CN112049588A - 一种旋扣器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋扣器结构，属于石油钻井设备领域；该装置包括座体，所述座体上设置有悬挂总成，所述座体上还设置有支撑架，所述支撑架的两侧设置有勾手，所述勾手上设置有旋轮总成，所述勾手可沿支撑架移动，所述勾手之间还设置有驱动装置以控制勾手的位移；所述座体上装配有导向架，所述支撑架套装于导向架上，所述支撑架可沿导向架上下滑动，所述悬挂总成两端部分别与导向架和支撑架装配连接；本发明的一种旋扣器结构通过勾手可通过驱动装置进行调整其夹持间距以解决不同尺寸直径钻具的夹持问题，通过该结构有效的改善了不同直径/尺寸钻具的夹持，有效提高钻具的上、卸扣的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋扣器结构，属于石油钻井设备领域。
背景技术
在油气田钻探过程中，需要在井口多次进行钻具的对扣、卸扣，传统的液压动力大钳存在许多弊端，费时费力、工作效率低、危险程度高，已不能满足正常工作需求。铁钻工作为一种自动化旋扣设备，它的出现极大减轻了钻井强度，提高了作业效率和安全性。旋扣器是铁钻工的主要工作部件之一，铁钻工在工作时可分为两部分进行，先是旋扣器旋扣，然后是钳体对钻具接头进行冲扣，旋扣对铁钻工来说就是将整个螺纹部分旋进，旋扣工作占用了较多的工作时间，因此旋扣速度的快慢及旋扣工作能否顺利完成是衡量铁钻工工作性能的重要指标。
铁钻工旋扣器根据夹紧钻具方式的不同可分为：铰接式和并行式。铰接式中又分为两种：(1)用3个液压马达来驱动3个滚轮进行上卸钻具作业，3个滚轮分别由相对应的3个液缸驱动，这种结构采用油缸数量多，安装不方便，夹紧动作相对复杂，一般很少使用；(2)用4个或者2个液压马达驱动滚轮带动钻具进行上卸扣作用，一个油缸带动连杆使滚轮对钻具进行夹紧和松开，这种结构相对简单，在铁钻工上的应用最为广泛。并行式旋扣器夹紧钻具的动作是由2个液压缸驱动4个滚轮来实现的，这种结构对中性好，缺点是结构尺寸大，由于旋扣器需要对不同直径范围内的钻杆进行夹紧，液压缸的行程会加大旋扣器的结构尺寸，因此这种结构在结构合理安排的情况下应用效果比较好，尤其适合在落地式铁钻工上应用。
目前，大多数铁钻工采用铰接式结构的旋扣器，在进行旋扣作业时，对不同直径的钻具，旋扣器的旋扣中心会发生偏移，加上现场钻具在下放的过程中会出现晃动，因此在对扣时容易发生不对中的现象，使得上扣效率低下。其次，旋扣器不能随上、卸扣动作上下自动调整，容易造成钻具螺纹损伤。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可以适应不同直径的钻具，自动定心并补偿钻具接头轴向位移的旋扣器，能有效提高上扣效率，减轻工人劳动强度。
本发明采用的技术方案如下：
一种旋扣器结构，包括座体，所述座体上设置有悬挂总成，所述座体上还设置有支撑架，所述支撑架的两侧设置有勾手，所述勾手上设置有旋轮总成，所述勾手可沿支撑架移动，所述勾手之间还设置有驱动装置以控制勾手的位移；
所述座体上装配有导向架，所述支撑架套装于导向架上，所述支撑架可沿导向架上下滑动，所述悬挂总成一端部与导向架装配连接，另一端部与支撑架装配连接；
所述旋轮总成包括支撑结构(，所述支撑结构上设置有动力装置，所述动力装置连接有转动轴，所述转动轴上固定设置有旋轮。
进一步的，所述导向架顶部设置有悬挂耳座，所述支撑架上设置有悬挂耳板，所述悬挂总成的一端部连接于悬挂耳座，所述悬挂总成的另一端部连接于悬挂耳板，所述悬挂耳座固定在导向架的上部。
进一步的，所述悬挂总成具有2个，所述悬挂总成包括与导向架连接的上盖，所述上盖连接有杆筒，所述杆筒内装配有活塞杆，所述活塞杆与杆筒之间还设置有弹性元件，所述活塞杆的端部与支撑架连接。
进一步的，所述勾手的内侧设置有液压缸耳板，所述驱动装置为设置于液压缸耳板之间的夹紧油缸。
进一步的，所述支撑架包括架体，所述架体两侧设置有导向杆，所述勾手装配于导向杆上并可沿导向杆移动，所述导向杆与夹紧油缸平行设置以保证勾手的正常滑动。
