本發(fā)明涉及一種鉆井及修井設(shè)備，尤其是一種具有新型上卸扣鉗的鐵鉆工。

背景技術(shù)：

鐵鉆工是對(duì)鉆具進(jìn)行上卸扣的自動(dòng)化裝備，鐵鉆工上包括兩組夾鉗，即位于上方的旋扣鉗和位于下方的上卸扣鉗，其中上卸扣鉗的作用是：在上扣過程中，對(duì)已利用旋扣鉗完成旋扣操作的絲扣進(jìn)行進(jìn)一步擰緊操作，以使上部鉆具和下部鉆具之間的旋緊扭矩達(dá)到設(shè)定的扭矩值；在卸扣過程中，先利用上卸扣鉗對(duì)絲扣進(jìn)行擰松操作，再通過旋扣鉗將上部鉆具從下部鉆具上旋擰下來，使得上部鉆具和下部鉆具最終分離。

中國專利文獻(xiàn)cn103132931a公開了一種鐵鉆工，包括上卸扣鉗，該上卸扣鉗安裝在鐵鉆工的支架上，該支架的支架頂板和支架座板之間設(shè)有對(duì)稱分布的立銷，主鉗支架和背鉗支架在對(duì)應(yīng)的位置分別開有環(huán)形槽和圓孔，立銷通過環(huán)形槽和圓孔將主鉗和背鉗連接起來；主鉗和背鉗可沿著立銷上下移動(dòng)，且主鉗可相對(duì)于背鉗沿弧槽轉(zhuǎn)動(dòng)；在主鉗和背鉗之間設(shè)有碟形彈簧；在主鉗和背鉗的兩側(cè)設(shè)有升降裝置，該升降裝置是由升降油缸和升降缸耳座構(gòu)成，升降油缸的缸筒與支架用螺栓連接，升降油缸的活塞桿與背鉗用銷軸連接，升降油缸的伸縮運(yùn)動(dòng)可使主鉗和背鉗沿著立銷上下移動(dòng)；在主鉗和背鉗均布置有呈120°均布的三組夾緊鉗，由夾緊油缸驅(qū)動(dòng)；端部法蘭結(jié)構(gòu)的夾緊油缸與焊接在主鉗支架和背鉗支架上的夾緊箱體用螺栓連接；夾緊油缸的活塞桿端與卡鉗支座固定連接，牙板通過螺栓嵌在卡鉗上，卡鉗與卡鉗支座通過銷軸和螺栓固定連接；夾緊油缸通過卡鉗支座和卡鉗實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向；在主鉗和背鉗的兩側(cè)設(shè)有卸扣油缸，卸扣油缸與背鉗支架通過油缸耳軸連接，卸扣油缸的活塞桿與主鉗鉸接，背鉗的上表面設(shè)有耐磨的軸環(huán)，軸環(huán)通過螺栓與背鉗固定連接。該申請(qǐng)應(yīng)用三角形的楔板機(jī)構(gòu)傳遞夾緊力夾緊鉆具，從而使鉆具受力均勻，工作可靠，達(dá)到更好保護(hù)鉆具的目的。但該申請(qǐng)的上卸扣鉗是通過立銷懸吊在上卸扣鉗的支架上，由于立銷的布置，使得弧槽的弧度角受到限制，進(jìn)而使得上卸扣鉗的轉(zhuǎn)角受到限制，無法實(shí)現(xiàn)大角度旋轉(zhuǎn)。

在進(jìn)行上扣或卸扣操作時(shí)，如果上卸扣鉗的轉(zhuǎn)角較小，有可能無法通過一次旋轉(zhuǎn)達(dá)到上扣或卸扣目的，需要主鉗重新歸位，對(duì)鉆具進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)，不利于提高操作效率。

