一種新型動力鉗卡緊機構的製作方法

2023-05-07 04:41:46

專利名稱：一種新型動力鉗卡緊機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦場機械領域，尤其涉及地質堪探、石油鑽井、修井用的動力鉗卡緊機構。
在地質堪探、石油鑽井、修井過程中，廣泛使用吊鉗來連接或拆卸鑽杆、套管、油管等管柱，它不僅結構簡單卡緊可靠，而且體積小，重量輕，操作使用方便；但吊鉗使用頻繁，勞動強度大，容易發生人身事故，且管柱連接拆卸扭矩難於控制；近年來國內外先後研製出各種型式的動力鉗(如鑽杆動力鉗、套管動力鉗、油管動力鉗等)，來取代吊鉗，動力鉗的結構(參見


圖1)通常採用開口齒輪A帶動坡板B，推動帶有滾輪C的牙板D，經制動而卡緊管柱旋轉，開口齒輪A的正轉或反轉來實現管柱的上扣或卸扣；動力鉗以液壓為動力，減輕了勞動強度，確保人身安全，扭矩、轉數等性能參數容易控制，但使用頻繁，扭矩大，齒輪開口容易變形，開口齒輪使用壽命短；而且在卡緊或鬆開管柱前必須先施加外力制動牙板，待開口齒輪帶動坡板推動牙板卡緊(或鬆開)管柱後，再克服制動力繼續轉動，來實現管柱的上扣或卸扣，因而功率損失大。
本實用新型的目的是為在地質堪探、石油鑽井、修井過程中，用來連接或拆卸管柱的動力鉗提供一種新型動力鉗卡緊機構。
本實用新型的目的是這樣實現的一種新型動力鉗卡緊機構包括可隨動力旋轉的帶開口槽11的開口齒輪1及管柱卡緊機構；其特徵在於至少有一組卡緊機構與開口齒輪1相連，開口齒輪1上設有一對偏心槽11，與開口齒輪1上的開口槽12中心線對稱，且帶有偏心傾角α，該α角為2 °～30°；卡緊機構由牙板3及頂塊4組成，牙板3內側設有帶傾斜角γ的鉗口，該γ角為4°～28°，外側固接一銷軸5，銷軸5與開口齒輪1上的其中一偏心槽11套合，牙板3通過銷軸5和開口齒輪1呈可拆卸連接；頂塊4與牙板3相對應，其內側設有一扶正管柱31坡面，其外側固接銷軸6和2，通過銷軸6和2與開口齒輪1呈可拆卸連接。該動力鉗卡緊機構工作原理為開口齒輪1在動力作用下轉動時，其上的偏心槽11也隨之轉動，卡緊機構上的牙板3所固接的銷軸5和該偏心槽11套合，銷軸5也隨之在偏心槽11內移動和圍繞銷軸5轉動，從而實現卡緊或鬆開管柱31的目的，牙板3內側設有帶傾斜角γ的鉗口，在抱合管柱31時，牙板3越向中心移動鉗口越小，越卡緊管柱；反之越離開中心，迅速鬆開管柱，頂塊4在牙板3對面，其扶正管柱坡面與鉗口相對，扶正管柱，使管柱中心始終與開口齒輪1同心，保證牙板3正常工作。
本實用新型的優點是①由於偏心槽和即可移動又可轉動的牙板的設置，使卡緊管柱時，大部分卡緊力(徑向力和切向力)都作用在牙板上，開口齒輪所受開口張力大大減少，提高了開口齒輪的壽命。②當開口齒輪轉動時，在牙板與頂塊的作用下，自動卡緊(或鬆開)管柱，不需外力制動，不消耗功率。③牙板的內側帶有傾斜角，使卡緊或鬆開管柱動作快捷，提高工作效率。
以下通過附圖及實施例對該實用新型加以說明
圖1、原動力鉗卡緊機構示意圖圖2、實施例1動力鉗卡緊機構示意圖主視圖圖3、圖2A-A剖視圖圖4、實施例2動力鉗卡緊機構示意圖圖5、實施例3動力鉗卡緊機構示意圖參看圖2-3，本實施例1包括開口齒輪1及由牙板3、頂塊4組成的卡緊機構，開口齒輪1上設有兩個偏心槽11，帶有偏心傾角α為10°，牙板3內側設有傾斜角γ為9°，其一側設有鉗牙7，牙板3外側固接一銷軸5，其直徑與偏心槽11寬呈滑動配合，套裝在偏心槽11內，頂塊4內側設有扶正坡面41，與牙板3內側相對，頂塊4外側固接銷軸6和2，套裝於另一偏心槽11中，當開口齒輪1在動力下順時針旋轉時，偏心槽11隨之轉動，使銷軸5沿偏心槽11向中心移動，帶動牙板3向中心移動且轉動，使管柱31陷入牙板3上傾斜角γ內，達到卡緊管柱31的目的，頂塊4的作用是保證管柱與開口齒輪1同心，管柱31直徑不同，需更換相應規格的牙板3和頂塊4。本實施例的特點不需制動，自動卡緊(鬆開)，受力合理，使用壽命長。