进一步的，所述支撑结构包括连接支架和旋轮支架，所述连接支架上方设置有2个动力装置，所述连接支架下方设置有2根转动轴和旋轮支架，所述动力装置分别连接一根转动轴以带动转动轴的转动，所述转动轴上分别还固定设置有旋轮，所述旋轮装配在转动轴上后位于旋轮支架内。
进一步的，所述座体包括滑车以及滑车安装板，所述滑车安装板设置于滑车的下方，所述滑车下部设置有滑道结构，所述滑车安装板装配于滑道结构内。
进一步的，所述滑车下方两侧分别设置有至少1组轴承，每组轴承为上下安装的2个轴承，所述滑车安装板两侧的上下侧壁设置有导轨槽，所述滑车安装板两侧装配于位于滑车下方两侧的轴承组内，并通过导轨槽与轴承之间接触。
进一步的，所述轴承装配的所在侧壁还设置有摩擦块，所述滑车安装板的两侧面的侧壁与摩擦块之间存在间隙。
进一步的，所述轴承安装板与滑车之间还可通过限位销进行限位固定装配。
进一步的，所述滑车安装板的两端部还设置有耳板，所述导向架上设置有轴装配孔，所述轴装配孔的一端部装配有连接圆板，另一端部装配有轴承座，所述耳板之间装配有轴，所述轴穿过轴承座、轴装配孔、连接圆板以实现装配。
进一步的，所述连接圆板与轴承座的外侧所在轴上还设置有压缩弹性元件以实现轴可沿轴线方向可移动。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种旋扣器结构通过勾手可通过驱动装置进行调整其夹持间距以解决不同尺寸直径钻具的夹持问题，通过该结构有效的改善了不同直径/尺寸钻具的夹持，有效提高钻具的上、卸扣的效率；
2、本发明的一种旋扣器结构通过支撑架套装于导向架的基础上，借助悬挂总成内部结构的设计能够实现支撑架的在上下方向具有一定的位移量，在上卸扣时对螺纹进行补偿，防止伤扣；
3、本发明的一种旋扣器结构通过滑车以及滑车安装板的结构设计可以实现整个旋扣装置有一定角度的旋转；
4、本发明的一种旋扣器结构通过轴以及压缩弹性元件的设计能够有效的实现滑车在前后位置可根据钻具的倾角进行自适应的位移调整。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图之一；
图2是图1结构的炸裂图的结构示意图；
图3是本发明的结构示意图之二；
图4是本发明正视图的结构示意图；
图5是本发明侧视图的结构示意图；
图6是本发明俯视图的结构示意图；
图7是本发明旋轮总成的结构示意图；
图8是本发明旋轮总成剖视图的结构示意图；
图9是本发明悬挂总成的结构示意图；
图10是本发明悬挂总成剖视图的结构示意图；
图11是本发明勾手的结构示意图；
图12是本发明悬挂耳座的结构示意图；
图13是本发明导向架的结构示意图
图14是本发明支撑架的结构示意图；
图15是本发明连接圆板的结构示意图；
图16是本发明轴的结构示意图；
图17是本发明轴耳板的结构示意图；
图18是本发明滑车的结构示意图；
图19是本发明滑车安装板的结构示意图；
图20是本发明轴承座的结构示意图。
图中标记：1-勾手，2-旋轮总成，21-动力装置，22-旋轮，23-转动轴，24-连接支架，25-平键，26-旋轮支架，27-压盖，3-悬挂总成，31-上盖，32-杆筒，33-弹性元件，34-活塞杆，4-悬挂耳座，5-导向架，6-支撑架，61-导向杆，62-架体，63-悬挂耳板，7-连接圆板，8-轴，9-轴耳板，10-滑车安装板，11-滑车，111-轴承，112-摩擦块，12-驱动装置，13-限位销，14-轴承座。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
一种旋扣器结构，如图1所示，包括座体，所述座体上设置有悬挂总成3，所述座体上还设置有支撑架6，所述支撑架6的两侧设置有勾手1，所述勾手1上设置有旋轮总成2，所述勾手1可沿支撑架6移动，所述勾手1之间还设置有驱动装置12以控制勾手1的位移；
所述座体上装配有导向架5，所述支撑架6套装于导向架5上，所述支撑架6可沿导向架5上下滑动，所述悬挂总成3一端部与导向架5装配连接，另一端部与支撑架6装配连接；