本申請(qǐng)人已獲授權(quán)的專利文獻(xiàn)cn202689976u公開了一種懸臂式鐵鉆工，包括伸縮臂和上卸扣鉗，該上卸扣鉗包括上鉗，上鉗包括上箱體和設(shè)置在上箱體中的上夾緊機(jī)構(gòu)，上夾緊機(jī)構(gòu)夾緊管件；背鉗，背鉗包括下箱體和設(shè)置在下箱體中的下夾緊機(jī)構(gòu)，下夾緊機(jī)構(gòu)夾緊管件，背鉗設(shè)置在上鉗的下方；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括上扭矩油缸和下扭矩油缸，上扭矩油缸連接到上鉗并推動(dòng)上鉗旋轉(zhuǎn)，下扭矩油缸連接到背鉗并推動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)上鉗進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)；滑軌機(jī)構(gòu)，安裝在背鉗和上鉗之間，上鉗沿滑軌機(jī)構(gòu)相對(duì)于背鉗滑動(dòng)，滑軌機(jī)構(gòu)包括安裝于上箱體上表面的圓弧形雄導(dǎo)軌、安裝于上箱體下表面的第三滾輪和安裝于下箱體上表面的雙圓弧形雌導(dǎo)軌。該申請(qǐng)的主鉗和背鉗之間無其他結(jié)構(gòu)件的干涉，可以設(shè)置連續(xù)的導(dǎo)軌，從而無需主鉗重新歸位，即可實(shí)現(xiàn)大的轉(zhuǎn)角。但該申請(qǐng)背鉗的后端安裝在伸縮臂前端的安裝板上，為了保證伸縮臂的側(cè)向剛性，伸縮臂需要具有一定的寬度，這就使得伸縮臂前端的安裝板也需具有一定的寬度，從而限制了扭矩油缸的安裝空間，使得扭矩油缸的伸縮距離較短，必須借助轉(zhuǎn)臂的二次轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)主鉗的大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)。該申請(qǐng)雖然不需要主鉗重新歸位，但也要利用轉(zhuǎn)臂對(duì)鉆具進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)，從而也對(duì)操作效率造成了限制。

綜上，如何提供一種鐵鉆工，使其上卸扣鉗的主鉗只需一次驅(qū)動(dòng)，即可完成大轉(zhuǎn)角動(dòng)作，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有新型上卸扣鉗的鐵鉆工，用于對(duì)管件進(jìn)行上扣和/或卸扣，包括基座和可沿基座升降的背架，上卸扣鉗的背鉗包括設(shè)置于其前端的鉗口和設(shè)置于其后端的后端面，背鉗通過后端面固定連接在背架的前端面上，背鉗包括由后端面的一端向后延伸且穿過前端面的第一凸部，第一凸部位于主鉗的旋轉(zhuǎn)中心軸的左側(cè)/右側(cè)；上卸扣的主鉗設(shè)置于背鉗的上方且可相對(duì)背鉗旋轉(zhuǎn)，上卸扣鉗還包括用于驅(qū)動(dòng)主鉗進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)油缸，第一驅(qū)動(dòng)油缸的一端與第一凸部鉸接，另一端與主鉗鉸接，第一驅(qū)動(dòng)油缸的一端和另一端位于主鉗的旋轉(zhuǎn)中心軸的同一側(cè)。

優(yōu)選地，背鉗還包括由后端面的另一端向后延伸且穿過前端面的第二凸部，第二凸部位于主鉗的旋轉(zhuǎn)中心軸的右側(cè)/左側(cè)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括第二驅(qū)動(dòng)油缸，第二驅(qū)動(dòng)油缸的一端與第二凸部鉸接，另一端與主鉗鉸接，第一驅(qū)動(dòng)油缸的一端和另一端位于主鉗的旋轉(zhuǎn)中心軸的同一側(cè)。

進(jìn)一步地，當(dāng)主鉗處于未經(jīng)旋轉(zhuǎn)的初始狀態(tài)時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸在左右方向?qū)ΨQ設(shè)置，對(duì)稱面通過主鉗的旋轉(zhuǎn)中心軸。

