[发明专利]一种带背钳的智能化套管钳

说明书

(一)技术领域

本发明涉及石油钻井设备，具体说就是一种带背钳的智能化套管钳。

(二)背景技术

目前油田修井用的动力钳大多以手动方式控制液压换向阀来控制动力钳的启停。安全门的开关以及动力钳的高低档控制一般也由工人手动来控制。工作时动力钳一般通过链条悬吊在可移动的悬梁上，由工人移动到套管处，并靠工人的视觉来调整套管螺纹的对位。主钳和背钳常处于分离状态，主钳和背钳配合使用不便，既使配备了背钳，亦靠主钳和背钳的固定机械连接来实现套管螺纹的对中。当前的套管钳存在以下几个缺点：自动化程度较低，工人劳动强度大；工人过于接近施工地点，安全门没有保护装置，安全保障较低；工作时套管螺纹对位难度较大，容易造成粘扣、损牙，影响工作质量；主钳与背钳配合使用时，装置移动，套管装夹困难。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种带背钳的智能化套管钳。

本发明的目的是这样实现的：它是由主架、吊架、主钳和背钳组成的，主钳和背钳连接在主架上，主钳由链条悬吊与主架连接的吊架上，背钳与主架焊接连接，并由两个底脚支撑。

本发明还有以下技术特征：

(1)所述的吊架为平行四边形结构，包括吊板、上板、下板、后横梁、两个前横梁、法兰和短销，吊板套在两个前横梁上，前横梁与上板和下板铰链连接，后横梁与上板和吊架支撑板铰链连接，下板与吊架支撑板通过短销实现铰链连接，支撑缸一端与横梁铰接，一端与耳环座铰接，耳环座焊接在支柱前侧。

(2)所述的主架中部安装有转矩测量装置，提供动力钳的转矩测量和转矩的承载，插销插入焊接在支柱上的扣板的圆孔内，转接件的一端圆孔套在插销上，另一端圆孔与转矩传感器实现铰接，转矩传感器另一端挂接在主钳的尾柱上，实现转矩的传递，侧弯板焊接在支柱底部两侧，后侧板焊接在侧弯板后端，侧托板焊接在侧弯板前端，后支板焊接在支柱后侧，后平板焊接在后支板与侧弯板组成的直角处，后架固定板焊接在后平板一端，后架由螺栓连接在后架固定板上，后架用于安装液压管路附件。

(3)所述的主钳通过爪子的爬坡形式来实现对套管的夹持，爬坡结束后开始上卸扣过程，主钳的动力传动采用多级齿轮传动形式，液压马达安装在马达座上，液压马达通过花键轴带动离合器轴转动，拨叉液压缸由法兰连接在上板上，拨叉液压缸的耳环与拨叉连接，拨叉拨动拨叉环上下移动，当拨叉环移动到上极限位置时，离合器大齿轮与离合器轴实现同步转动，当拨叉环移动到下极限位置时，离合器小齿轮与离合器轴实现同步转动，离合器大齿轮或离合器小齿轮与齿轮组上齿轮或齿轮组下齿轮啮合，通过平键带动齿轮组齿轮轴转动，齿轮组齿轮轴与后惰轮啮合传动，后惰轮与前惰轮啮合传动，前舵轮与开口凸轮齿轮啮合传动，开口凸轮齿轮靠十四个滚子实现径向支撑，爪子绕爪子轴转动，滚子通过轴与爪子实现铰接，开口凸轮齿轮转动时，爪子连接的滚子沿凸轮齿内凸轮面实现爬坡运动，爬坡过程结束后，爪子夹持住套管，开口凸轮齿继续转动完成套管的上卸扣动作。卡箍通过卡箍定位片定位并绕在凸轮齿箱上下板外圆面上，通过转动螺栓，来调节卡箍与凸轮齿箱上下板之间的夹紧力。拨叉液压缸控制动力钳快慢档的切换，左安全门由左门缸控制开合，左液压缸尾部安装在上板的耳环轴上，活塞杆端耳环连接在左安全门的耳环轴上，右安全门相对于左安全门对称，由右门缸可控制开合，此外右门缸的活塞杆端耳环与绕固定轴滑动旋转的杆铰接，另外该杆和与门夹同步转动的杆通过滑槽连接，当右安全门关上的同时门夹扣在左安全门上，实现安全保护作用，接近开关安装在右安全门上，左安全门安装附件与接近开关配合检测安全门的关闭信号，上板上安装有接近开关，用于检测左右安全门的打开信号，编码器组件连接在上板上，通过其上的齿轮与拨盘的传动测量齿轮的转动速度，凸轮齿箱上板上焊接的平衡挡轴上焊接有圆弧形雷达板，接近开关用于检测雷达板的转动位置，挡销控制缸用于推动坡板，当平衡挡轴转动时，滚轮在坡板上进行爬坡运动，从而控制平衡挡轴的两侧销轴插入或退出开口凸轮齿轮的圆弧沟槽，实现开口凸轮齿轮与凸轮齿箱上下板的开口对准。