所述旋轮总成包括支撑结构，所述支撑结构上设置有动力装置21，所述动力装置21连接有转动轴23，所述转动轴上固定设置有旋轮22。
上述具体实施例中，在其结构的设计上，为了实现整个结构对不同尺寸/直径钻具的有效夹持，借助勾手1以及驱动装置12的设计实现勾手1的位移，通过该位移量来实现不同尺寸/直径的钻具的夹持。
在上述具体的设计基础上，针对悬挂总成3的装配方式的具体结构设计，具体的，所述导向架顶部设置有悬挂耳座4，所述支撑架6上设置有悬挂耳板63，所述悬挂总成3的一端部连接于悬挂耳座4，所述悬挂总成3的另一端部连接于悬挂耳板63，所述悬挂耳座4固定在导向架5的上部。以该方式的设计，借助三个部件之间的连接关系能够有效的实现整体性的装配。
基于上述具体结构的设计基础上，采用了悬挂总成3的设计，而在此结构中主要目的是为了实现支撑架6的装配，而在此当中，其结构的设计是具有另一作用效果的，其主要是为了实现支撑架6可以上下进行一定的位移，当然，该方式是为了实现勾手的上下位移，作为具体的设计，所述悬挂总成3具有2个，所述悬挂总成3包括与导向架5连接的上盖31，所述上盖31连接有杆筒32，所述杆筒32内装配有活塞杆34，所述活塞杆34与杆筒32之间还设置有弹性元件33，所述活塞杆34的端部与支撑架6连接。作为更加具体的设计，该弹性元件33为碟形弹簧。此设计中，由于弹性元件的设计，可以实现活塞杆34的可以沿着活塞杆34方向产生一定的位移量，同时可以实现支撑架6的一定位移量，从而带动勾手1的上下位移。
基于上述具体结构设计的基础上，作为更加具体的设计，针对驱动装置12进行具体的设计，所述勾手1的内侧设置有液压缸耳板，所述驱动装置为设置于液压缸耳板之间的夹紧油缸。所述夹紧油缸的两端部通过销轴连接液压缸耳板。夹紧油缸在伸缩的过程中可以带动勾手1在支撑架2方向的移动。
针对支撑架6更加具体的设计，进一步的，所述支撑架6包括架体62，所述架体62两侧设置有导向杆61，所述勾手1装配于导向杆61上并可沿导向杆61移动，所述导向杆61与夹紧油缸平行设置以保证勾手1的正常滑动。作为具体的设计，所述导向杆61包括两组，每组导向杆61分别设置于架体62的两侧，每组导向杆包括2根平行设置的导向杆61，勾手上对应设置有2个通孔以用于与导向杆装配。
在此结构设计上，针对旋轮总成2作进一步的设计，具体的，所述支撑结构包括连接支架24和旋轮支架26，所述连接支架24上方设置有2个动力装置21，所述连接支架24下方设置有2根转动轴23和旋轮支架26，所述动力装置21分别连接一根转动轴23以带动转动轴23的转动，所述转动轴23上分别还固定设置有旋轮22，所述旋轮22装配在转动轴23上后位于旋轮支架26内。具体的，所述动力装置21为液压马达。液压马达带动转动轴23运动，使得和转动轴23固定装配的旋轮22随之高速运转，从而实现钻具的上、卸扣动作。
进一步的设计，作为更加具体的，所述座体包括滑车11以及滑车安装板10，所述滑车安装板10设置于滑车11的下方，所述滑车11下部设置有滑道结构，所述滑车安装板10装配于滑道结构内。作为具体的，在使用上，滑车安装板10通过螺栓固定装配在钳体上。更加具体的，滑车11可沿滑车安装板10移动。
基于上述具体结构设计的基础上，作为进一步的设计，所述滑车11下方两侧分别设置有至少1组轴承111，每组轴承111为上下安装的2个轴承111，所述滑车安装板10两侧的上下侧壁设置有导轨槽，所述滑车安装板10两侧装配于位于滑车11下方两侧的轴承组内，并通过导轨槽与轴承111之间接触。
作为更加具体的设计，所述轴承111装配的所在侧壁还设置有摩擦块112，所述滑车安装板10的两侧面的侧壁与摩擦块112之间存在间隙。通过该方式的设计以实现滑车11还能绕着轴8旋转微小的角度。
在运输工况下或者特殊的环境中，是需要滑车11与滑车安装板10之间不能够产生相对的移动，因此，作为具体的设计，所述轴承安装板10与滑车11之间还可通过限位销13进行限位固定装配。