優(yōu)選地，當(dāng)主鉗由一個(gè)極限位置旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)極限位置時(shí)，主鉗的轉(zhuǎn)角范圍不小于55°。

進(jìn)一步地，背鉗包括背鉗結(jié)構(gòu)和設(shè)置于背鉗結(jié)構(gòu)內(nèi)用于夾緊管件的下部夾鉗機(jī)構(gòu)，背鉗結(jié)構(gòu)包括第一上面板、位于第一上面板下方的第一下面板和設(shè)置與第一上面板和第一下面板之間的第一腹板；主鉗包括主鉗結(jié)構(gòu)和設(shè)置于主鉗結(jié)構(gòu)內(nèi)用于夾緊管件的上部夾鉗機(jī)構(gòu)；主鉗結(jié)構(gòu)包括第二上面板、位于第二上面板下方的第二下面板和設(shè)置與第二上面板和第二下面板之間的第二腹板；第一上面板和第二下面板之間設(shè)置有導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)用于為主鉗的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供導(dǎo)向。

優(yōu)選地，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于第一上面板上表面/第二下面板下表面的雙圓弧形導(dǎo)軌，雙圓弧形導(dǎo)軌包括兩塊相互平行且與第一上面板/第二下面板垂直的圓弧形板，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于第二下面板下表面/第一上面板上表面且位于雙圓弧形導(dǎo)軌內(nèi)部的滾輪，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)作用下，滾輪可沿雙圓弧形導(dǎo)軌的內(nèi)表面滾動(dòng)，以使主鉗相對(duì)背鉗進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，滾輪的下表面/上表面的材料為減摩材料。

優(yōu)選地，圓弧形軌道的弧度大于240°。

進(jìn)一步地，滾輪分為間隔設(shè)置的多組，每組包括一個(gè)或多個(gè)滾輪。

優(yōu)選地，下部夾鉗機(jī)構(gòu)包括三個(gè)夾緊油缸，三個(gè)夾緊油缸的縱軸線兩兩之間呈120°夾角，每個(gè)夾緊油缸的兩側(cè)各設(shè)置有至少一塊第一腹板。

進(jìn)一步地，上部夾鉗機(jī)構(gòu)包括三個(gè)夾緊油缸，三個(gè)夾緊油缸的縱軸線兩兩之間呈120°夾角，每個(gè)夾緊油缸的兩側(cè)各設(shè)置有至少一塊第二腹板。

優(yōu)選地，背架包括八邊形框架和設(shè)置于八邊形框架內(nèi)部的上卸扣鉗安裝架，上卸扣鉗安裝架的上部與八邊形框架的上邊框相連，下部與八邊形框架的下邊框相連，上卸扣鉗安裝架的前端包括一個(gè)用于安裝上卸扣鉗的安裝面，以作為背架的前端面，上卸扣鉗安裝架與八邊形框架的左邊框和右邊框之間均相隔一段距離，以使得第一凸部和第二凸部穿過前端面。

進(jìn)一步地，鐵鉆工還包括軌道和行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于基座上，可帶動(dòng)基座沿軌道運(yùn)行。

本發(fā)明所提供的具有新型上卸扣鉗的鐵鉆工，使得上卸扣鉗的主鉗經(jīng)一次驅(qū)動(dòng)，即可完成大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)，顯著地提高了鐵鉆工的工作效率。

為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的具有新型上卸扣鉗的鐵鉆工的軸測視圖；

圖2為本發(fā)明提供的上卸扣鉗的軸側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明提供的上卸扣鉗的正視圖；

圖4為本發(fā)明提供的上卸扣鉗的一個(gè)極限位置的俯視圖；

圖5為本發(fā)明提供的上卸扣鉗的另一個(gè)極限位置的俯視圖；

圖6為本發(fā)明提供的上卸扣鉗的主鉗的轉(zhuǎn)角范圍示意圖；

圖7為圖3的a-a方向剖視圖；

圖8為本發(fā)明提供的背架及基座結(jié)構(gòu)的正視圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

