[实用新型]一种夹持机构

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻采设备的自动化机具，尤其涉及立根排放机械手的夹持机构。

背景技术

钻杆排放自动化，场地排管运管系统都是钻机自动化的关键技术之一。立根排放机械手是钻杆排放自动化机构、场地排管运管系统的一个重要组成部件，其主要作用是：1)将接好的立根(三个单根接成的管柱称为立根)移动到指梁架上的指定位置；2)下钻时，把指梁架上指定位置的立根送到井眼中心线处；3)起钻时，将立根从井眼中心线处送到指梁架上的指定位置。

立根排放机械手的工况使得立根排放机械手的夹持机构与其他自动化机具的夹持机构有着很大的不同，其不同点主要体现在三个方面：1)立根重量是单根的三倍，要求夹持的最大重量在10吨(9.75英寸钻铤立根)左右；2)夹持管柱的尺寸范围大，由于立根夹持机械手在空中夹持，更换夹持器是一件比较困难的工作，这就要求其对于一定范围内不同尺寸的管柱都可适应，以9000米井深钻机为例，其钻杆、钻铤尺寸范围大致为3.5～9.75英寸(88.9mm～247.7mm)；3)立根排放在指梁架中，排列紧密，这就要求夹持器在夹持不同尺寸的指定管柱时，不得与其相邻的管柱发生干涉。

目前，国内尚无有关的产品，国外已出现成套机具产品，如图1、图2所示，此夹持机构主要由两油缸21、左右对称布置的两个带弧面的可动夹持块22以及带导向槽23a的安装板23组成，带弧面的夹持块22在中部上表面固定有耳板，通过耳板与油缸21活塞杆铰接，两油缸21倾斜布置，其后端高于前端；在夹持块22的下方设有带直线型导向槽23a的安装板23，夹持块22的下部装有滚轮插入该导向槽23a中。工作方式：夹紧时，油缸21伸出，推动夹持块22顺着导向槽23a的开槽形状运动，从而实现夹紧钻杆的动作。松开时，油缸21收回，拉动夹持块22顺着导向槽23a的开槽形状收回，实现松开的动作。但此种夹持机构在使用中有如下问题：由于是通过带弧面的夹持块打开后合拢，由弧面环抱管柱实现夹持，夹持块的弧面是固定的，只能夹持较小尺寸范围的管柱，当超出其夹持范围时，只能更换整个夹持机构，相当麻烦。

图3公开了另一种夹持机构，主要由油缸31、左右对称布置的两块带弧面的可动夹持块32和连杆33组成，两夹持块32的后部通过销孔空套在销轴34上，两夹持块32的尾端各通过一个连杆33与油缸31连接。当油缸31活塞杆收回时，两夹持块32前端绕销轴34向内转动，环抱管柱实现夹紧功能。反之，油缸31推时两夹持块32外张松开。此种夹持方式，也有需要改进的问题：通过夹持块的弧面环抱管柱，弧面适应管径范围窄，同一个夹持机构不能夹持较大外径范围内的管柱，如上述的3.5～9.75英寸(88.9mm～247.7mm)；由于夹持块要绕其后部的支点转动，夹持块开合时其前部在宽度方向的活动范围较大，当夹持排列紧密的小直径管柱时，夹持块极易与被夹持管柱的相邻管柱发生干涉；夹持块的转动支点在后部，夹持块的悬臂较长，易造成夹持力不足，强度不够。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种夹持机构，它在保证足够夹持力的前提下，无需更换夹持块，就能对较大外径范围内的不同管柱进行夹持，而且其工作时不与相邻管柱发生干涉。

本实用新型的技术方案如下：一种夹持机构，包括壳体及壳体内所装的油缸，在所述壳体的前部左右对称布置有夹持块，该夹持块的前半部内侧面是内凹面，其关键在于，所述油缸为一个且缸筒居中布置在所述壳体后部，所述油缸活塞杆前端铰接有连接板，该连接板的左、右部分别与所述夹持块后端铰接；所述壳体包括上、下端的盖板，在两所述盖板的前部左右对称开有导向槽，两所述导向槽呈“八”字形布置且大端靠近所在盖板的前端，在两所述夹持块的中部设有导向销，所述导向销插入两所述盖板的所述导向槽中；两所述盖板的前部居中开有内凹缺口，所述夹持块仅其前部能从所述缺口两侧的前伸部端头伸出，在两所述盖板的前端中部夹装固定有固定块，该固定块的前端面冒出所述缺口的底部，两所述夹持块内凹面的前部表面法线向所述固定块方向倾斜。

为使夹持块的夹持部位耐磨、防滑，作为进一步的改进，在所述夹持块的所述内凹弧面前部嵌有突出的第一牙板，所述第一牙板的外侧面有防滑沟槽且该外侧面的法线向所述固定块方向倾斜；当所述导向销位于所述导向槽前端，两所述夹持块处于全开位置时，两所述第一牙板的中心线连线与所述固定块前端面的距离为360～400mm，进一步设计此尺寸范围，更有利于保证两牙板和固定块的三点夹持能包括大直径的管柱。