣扭矩由該第一壓力傳感器4檢測，并由PLC控制大小。夾緊油缸6的一端安裝在背鉗1或主鉗2上，另一端為活塞端、安裝有推板7，牙板9通過牙板座8安裝在推板7上；夾緊油缸6位于導(dǎo)向套內(nèi)，通過推板7實現(xiàn)導(dǎo)向，在夾緊油缸6上連接有第二壓力傳感器5，該第二壓力傳感器5可根據(jù)不同鉆具施加不同的夾緊力。牙板9為燕尾形平牙板，安裝于帶有燕尾槽的牙板座8上，牙板9呈“V”形對稱分布， 可適應(yīng)不同管徑的鉆具而不需要更換牙板。牙板座8通過其上的燕尾槽與推板7連接，如圖3所示，在牙板座8的兩側(cè)分別安裝有托板12，每個托板12的兩端分別開有槽，該槽內(nèi)容置有碟簧13，碟簧13上設(shè)有支撐牙板座8的支撐銷14 ；牙板座8可上下浮動，保證了上卸扣過程中所需要的位移。主鉗2的下表面上還固接有一平板，在背鉗1的上表面安裝有第一接近傳感器10， 該第一接近傳感器10通過檢測所述平板確定主鉗2的位置。在背鉗1內(nèi)安裝有接頭檢測裝置11，該接頭檢測裝置11位于背鉗1上兩個夾緊油缸6中間，接頭檢測裝置11的運(yùn)動方向也位于兩個夾緊油缸之間，本實施例為背鉗1上兩個夾緊油缸的軸線共線，接頭檢測裝置11的運(yùn)動方向與兩個夾緊油缸的軸線相垂直。如圖 4所示，接頭檢測裝置11包括檢測油缸15、線性位移傳感器16和第二接近傳感器17，其中檢測油缸15安裝在背鉗1內(nèi)，在檢測油缸15的活塞桿上連接有線性位移傳感器16，檢測油缸15活塞桿的端部安裝有第二接近傳感器17。本實用新型的工作原理為本實用新型沖扣鉗的背鉗2可安裝在鐵鉆工伸縮臂的升降裝置上，由升降裝置控制上升或下降。首先，鉆具容納在背鉗1及主鉗2上的凹槽內(nèi)。根據(jù)鉆具的規(guī)格設(shè)定檢測油缸15 活塞桿伸出的距離，檢測油缸15工作，活塞桿及其端部的第二接近傳感器17由背鉗伸出， 當(dāng)伸出到設(shè)定距離時，線性位移傳感器16發(fā)出信號，檢測油缸15停止工作。然后升降裝置工作，帶動沖扣鉗向下移動，直到移動至檢測油缸15活塞桿上的第二接近傳感器17檢測到鉆具接頭處，升降裝置再向下移動設(shè)定距離、停止工作。之后，沖扣油缸3工作，使背鉗1夾緊下部鉆具，主鉗2相對背鉗1反復(fù)轉(zhuǎn)動，將上部鉆具與下部鉆具旋緊連接成一體。在主鉗 2轉(zhuǎn)動一次后回程的過程中，背鉗1上的第一接近傳感器10檢測到主鉗2上的平板后發(fā)出信號，表示主鉗2已回到初始位置，沖扣油缸3的活塞桿停止縮回，開始反向伸出，進(jìn)行下一次旋緊，直至鉆具連接完成。
權(quán)利要求1.一種油田鉆具沖扣鉗，其特征在于包括背鉗(1)、主鉗( 、沖扣油缸C3)、夾緊油缸 (6)及接頭檢測裝置(11)，其中主鉗( 位于背鉗(1)的上方，主鉗( 與背鉗(1)相鉸接； 在背鉗(1)與主鉗(2)夾緊鉆具的一側(cè)，背鉗(1)及主鉗( 上分別開有與鉆具相對應(yīng)的凹槽，背鉗(1)及主鉗( 上凹槽的兩側(cè)各設(shè)有一夾緊油缸(6)，夾緊油缸(6)的一端安裝在背鉗(1)或主鉗( 上，另一端為活塞端、安裝有推板(7)，牙板(9)通過牙板座(8)安裝在推板(7)上；在背鉗(1)與主鉗O)的另一側(cè)設(shè)有沖扣油缸(3)，該沖扣油缸(3)的兩端分別與背鉗(1)及主鉗( 鉸接；所述接頭檢測裝置(11)安裝在背鉗(1)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述接頭檢測裝置(11)包括檢測油缸(15)、線性位移傳感器(16)和第二接近傳感器(17)，其中檢測油缸(1 安裝在背鉗(1)內(nèi)，在檢測油缸(15)的活塞桿上連接有線性位移傳感器(16)，檢測油缸(15)活塞桿的端部安裝有第二接近傳感器(17)。