管件100

1基座

2背架

2a背架的前端面

21八邊形框架22上卸扣鉗安裝架

22a安裝面

3上卸扣鉗

3a主鉗的旋轉(zhuǎn)中心軸

31背鉗32主鉗34導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)

311鉗口312后端面313第一凸部314第二凸部315背鉗結(jié)構(gòu)316下部

夾鉗機(jī)構(gòu)

312a后端面的一端312b后端面的另一端

315a第一上面板315b第一下面板315c第一腹板

325主鉗結(jié)構(gòu)326上部夾鉗機(jī)構(gòu)

325a第二上面板325b第二下面板325c第二腹板

331第一驅(qū)動(dòng)油缸332第二驅(qū)動(dòng)油缸

331a第一驅(qū)動(dòng)油缸的一端331b第一驅(qū)動(dòng)油缸的另一端

332a第二驅(qū)動(dòng)油缸的一端332b第二驅(qū)動(dòng)油缸的另一端

341圓弧形板343內(nèi)部空間344滾輪

4旋扣鉗

5軌道

6行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)及功效。雖然本發(fā)明的描述將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例一起介紹，但這并不代表此發(fā)明的特征僅限于該實(shí)施方式。恰恰相反，結(jié)合實(shí)施方式作發(fā)明介紹的目的是為了覆蓋基于本發(fā)明的權(quán)利要求而有可能延伸出的其它選擇或改造。為了提供對(duì)本發(fā)明的深度了解，以下描述中將包含許多具體的細(xì)節(jié)。本發(fā)明也可以不使用這些細(xì)節(jié)實(shí)施。此外，為了避免混亂或模糊本發(fā)明的重點(diǎn)，有些具體細(xì)節(jié)將在描述中被省略。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

另外，在以下的說明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“頂”、“底”，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

鐵鉆工的作用是連接管件，具體地，是將上部管件旋擰到下部管件上。鐵鉆工的夾鉗包括旋扣鉗和上卸扣鉗，旋扣鉗的作用是夾緊并旋轉(zhuǎn)上部管件，使得上部管件與下部管件之間實(shí)現(xiàn)初步對(duì)接，但旋扣鉗的擰緊扭矩通常不能達(dá)到規(guī)定的上扣扭矩，這是需要上卸扣鉗的作用。上卸扣鉗位于旋扣鉗的下方，可以提供更大的擰緊扭矩，但其能實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)角通常小于旋扣鉗的轉(zhuǎn)角，其作用在于對(duì)管件進(jìn)行進(jìn)一步擰緊操作，使得上部管件與下部管件之間的擰緊扭矩達(dá)到規(guī)定數(shù)值。同理，在卸扣的過程中，由于上部管件與下部管件之間存在較大的擰緊扭矩，旋扣鉗通常不能提供足以擰松管件的扭矩，這時(shí)需要上卸扣鉗先對(duì)管件進(jìn)行擰松操作，再利用旋扣鉗將上部管件從下部管件上旋離。

上卸扣鉗包括主鉗和背鉗，背鉗位于主鉗的下方，主鉗用于夾持上部管件，背鉗用于夾持下部管件。上卸扣鉗還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可驅(qū)動(dòng)主鉗相對(duì)背鉗進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行上扣和卸扣操作(即擰緊和擰松操作)。在旋扣鉗的旋扣操作完成之后，有可能絲扣仍處在旋合狀態(tài)，并且旋合長度是不特定的。由于主鉗的旋轉(zhuǎn)角度有限，如果主鉗的一次旋轉(zhuǎn)不能達(dá)到上扣所需的擰緊扭矩，那么需要對(duì)主鉗進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)，這將降低鐵鉆工的工作效率。為使主鉗通過一次旋轉(zhuǎn)即可完成上扣操作，需要使得主鉗經(jīng)一次驅(qū)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)，這是本申請(qǐng)要解決的技術(shù)問題。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵鉆工包括基座1，背架2，上卸扣鉗3以及旋扣鉗4，用于對(duì)管件100進(jìn)行上扣和/或卸扣。上卸扣鉗3和旋扣鉗4均安裝在背架2上，上卸扣鉗3位于旋扣鉗4的下方。上卸扣鉗3包括背鉗31和設(shè)置在背鉗31上方的主鉗32，主鉗32可相對(duì)背鉗31進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。背架2可沿基座1升降，以使得上卸扣鉗3可停留在合適的高度位置，此處合適的高度位置是指下部管件的上端面臨近且不超過背鉗31的上端面的位置。圖1中的f向?yàn)橄蚯?，b向?yàn)橄蚝螅瑄向?yàn)橄蛏?，d向?yàn)橄蛳拢瑫r(shí)垂直于上述四個(gè)方向的為左右方向。