參看圖4，實施例2適用於壁厚較小的管柱31，為防止大扭矩時損傷管壁而設計，在該結構中，把實施例1中的牙板3上的鉗牙7改成可轉動的牙座8，其內側面上設有對稱的鉗牙7。本實施例的特點增加鉗牙7對管柱31的包角。
參看圖5，實施例3是對於管柱上扣和卸扣轉換比較頻繁而設計的，有兩組卡緊機構與開口齒輪(1)相連；其中一組卡緊機構中的牙板(3′)外側固接的銷軸(5′)與開口齒輪(1)上的一個偏心槽(11)套合，另一組卡緊機構中的牙板(3″)外側固接的銷軸(5″)與開口齒輪1上的另一個偏心槽(11)套合，皆呈可拆卸連接；頂塊(4′)、(4″)分別與牙板(3′)、(3″)相對，通過自身固接的銷軸分別與開口齒輪(1)呈可拆卸連接。當管柱上扣時，在開口齒輪1下方偏心槽11中裝入定位銷9，使下方牙板3″不能移動，無法卡緊管柱31；當管柱卸扣時，把定位銷9裝入開口齒輪1上方偏心槽11中，使上方牙板3′不能移動，無法卡緊管柱31，這樣，在管柱上扣、卸扣轉換時，只需改變定位銷9的安裝位置，即可實現，而不需將牙板3′和頂塊4′翻轉180°並交換位置。本實施例的特點裝兩組卡緊機構，實現上、卸扣快捷轉換。
權利要求1.一種新型動力鉗卡緊機構包括可隨動力旋轉的帶開口槽的開口齒輪及管柱卡緊機構；其特徵在於至少有一組卡緊機構與開口齒輪(1)相連，開口齒輪(1)上設有一對偏心槽(11)，與開口齒輪(1)上的開口槽(12)中心線對稱且帶有偏心傾角α；卡緊機構由牙板(3)及頂塊(4)組成；牙板(3)內側設有帶傾斜角γ的鉗口，外側設置一銷軸(5)，銷軸(5)與開口齒輪(1)上的其中一偏心槽(11)套合，牙板(3)通過銷軸(5)和開口齒輪(1)呈可拆卸連接；頂塊(4)與牙板(3)相對應，其內側設有一扶正管柱(31)坡面，其外側設置銷軸(6)和(2)，通過銷軸(6)和(2)與開口齒輪(1)呈可拆卸連接。
2.按權利要求1所述的一種新型動力鉗卡緊機構，其特徵在於有一組卡緊機構與開口齒輪(1)相連；該卡緊機構中的牙板(3)上固接的銷軸(5)與開口齒輪(1)上的一個偏心槽(11)套合，頂塊(4)與之相對，頂塊(4)外側固接的銷軸(6)與開口齒輪(1)上的另一個偏心槽(11)套合。
3.按權利要求1所述的一種新型動力鉗卡緊機構，其特徵在於有兩組卡緊機構與開口齒輪(1)相連；其中一組卡緊機構中的牙板(3′)外側固接的銷軸(5′)與開口齒輪(1)上的一個偏心槽(11)套合，另一組卡緊機構中的牙板(3″)外側固接的銷軸(5″)與開口齒輪1上的另一個偏心槽(11)套合，皆呈可拆卸連接；頂塊(4′)、(4″)分別與牙板(3′)、(3″)相對，通過自身固接的銷軸分別與開口齒輪(1)呈可拆卸連接。
4.按權利要求1所述的一種新型動力鉗卡緊機構，其特徵在於偏心槽(11)的偏心傾角α為2°～30°。
5.按權利要求1所述的一種新型動力鉗卡緊機構，其特徵在於牙板(3)內側鉗口的傾斜角γ為4°～28°。
6.按權利要求1所述的一種新型動力鉗卡緊機構，其特徵在於牙板(3)鉗口一側裝有鉗牙(7)。
7.按權利要求1所述的一種新型動力鉗卡緊機構，其特徵在於牙板(3)鉗口一側裝有可轉動的牙座(8)，其內側面上設有對稱的鉗牙(7)。
專利摘要一種新型動力鉗卡緊機構包括可隨動力鉗旋轉的開口齒輪及由牙板和頂塊組成的卡緊管柱機構,其特徵在於至少有一組卡緊機構與開口齒輪相連,開口齒輪上設有一對偏心槽,工作時,牙板上的銷軸與其中一偏心槽套合連接,頂塊扶正管柱;開口齒輪旋轉時,銷軸在偏心槽內移動,帶動牙板作向中心或離開中心的運動,而實現卡緊或鬆開管柱。其優點為:不需制動,自動卡緊(或鬆開),受力合理,使用壽命長:還可裝兩組卡緊機構,實現上、卸扣快捷轉換。
文檔編號E21B19/00GK2402797SQ9924196
公開日2000年10月25日 申請日期1999年8月18日 優先權日1999年8月18日
發明者溫振生 申請人:溫振生