3.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述主鉗(2)的橫截面為三角形，其中三角形的下表面設(shè)有與背鉗(1)鉸接的弧形突臺，該突臺的縱向截面為“凹”形；所述主鉗(2)上的兩個夾緊油缸(6)以凹槽的中心線為對稱，分別安裝在凹槽的兩側(cè)。
4.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述背鉗(1)的橫截面為長方形，其中長方形的上表面設(shè)有與主鉗( 鉸接的弧形突臺，該突臺的縱向截面為“凹”形；所述背鉗(1)上的兩個夾緊油缸(6)以凹槽的中心線為對稱，分別安裝在凹槽的兩側(cè)。
5.按權(quán)利要求4所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述接頭檢測裝置(11)位于背鉗(1)上兩個夾緊油缸(6)之間，接頭檢測裝置(11)的運(yùn)動方向也位于兩個夾緊油缸之間。
6.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述牙板(9)為燕尾形平牙板， 安裝于帶有燕尾槽的牙板座(8)上，牙板(9)呈“V”形對稱分布；所述牙板座(8)通過其上的燕尾槽與推板(7)連接。
7.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述夾緊油缸(6)位于導(dǎo)向套內(nèi)，通過推板(7)實現(xiàn)導(dǎo)向；在夾緊油缸(6)上連接有第二壓力傳感器(5)。
8.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述牙板座(8)的兩側(cè)分別安裝有托板(12)，每個托板(1 的兩端分別開有槽，該槽內(nèi)容置有碟簧(13)，碟簧(1 上設(shè)有支撐牙板座(8)的支撐銷(14)。
9.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述沖扣油缸C3)上連接有第一壓力傳感器(4)。
10.按權(quán)利要求1所述的油田鉆具沖扣鉗，其特征在于所述主鉗O)的下表面上固接有一平板，在背鉗(1)的上表面安裝有第一接近傳感器(10)，該第一接近傳感器(10)通過檢測所述平板確定主鉗O)的位置。
專利摘要本實用新型涉及鉆井和修井使用的大扭矩鉆具連接或拆卸的裝置，具體地說是一種油田鉆具沖扣鉗，包括背鉗、主鉗、沖扣油缸、夾緊油缸及接頭檢測裝置，其中主鉗位于背鉗的上方，主鉗的一側(cè)與背鉗的一側(cè)鉸接，另一側(cè)與沖扣油缸的一端鉸接，沖扣油缸的另一端與背鉗的另一側(cè)鉸接；在背鉗與主鉗鉸接的一側(cè)，背鉗及主鉗上分別開有與鉆具相對應(yīng)的凹槽，背鉗及主鉗上凹槽的兩側(cè)各設(shè)有一夾緊油缸，每個夾緊油缸的一端安裝在背鉗與主鉗的銷軸上，另一端為活塞端，安裝有推板，牙板通過牙板座安裝在推板上；所述接頭檢測裝置安裝在背鉗內(nèi)。本實用新型實現(xiàn)了全自動操作，使得操作人員離開了危險的井口，極大地提高了操作人員的安全性。
文檔編號E21B19/18GK202039798SQ20112011819
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉永旭, 劉洋, 牟忠良, 趙淑蘭 申請人:沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司