如圖2至圖5所示，在本實(shí)施例中，上卸扣鉗3的背鉗31包括設(shè)置于其前端的鉗口311和設(shè)置于其后端的后端面312，背鉗31通過后端面312固定連接在背架2的前端面2a上，背鉗31包括由后端面312的一端312a向后延伸且穿過前端面2a的第一凸部313，第一凸部313位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的左側(cè)/右側(cè)。由此可見，背架2的前端面2a的寬度需小于背鉗31的后端面312的寬度。在本實(shí)施例中，如圖2所示，第一凸部313位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的左側(cè)，但本發(fā)明不以此為限，第一凸部313也可設(shè)置在主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的右側(cè)。如圖2所示，第一凸部313位于后端面312的偏上部的位置，但本發(fā)明不以此為限，第一凸部313可設(shè)置于后端面312的任一高度位置上。背架2的前端面2a和背鉗31的后端面312可以是平面，也可以是曲面或凹凸表面，但需包括使得背架2和背鉗31相互接觸的部分，以將背鉗31固定連接在背架2上。

進(jìn)一步地，上卸扣鉗3的主鉗32設(shè)置于背鉗31的上方且可相對(duì)背鉗31旋轉(zhuǎn)，主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a為沿上下方向延伸的豎直軸。上卸扣鉗3還包括用于驅(qū)動(dòng)主鉗32進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)油缸331，第一驅(qū)動(dòng)油缸331的一端331a與第一凸部313鉸接，另一端331b與主鉗32鉸接，第一驅(qū)動(dòng)油缸331的一端331a和另一端331b位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的同一側(cè)，即同位于旋轉(zhuǎn)中心軸3a的左側(cè)或同位于旋轉(zhuǎn)中心軸3a的右側(cè)，在本實(shí)施例中，如圖2至圖5所示，第一驅(qū)動(dòng)油缸331的上述兩個(gè)端部都位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的左側(cè)，但本發(fā)明不以此為限。優(yōu)選地，第一驅(qū)動(dòng)油缸331的另一端331b位于主鉗32靠近前端的位置，如此，在第一驅(qū)動(dòng)油缸331總長不變的情況下，可縮短第一凸部313的長度。

通過背鉗31的后端面312與背架2的前端面2a進(jìn)行連接，可最大程度地減少背架2對(duì)主鉗32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的干涉，為主鉗32的大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)提供了空間便利；上卸扣鉗3的鉗口設(shè)置于其前端，為管件100進(jìn)出鉗口提供了無阻礙的通道；背架2的前端面22的寬度需小于背鉗31的后端面312的寬度，在背鉗31的后端設(shè)置有穿過前端面22的第一凸部313，將第一驅(qū)動(dòng)油缸331的一端331a與第一凸部313鉸接，可使得第一驅(qū)動(dòng)油缸331具有盡可能長的行程，從而使得主鉗32經(jīng)第一驅(qū)動(dòng)油缸331一次驅(qū)動(dòng)，即可完成大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)，顯著地提高了鐵鉆工的工作效率。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例提供的背鉗31還包括由其后端面312的另一端312b向后延伸且穿過背架2的前端面2a的第二凸部314，第二凸部314位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的右側(cè)/左側(cè)，即與第一凸部313相對(duì)的另一側(cè)。在本實(shí)施例中，如圖2至圖5所示，第二凸部314位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的右側(cè)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括第二驅(qū)動(dòng)油缸332，第二驅(qū)動(dòng)油缸332的一端332a與第二凸部314鉸接，另一端332b與主鉗32鉸接，第二驅(qū)動(dòng)油缸332的一端332a和另一端332b位于主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的同一側(cè)，即同位于旋轉(zhuǎn)中心軸3a的左側(cè)或同位于旋轉(zhuǎn)中心軸3a的右側(cè)。同樣地，第二驅(qū)動(dòng)油缸的另一端332b位于主鉗32靠近前端的位置，以使得在第二驅(qū)動(dòng)油缸332總長不變的情況下，縮短第二凸部314的長度。