在上述具体的设计结构的基础上，所述滑车安装板10的两端部还设置有轴耳板9，所述导向架5上设置有轴装配孔，所述轴装配孔的一端部装配有连接圆板7，另一端部装配有轴承座14，所述轴耳板9之间装配有轴8，所述轴8穿过轴承座14、轴装配孔、连接圆板7以实现装配。以图示为例，所述连接圆板7装配在轴装配孔的后侧壁上，轴承座14装配在轴装配孔的前侧壁上。
作为更加具体的设计，所述连接圆板7与轴承座14的外侧所在轴上还设置有压缩弹性元件以实现轴8可沿轴线方向可移动。具体的，所述压缩弹性元件为压力弹簧。在具体的设计上，所述压力弹簧分别装配在连接圆板7与轴耳板9之间以及轴承座14与轴耳板9之间。
实施例2
在实施例1的基础上，作为更加具体的设计，所述滑车11下方两侧分别设置有2组轴承111或者3组轴承111，每组轴承111为上下安装的2个轴承111，所述滑车安装板10两侧的上下侧壁设置有导轨槽，所述滑车安装板10两侧装配于位于滑车11下方两侧的轴承组内，并通过导轨槽与轴承111之间接触。
作为更加具体的设计，两侧轴承组的设置为对称设置以保证受力的均匀性以及整体滑车的稳定性。更加具体的设计，所述导轨槽开设于滑车安装板10的两侧的上下侧壁。更加具体的，该设计后，具有导轨槽所在的位置的厚度是小于滑槽安装板10的厚度的。
实施例3
基于实施例1以及实施例2的设计基础上，针对导向架5、滑车11以及滑车安装板10之间的装配关系进行进一步的设计，所述滑车11的侧面成倒置的“凹”结构。所述滑车11的顶部侧壁开设有多个通孔，导向架5的底部开设有多个通孔，并通过螺栓装配固定。在此，导向架5的底部是设置有装配翼板的。另外，所述滑车11的侧壁内侧设置轴承111以及摩擦块112，并以此与滑车装配板10装配。滑车装配板10上开设有多个通孔，通过螺栓与钳体进行装配。而滑车装配板10与滑车11之间通过限位销13可实现限位装配。
实施例4
基于实施例1至实施例3的基础上，对于旋轮总成2的更加具体的设计，所述旋轮总成2包括连接支架24，所述连接支架24上方设置有2个动力装置21，所述连接支架24下方设置有2根转动轴23和旋轮支架26，所述动力装置21分别连接一根转动轴23以带动转动轴23的转动，所述转动轴23上分别还固定设置有旋轮22，所述旋轮22装配在转动轴23上后位于旋轮支架26内。具体的，所述动力装置21为液压马达。液压马达带动转动轴23运动，使得和转动轴23固定装配的旋轮22随之高速运转，从而实现钻具的上、卸扣动作。
更加具体的，所述旋轮22通过平键25装配于转动轴23上，以此实现同步转动的效果。作为更加具体的，在转动轴23远离连接动力装置21的端部还设置有压盖27，所述压盖27通过螺栓装配在旋轮支架26上。更加具体的，动力装置21与连接支架24之间通过螺栓装配固定，连接之间24与旋轮支架26之前通过螺栓装配固定。从而实现装配效果。
更加具体的设计，所述旋轮总成2上还设置有装配耳板，勾手1的内侧对应设置有装配耳板，通过销轴以及与装配耳板的配合以实现旋轮总成2与勾手1之间的装配。更加具体的，所述旋轮总成2设置有两块装配耳板，所述勾手2内侧上下设置有两块装配耳板或者两块具有连接孔的装配板，并通过销轴进行装配。
综上所述：
1、本发明的一种旋扣器结构通过勾手可通过驱动装置进行调整其夹持间距以解决不同尺寸直径钻具的夹持问题，通过该结构有效的改善了不同直径/尺寸钻具的夹持，有效提高钻具的上、卸扣的效率；
2、本发明的一种旋扣器结构通过支撑架套装于导向架的基础上，借助悬挂总成内部结构的设计能够实现支撑架的在上下方向具有一定的位移量，在上卸扣时对螺纹进行补偿，防止伤扣；
3、本发明的一种旋扣器结构通过滑车以及滑车安装板的结构设计有效的可以实现整个旋扣装置有一定角度的旋转；
4、本发明的一种旋扣器结构通过轴以及压缩弹性元件的设计能够有效的实现滑车在前后位置可根据钻具的倾角进行自适应的位移调整；
5、本发明的一种旋扣器结构的整体方案结合多维度的自调节功能有效的解决了旋扣中心发生偏移的问题，基于解决不同直径/尺寸的钻具的夹持，利用多维度的自动调整有效的提高了钻具上、卸扣的效率，降低工人的工作强度。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (12)
