[发明专利]一种连续旋扣拆装架及扭矩转速控制方法

说明书

技术领域

本发明属于石油机械技术领域，涉及一种用于石油管具的连续旋扣拆装架，以及应用该连续旋扣拆装架的扭矩转速控制方法。

背景技术

目前市场上主要使用两种旋扣设备进行石油管具螺纹连接的拆装，一种是液压拆装架，它的工作方式是先进行小扭矩快速旋扣，再进行往复冲扣，需要进行多次反复夹紧和冲扣，存在着工作效率低且对管具表面咬伤较严重的缺点，目前这种拆装架正逐渐退出市场。

另一种是连续旋转大扭矩拧扣机，如中国专利文献CN2898265Y、CN201934039U、CN203515391U、CN203515394U，该类旋扣设备的工作方式是由大扭矩减速马达驱动液压夹钳连续旋转，拧扣机需要兼顾上扣和卸扣的功能，而一般的卸扣扭矩约为额定上扣扭矩的2～3倍，这种大扭矩拧扣机的设计扭矩一般要达到额定上扣扭矩的3倍以上，存在着设备整体结构庞大、造价高、能耗高的缺点。

尽管目前这两种旋扣设备有些配置了扭矩显示模块，可以实时显示扭矩数值，然而管具最终上扣扭矩的控制依然是靠人为控制的，存在人为因素造成扭矩超标的安全隐患。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够控制旋扣扭矩的连续旋扣拆装架，应用该连续旋扣拆装架，还提供了一种扭矩转速控制方法。

本发明采用以下技术方案：

依据本发明的一个方面，一种连续旋扣拆装架，包括：

底座，具有在预定方向上设置的导轨；

移动背钳，装置在所述导轨上，而具有在预定方向上移动的自由度，该移动背钳的钳头具有轴线平行于所述预定方向的回转轴；

主动钳，设置在底座在预定方向与移动背钳相对的一端，该主动钳的钳头与移动背钳的钳头相对，且主动钳的主轴为驱动轴而连接有扭矩可调的驱动装置；

扭矩传感器，测量主轴的输出扭矩；

控制单元，输入连接所述扭矩传感器，并输出控制所述驱动装置的输出扭矩；以及

冲扣装置，通过离合装置与所述主轴连接。

上述连续旋扣拆装架，所述驱动装置包括：

从动齿轮，作为轴上零件装配于所述主轴，构成主轴的驱动齿轮；

主动齿轮，有多个，而均匀分布在从动齿轮的周向；以及

原动机，为每个主动齿轮配置有一个，相应地，控制单元控制输出扭矩的方式是控制原动机接入的个数。

上述连续旋扣拆装架，所述原动机为偶数个，两两构成一组，且组内的两原动机关于主轴轴线对称，且组内的两原动机同步。

上述连续旋扣拆装架，所述原动机为液压马达，且所有液压马达公用一个主油路，通过配有电磁阀的分支回路控制液压马达；

从而，控制装置与驱动装置之间的连接为与电磁阀的开关控制连接。

上述连续旋扣拆装架，所述离合装置为一驱动盘与从动齿轮之间的销接。

上述连续旋扣拆装架，所述销为弹簧销，配有一对，该对弹簧销关于主轴轴线对称。

上述连续旋扣拆装架，所述驱动盘切向延伸出一摇臂，相应地，所述冲扣装置进一步包括一冲扣油缸，该冲扣油缸的推杆与摇臂延伸的端部铰接，而缸体则铰接在所述底座上。

依据本发明的另一个方面，一种连续旋扣拆装架扭矩转速控制方法，为连续旋扣拆装架配置输出扭矩可调的驱动装置，用以驱动主动钳转动，旋扣中，实时采集主动钳的输出扭矩；

比较采集到的主动钳的输出扭矩与预设的输出扭矩，依据预置的输出扭矩控制算法动态调整主动钳的输出扭矩；

冲扣时，离合装置处于合的状态，从而冲扣装置驱动主轴进行冲扣，冲扣完毕后，离合装置处于离的状态，从而冲口装置与主轴脱开。

上述连续旋扣拆装架扭矩转速控制方法，所述驱动装置采用定功率输出的配置，从而在速度增加时，输出扭矩降低，而在速度降低时，输出扭矩提高。

上述连续旋扣拆装架扭矩转速控制方法，所述驱动装置采用单一液压泵供油的液压系统，而驱动装置采用多组的液压马达，构成分支回路而连接于液压系统的主回路上，每个分支回路匹配油电磁阀，用于控制液压马达接入的数量。

依据本发明，通过扭矩控制，满足不同阶段旋扣对扭矩的需要，而卸扣则通过离合进行配置，从而连续旋扣和往复冲扣时，均不需要反复夹紧工件，一次夹紧即可完成上卸扣，对于大多数的驱动装置，由于输出功率一定，在速度较快时，输出扭矩就相对减小，利用这一特点，可根据旋扣扭矩自动切换旋扣速度，扭矩越小转速越高，有效提高工作效率；达到设定扭矩值可自动卸荷，实现扭矩相对精确控制。

附图说明