通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的伸縮配合(即當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)油缸331伸長時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)油缸332收縮，反之，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)油缸331收縮時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)油缸332伸長)對(duì)主鉗32的旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)力矩，這樣，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)主鉗32施加的力矩為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸(即第一驅(qū)動(dòng)油缸331和第二驅(qū)動(dòng)油缸332)對(duì)主鉗32施加的驅(qū)動(dòng)力矩的總和。在主鉗32所需的最大旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩一定的情況下，使用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸可降低單個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的規(guī)格，減小單個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的體積，進(jìn)而減小上卸扣鉗3的體積。

進(jìn)一步地，當(dāng)主鉗32處于未經(jīng)旋轉(zhuǎn)的初始狀態(tài)時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)油缸331和第二驅(qū)動(dòng)油缸332在左右方向?qū)ΨQ設(shè)置，對(duì)稱面通過主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a。對(duì)稱設(shè)置一方面的意義在于，第一驅(qū)動(dòng)油缸331和第二驅(qū)動(dòng)油缸332與主鉗32的旋轉(zhuǎn)中心軸3a的距離相等，另一方面的意義在于，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的安裝方位需要一致，即第一驅(qū)動(dòng)油缸331和第二驅(qū)動(dòng)油缸332的缸體一端同時(shí)與主鉗32相鉸接，或者第一驅(qū)動(dòng)油缸331和第二驅(qū)動(dòng)油缸332的活塞桿同時(shí)與主鉗32相鉸接。這樣可以保證主鉗32無論是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)施加在主鉗32上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩都是一致的。這里主鉗32未經(jīng)旋轉(zhuǎn)的初始狀態(tài)指如圖2中的狀態(tài)。

優(yōu)選地，當(dāng)主鉗32由一個(gè)極限位置旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)極限位置時(shí)，主鉗32的轉(zhuǎn)角范圍不小于55°，主鉗32的一個(gè)極限位置如圖4和圖6的實(shí)線部分所示，主鉗32的另一個(gè)極限位置如圖5和圖6的虛線部分所示，本實(shí)施例中，主鉗32的轉(zhuǎn)角范圍為58°，如圖6所示。從這里還可以看出，由于設(shè)置了第一凸部313和第二凸部314，從而可以延伸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的長度。在主鉗32的轉(zhuǎn)角范圍一定的情況下，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的長度越長，其在驅(qū)動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)角幅度就越小，其驅(qū)動(dòng)力矩的變化幅度也越小。所以，設(shè)置第一凸部313和第二凸部314還有利于實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的驅(qū)動(dòng)力矩相對(duì)均勻，避免對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的驅(qū)動(dòng)能力造成浪費(fèi)。

如圖2和圖3所示，背鉗31包括背鉗結(jié)構(gòu)315和下部夾鉗機(jī)構(gòu)316，下部夾鉗機(jī)構(gòu)316位于背鉗結(jié)構(gòu)315的內(nèi)部用于夾緊管件。背鉗結(jié)構(gòu)315包括第一上面板315a，第一下面板315b以及第一腹板315c，第一下面板315b位于第一上面板315a的下方，第一腹板315c位于第一上面板315a與第一下面板315b之間且連接第一上面板315a和第一下面板315b。背鉗結(jié)構(gòu)315還包括后面板，以作為背鉗31的后端面312的結(jié)構(gòu)。