1.一种旋扣器结构，其特征在于：包括座体，所述座体上设置有悬挂总成，所述座体上还设置有支撑架，所述支撑架的两侧设置有勾手，所述勾手上设置有旋轮总成，所述勾手可沿支撑架移动，所述勾手之间还设置有驱动装置以控制勾手的位移；
所述座体上装配有导向架，所述支撑架套装于导向架上，所述支撑架可沿导向架上下滑动，所述悬挂总成一端部与导向架装配连接，另一端部与支撑架装配连接；
所述旋轮总成包括支撑结构，所述支撑结构上设置有动力装置，所述动力装置连接有转动轴，所述转动轴上固定设置有旋轮。
2.如权利要求1所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述导向架顶部设置有悬挂耳座，所述支撑架上设置有悬挂耳板，所述悬挂总成的一端部连接于悬挂耳座，所述悬挂总成的另一端部连接于悬挂耳板，所述悬挂耳座固定在导向架的上部。
3.如权利要求2所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述悬挂总成具有2个，所述悬挂总成包括与导向架连接的上盖，所述上盖连接有杆筒，所述杆筒内装配有活塞杆，所述活塞杆与杆筒之间还设置有弹性元件，所述活塞杆的端部与支撑架连接。
4.如权利要求1所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述勾手的内侧设置有液压缸耳板，所述驱动装置为设置于液压缸耳板之间的夹紧油缸，所述夹紧油缸的两端部通过销轴连接液压缸耳板。
5.如权利要求4所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述支撑架包括架体，所述架体两侧设置有导向杆，所述勾手装配于导向杆上并可沿导向杆移动，所述导向杆与夹紧油缸平行设置以保证勾手的正常滑动。
6.如权利要求1所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述支撑结构包括连接支架和旋轮支架，所述连接支架上方设置有2个动力装置，所述连接支架下方设置有2根转动轴和旋轮支架，所述动力装置分别连接一根转动轴以带动转动轴的转动，所述转动轴上分别还固定设置有旋轮，所述旋轮装配在转动轴上后位于旋轮支架内。
7.如权利要求6所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述座体包括滑车以及滑车安装板，所述滑车安装板设置于滑车的下方，所述滑车下部设置有滑道结构，所述滑车安装板装配于滑道结构内。
8.如权利要求7所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述滑车下方两侧分别设置有至少1组轴承，每组轴承为上下安装的2个轴承，所述滑车安装板两侧的上下侧壁设置有导轨槽，所述滑车安装板两侧装配于位于滑车下方两侧的轴承组内，并通过导轨槽与轴承之间接触。
9.如权利要求8所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述轴承装配的所在侧壁还设置有摩擦块，所述滑车安装板的两侧面的侧壁与摩擦块之间存在间隙。
10.如权利要求7-9任一项所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述轴承安装板与滑车之间还可通过限位销进行限位固定装配。
11.如权利要求7所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述滑车安装板的两端部还设置有耳板，所述导向架上设置有轴装配孔，所述轴装配孔的一端部装配有连接圆板，另一端部装配有轴承座，所述耳板之间装配有轴，所述轴穿过轴承座、轴装配孔、连接圆板以实现装配。
12.如权利要求11所述的一种旋扣器结构，其特征在于：所述连接圆板与轴承座的外侧所在轴上还设置有压缩弹性元件以实现轴可沿轴线方向可移动。
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