連續大扭矩旋扣機的製作方法

2023-05-02 06:33:51

專利名稱：連續大扭矩旋扣機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油螺紋管及鑽井工具的上、卸扣專用拆裝架，特別涉及拆裝架的旋扣裝置。
背景技術：
目前，用於拆卸、裝配維修各類石油用鑽具、管柱和井下工具螺紋連接的設備液壓拆裝架，主要由底盤、支架，以及上衝扣的旋轉機構組成。旋轉機構是拆裝架的主要組成部分。按其旋扣機構對工件的卡緊方式，可分為四種型式，即鏈條式、坡板式、凸輪式和多缸式。中國專利，公告號為2656612，名稱為「液壓拆裝架衝扣鉗軸承聯接的旋轉機構」。卡盤體和聯接軸固定在法蘭盤兩側，大徑軸承和半環套在聯接軸上，聯接軸上設有半環槽，半環鑲在半環槽內大徑軸承上端面上，大徑軸承的軸承座和軸承端蓋固定在衝扣鉗支架體上。又如中國專利，公告號為2103633，名稱為「石油井下工具夾緊裝置」。主要由三個扇形牙塊分別裝在殼體內的三個偏心圓的扇形腔內沿其偏心圓弧面同步地繞殼體的圓心正、反轉來夾緊或鬆開工件(鑽杆、井下工具)，三個牙塊與工件是弧面接觸，且自動夾緊，可隨工作扭矩的大小自動調節其夾緊力的大小，不會打滑。這兩項專利主要解決拆裝架旋扣機構存在有間隙大，承載能力小，衝扣、旋扣時運轉不穩定，使用壽命短的缺點。但在夾持工件時，對不同直徑工件需更換牙塊；另外，旋轉機構工作時，主動鉗與被動鉗分別卡住工件，再用衝扣液缸衝扣，上、卸扣時，一次轉角約30°左右，不能連續旋扣，工作效率低等不足。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種連續大扭矩旋扣機，卡緊工件後直接旋扣，不需要衝扣；對不同直徑工件夾持不需要更換牙塊；另外，旋轉機構工作時，能連續大扭矩旋扣。克服現有技術工作扭矩大時要先用液缸衝扣，扣衝開後或工作扭矩小時再用旋扣器連續旋扣的缺點；連續大扭矩旋扣，操作簡單方便，大大提高了工作效率。
本實用新型採用的技術方案是本實用新型主要包括齒輪箱與固定旋轉鉗、活動鉗、底座、液壓控制臺和扭矩數顯監控部分等組成。齒輪箱採用螺栓固定在底座一端。活動鉗在底座的導軌上，活動鉗下部固定四個有滾輪和鏈輪、鏈條傳動機構。液馬達驅動鏈輪轉動帶動活動鉗在底座導軌上左右移動，以調整固定旋轉鉗與活動鉗之間的距離，以適應被旋扣工件的長度。固定旋轉鉗中心與活動鉗中心在一條中心線上。其特徵在於齒輪箱與固定旋轉鉗的結構是齒輪箱蓋用螺栓固定在齒輪箱體上，液馬達和密封套分別用螺栓固定在齒輪箱蓋上。液馬達連接高速軸。液馬達帶動齒輪箱內裝的高速軸，高速軸上固定有小齒輪。小齒輪與大齒輪嚙合。密封套固定在齒輪箱蓋上。密封套內有空心軸，空心軸另一端固定有2-6個同步卡緊液缸和同步閥。大齒輪固定在空心軸上。在密封套與空心軸之間至少有3道密封圈，隔離A、B進油通道。齒輪箱蓋、密封套和空心軸壁上有2條液壓油通道，兩條液壓油通道分別通過相鄰2道密封圈之間。2條液壓油通道分別通過空心軸到達齒輪箱體外端。2條液壓油通道的齒輪箱體外端出口處，連接有液壓管線，2條液壓管線的另一端分別連接卡緊液缸的進出口。卡緊液缸內有活塞和活塞杆，活塞杆的端部固定有卡緊工件的卡緊塊。2條液壓油通道中一條中裝有同步閥，保證卡緊液缸雙向都同步。
為了減低大齒輪轉速，在大齒輪與小齒輪之間可以傳遞減速齒輪。即齒輪傳動從單級減速變為多級減速。