主鉗32包括主鉗結(jié)構(gòu)325和上部夾鉗機(jī)構(gòu)326，上部夾鉗機(jī)構(gòu)326位于主鉗結(jié)構(gòu)325的內(nèi)部用于夾緊管件。主鉗結(jié)構(gòu)325包括第二上面板325a、第二下面板325b以及第二腹板325c，第二下面板325b位于第二上面板325a的下方，第二腹板325c位于第二上面板325a與第二下面板325b之間且連接第二上面板325a和第二下面板325b。

如圖7所示，第一上面板315a和第二下面板325b之間設(shè)置有導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)34，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)34用于為主鉗32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供導(dǎo)向。

具體地，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)34包括設(shè)置于第一上面板315a上表面/第二下面板325b下表面的雙圓弧形導(dǎo)軌，如圖7所述，雙圓弧形導(dǎo)軌設(shè)置于第一上面板315a的上表面。雙圓弧形導(dǎo)軌包括兩塊相互平行且與第一上面板315a/第二下面板325b垂直的圓弧形板341，兩塊圓弧形板341形成了一個(gè)內(nèi)部空間343。導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)34還包括設(shè)置于第二下面板325b下表面/第一上面板315a上表面的滾輪344，即滾輪344和雙圓弧形軌道需分設(shè)于主鉗結(jié)構(gòu)325和背鉗結(jié)構(gòu)315上且相互匹配。另外，滾輪344設(shè)置于雙圓弧形導(dǎo)軌內(nèi)部，即設(shè)置于內(nèi)部空間343內(nèi)。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)作用下，滾輪344可沿雙圓弧形導(dǎo)軌的內(nèi)表面滾動(dòng)，由于滾輪344與雙圓弧形軌道分設(shè)于主鉗結(jié)構(gòu)325和背鉗結(jié)構(gòu)315上，此時(shí)主鉗32可相對(duì)背鉗31進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如圖7所示，滾輪344進(jìn)行滾動(dòng)時(shí)的滾動(dòng)軸為垂直紙面方向的軸線，此時(shí)，本實(shí)施例提供的導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)34節(jié)省空間，方便制造，能減小上卸扣鉗3的總體高度。

優(yōu)選地，滾輪344與結(jié)構(gòu)接觸的表面的材料為減摩材料，具體地，如果滾輪344設(shè)置于第二下面板325b的下表面時(shí)，滾輪344下表面的材料為減摩材料，如果滾輪344設(shè)置于第一上面板315a的上表面時(shí)，滾輪344上表面的材料為減摩材料。減摩材料是以金屬或合金為基體，通過粉末冶金方法制造的材料。

進(jìn)一步地，雙圓弧形軌道的弧度大于240°，以滿足大轉(zhuǎn)角的導(dǎo)向需求。

優(yōu)選地，滾輪344分為間隔設(shè)置的多組，如圖7所示，滾輪344為兩組，但本發(fā)明不以此為限。滾輪344除了作為導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)34的組成部分外，還需要對(duì)主鉗32起支撐作用，即主鉗32通過滾輪344支撐于背鉗31的上方。設(shè)置多組滾輪344有利于保持主鉗32的平衡狀態(tài)。每組滾輪344包含一個(gè)或多個(gè)滾輪344，設(shè)置多個(gè)滾輪344有利于分散滾輪344與結(jié)構(gòu)面板之間的接觸壓力。滾輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部還設(shè)置有組合蝶簧，用于吸收上扣過程中主鉗32產(chǎn)生的垂直向下位移。