連續大扭矩旋扣機工作原理1、液壓控制臺通過A油路提供高壓液體，B油路中液體返回液壓控制臺。高壓液體經過齒輪箱蓋、密封套、空心軸和液壓管線，進入卡緊液缸活塞端，推動活塞、活塞杆和卡緊塊卡緊工件。同步閥保證多液缸雙向都同步。
2、活動鉗液缸卡緊工件的另一端。
3、液馬達旋轉帶動高速軸旋轉時，小齒輪帶動大齒輪旋轉。大齒輪帶動空心軸和卡緊液缸旋轉，被卡緊的工件旋轉。
4、工件一端在固定旋轉鉗的帶動下旋轉，工件另一端被活動鉗卡住不動，工件中間的絲扣被旋緊。
5、當液馬達旋轉帶動高速軸反方向旋轉時，工件被旋開。
6、當液壓控制臺通過B油路提供高壓液體，A油路中液體返回液壓控制臺。高壓液體經過齒輪箱蓋、密封套、空心軸和液壓管線，進入卡緊液缸活塞杆端，推動活塞、活塞杆和卡緊塊鬆開工件。可以取下工件。
7、為使活動鉗與固定旋轉鉗之間的距離適合工件，可以調整活動鉗與固定旋轉鉗之間的距離。工件較短時，調整活動鉗靠近固定旋轉鉗；工件較長時，調整活動鉗遠離固定旋轉鉗。調整距離用液馬達驅動鏈輪鏈條機構實現。
本實用新型的有益效果連續大扭矩旋扣機的功能是使螺紋連接的管狀工件上扣或卸扣，或軸類工件抗扭檢測。採用同步卡緊液缸推動卡緊塊夾持工件，不同直徑工件不需更換牙塊；連續大扭矩旋扣提高了工作效率；一卡緊、一次旋扣完成上或卸扣，對工件表面損傷小，有利於保持工具原有強度；簡化了操作程序，自動化程度高；活動鉗移動用鏈輪、鏈條傳動，結構簡單，旋扣時能自動調整固定旋扣鉗和活動鉗之間距離；密封套設計合理，使旋轉動密封系統工作可靠，更換方便；扭矩數顯監控系統使工作扭矩讀數方便、準確。
本實用新型的液壓旋扣結構設計有較大的實質性改進，使其更具有實用性，完全符合石油螺紋管旋扣的工作需要並產生了好用及實用的效果。是一項新穎、進步、實用的新設計。
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。


附圖1為本實用新型主視圖。表示連續大扭矩旋扣機的整體結構。
附圖2為附圖1的右視圖。
附圖3是齒輪箱(6)與固定旋轉鉗(5)的剖面結構示意圖。箭頭所指的方向是液壓油通過A或B通道，推動卡緊液缸(12)活塞，卡緊或鬆開工件(13)。
圖中，1.旋扣馬達，2.底座，3.液馬達驅動裝置，4.活動鉗，5.固定旋扣鉗，6.齒輪箱，7.液馬達，8.高速軸，9.齒輪箱蓋，10.小齒輪，11.齒輪箱體，12.卡緊液缸，13.工件，14.同步閥，15.液壓管線，16.達齒輪，17.密封套，18.空心軸，19.密封套。
具體施方式實施例1參閱附圖1。連續大扭矩旋扣機由齒輪箱(6)固定旋轉鉗(5)、活動鉗(4)、底座(1)和液壓控制臺組成。齒輪箱(6)採用螺栓固定在底座(1)一端。活動鉗(4)在底座(1)的導軌上。活動鉗(4)下部固定有滾輪和液馬達驅動裝置(3)。固定旋轉鉗(5)中心與活動鉗(4)中心在一條中心線上，中心線高度為1.2米。齒輪箱(6)與固定旋轉鉗(5)的結構是齒輪箱蓋(9)用螺栓固定在齒輪箱體(11)上。液馬達(7)採用HM型號。密封套(17)內徑為600毫米，長度150毫米。液馬達(7)和密封套(17)分別用螺栓固定在齒輪箱蓋(9)上。液馬達(7)連接有高速軸(8)，高速軸(8)上固定有小齒輪(10)，小齒輪(10)與大齒輪嚙合(16)，小齒輪(10)與大齒輪的傳速比為1∶5。密封套(17)固定在齒輪箱蓋(9)上，密封套(17)內有空心軸(18)。空心軸(18)外徑600毫米，內徑400毫米。