進(jìn)一步地，下部夾鉗機(jī)構(gòu)316包括三個(gè)夾緊油缸，三個(gè)夾緊油缸的縱軸線兩兩之間呈120°夾角，每個(gè)夾緊油缸的兩側(cè)各設(shè)置有至少一塊第一腹板315c。同樣地，上部夾鉗機(jī)構(gòu)包括三個(gè)夾緊油缸，三個(gè)夾緊油缸的縱軸線兩兩之間呈120°夾角，每個(gè)夾緊油缸的兩側(cè)各設(shè)置有至少一塊第二腹板325c。每套夾緊機(jī)構(gòu)中的三個(gè)夾緊油缸三個(gè)方位夾緊管件，有利于有效夾緊管件。腹板的設(shè)置不僅起到油缸與油缸之間、油缸與外界之間的隔離作用，也可以對(duì)主鉗結(jié)構(gòu)325和背鉗結(jié)構(gòu)315起到加強(qiáng)作用。

如圖8所示，背架2包括八邊形框架21和設(shè)置于八邊形框架21內(nèi)部的上卸扣鉗安裝架22，上卸扣鉗安裝架22的上部與八邊形框架21的上邊框相連，下部與八邊形框架21的下邊框相連，上卸扣鉗安裝架22的前端包括一個(gè)用于安裝上卸扣鉗的安裝面22a，以作為背架2的前端面2a，上卸扣鉗安裝架22與八邊形框架21的左邊框和右邊框之間均相隔一端距離，以使得第一凸部313和第二凸部314向后穿過背架2的前端面2a(即安裝面22a)。八邊形框架21通過其兩側(cè)可升降地設(shè)置在基座1上，例如，可在八邊形框架21的兩側(cè)和基座1上安裝相互配合的滑塊滑軌裝置，該滑塊滑軌裝置的作用為對(duì)八邊形框架21的前后方向進(jìn)行限位，上下方向進(jìn)行導(dǎo)向。八邊形框架結(jié)構(gòu)傳力路徑流暢，有利于提高結(jié)構(gòu)的承載能力。

本實(shí)施例中，如圖1所示，鐵鉆工還包括軌道5和行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6設(shè)置于基座1，可帶動(dòng)基座1軌道5運(yùn)行。圖1所示的位置為鐵鉆工的初始位置，待連接的管件100位于夾鉗(包括旋扣鉗4和上卸扣鉗3)的前方，基座1可在行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的作用下沿軌道5向前移動(dòng)至工作位置，即夾鉗可以夾緊管件100時(shí)的位置，也可以沿軌道5從工作位置向后返回至初始位置，或者停留在工作位置與初始位置之間的任意一個(gè)非工作位置。軌道式鐵鉆工相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的懸臂式鐵鉆工，可以突破懸臂長度對(duì)鐵鉆工工作范圍的限制，可顯著地增加鐵鉆工的工作范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵鉆工的工作過程為：上扣時(shí)，三個(gè)下部夾緊油缸同時(shí)伸出夾緊下部管件接頭，隨后旋扣鉗夾緊上部管件，對(duì)上部管件進(jìn)行旋扣，旋扣完成后旋扣鉗松開上部管件，同時(shí)第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸共同作用帶動(dòng)主鉗逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)第一極限位置，此時(shí)三個(gè)上部夾緊油缸同時(shí)伸出夾緊上部管件接頭，緊接著第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸共同作用帶動(dòng)主鉗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)完成上扣操作。

卸扣時(shí)，三個(gè)下部夾緊油缸同時(shí)伸出夾緊下部管件接頭，隨后第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸共同作用帶動(dòng)主鉗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到卸扣位置，此時(shí)三個(gè)上部夾緊油缸同時(shí)伸出夾緊上部管件接頭，緊接著第一驅(qū)動(dòng)油缸和第二驅(qū)動(dòng)油缸共同作用帶動(dòng)主鉗逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)完成松扣操作，然后旋扣鉗夾緊上部管件，最后完成卸扣操作。

綜上所述，本發(fā)明提供具有新型上卸扣鉗的鐵鉆工，使得上卸扣鉗的主鉗經(jīng)一次驅(qū)動(dòng)，即可完成大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)，顯著地提高了鐵鉆工的工作效率。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。