空心軸(18)另一端焊接有6個卡緊液缸(12)。卡緊液缸(12)內徑100毫米，活塞伸縮範圍180毫米。大齒輪(16)採用平健固定在空心軸(18)上。在密封套(17)與空心軸(18)之間有3道密封圈(19)，作用是隔離A、B進油通道。齒輪箱蓋(9)、密封套(17)和空心軸(18)壁上有A和B2條液壓油通道，兩條液壓油通道分別通過相鄰2道密封圈(19)之間，2條液壓油通道分別通過空心軸(18)到達齒輪箱體(11)外端。2條液壓油通道的齒輪箱體(11)外端出口處，連接有液壓管線(15)。液壓管線(15)的另一端分別連接卡緊液缸(12)的進出口，卡緊液缸(12)內有活塞和活塞杆，活塞杆的端部固定有卡緊工件(13)的卡緊塊。
權利要求1.一種連續大扭矩旋扣機，由齒輪箱(6)固定旋轉鉗(5)、活動鉗(4)、底座(1)和液壓控制臺組成，齒輪箱(6)採用螺栓固定在底座(1)一端，活動鉗(4)在底座(1)的導軌上，活動鉗(4)下部固定有滾輪和液馬達驅動裝置(3)，固定旋轉鉗(5)中心與活動鉗(4)中心在一條中心線上，其特徵在於齒輪箱(6)與固定旋轉鉗(5)的結構是齒輪箱蓋(9)用螺栓固定在齒輪箱體(11)上，液馬達(7)和密封套(17)分別用螺栓固定在齒輪箱蓋(9)上，液馬達(7)連接有高速軸(8)，高速軸(8)上固定有小齒輪(10)，小齒輪(10)與大齒輪嚙合(16)，密封套(17)固定在齒輪箱蓋(9)上，密封套(17)內有空心軸(18)，空心軸(18)另一端固定有2-6個同步卡緊液缸(12)，大齒輪(16)固定在空心軸(18)上，在密封套(17)與空心軸(18)之間有至少3道密封圈(19)，齒輪箱蓋(9)、密封套(17)和空心軸(18)壁上有2條液壓油通道，兩條液壓油通道分別通過相鄰2道密封圈(19)之間，2條液壓油通道分別通過空心軸(18)到達齒輪箱體(11)外端，2條液壓油通道的齒輪箱體(11)外端出口處，連接有液壓管線(15)，液壓管線(15)的另一端分別連接卡緊液缸(12)的進出口，卡緊液缸(12)內有活塞和活塞杆，活塞杆的端部固定有卡緊工件(13)的卡緊塊。
2.根據權利要求1所述的連續大扭矩旋扣機，其特徵在於空心軸(18)另一端固定有6個同步卡緊液缸(12)。
3.根據權利要求1所述的連續大扭矩旋扣機，其特徵在於在密封套(17)與空心軸(18)之間有3道密封圈(19)。
4.根據權利要求1、2或3所述的連續大扭矩旋扣機，其特徵在於在大齒輪(16)與小齒輪(10)之間有傳遞減速齒輪。
專利摘要連續大扭矩旋扣機用於拆裝石油鑽具、管柱和井下工具。由固定旋轉鉗、活動鉗、底座、液壓控制臺和扭矩數顯監控部分組成。特徵液馬達和密封套固定在齒輪箱蓋上；液馬達連接高速軸，高速軸上固定有小齒輪；密封套內有空心軸，大齒輪固定在空心軸上；空心軸一端固定有2－6個同步卡緊液缸，由同步閥控制；密封套與空心軸間有3道密封圈；齒輪箱蓋、密封套和空心軸上有2條液壓油通道。採用卡緊液缸夾持工件，不需要更換牙塊。達到了一次卡緊、旋扣操作即可完成上扣或卸扣的目的。減輕了對工件表面的損傷；提高了工作效率。活動鉗採用鏈輪、鏈條傳動結構具有浮動性，旋扣時自動調整兩卡緊鉗同軸度。扭矩數顯監控讀數方便、準確。
文檔編號E21B19/16GK2898265SQ200620000149
公開日2007年5月9日 申請日期2006年1月6日 優先權日2006年1月6日
發明者馬自江 申請人:華北石油管理局鑽井工藝研究院