一種新型鐵鉆工支承臂及包含該支承臂的鐵鉆工的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型鐵鉆工支承臂及包含該支承臂的鐵鉆工，其包括：關節(jié)架，其為鋼結構件，位于支承臂中部；兩組連桿，其分別鉸接在關節(jié)架的左、右兩側，兩組連桿的另一端分別鉸接鐵鉆工的大鉗基礎、鉗頭總成，單組的連桿至少包括上、下連桿，單組內的上、下連桿分別至少包括1對連桿，關節(jié)架、單組的連桿與大鉗基礎、鉗頭總成均分別形成若干個相互平行的豎直平面內的平行四邊形連桿機構；驅動裝置，其安裝于關節(jié)架上，分別與兩組連桿的中部鉸接，能夠驅動兩組連桿下端相互靠近或遠離；本實用新型的目的在于提供一種工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小的支承臂，本實用新型還公開了一種包含該支承臂的鐵鉆工。
【專利說明】一種新型鐵鉆工支承臂及包含該支承臂的鐵鉆工
[0001]
【技術領域】
[0002]本實用新型涉及石油鉆井機械領域，特別涉及一種新型鐵鉆工支承臂及包含該支承臂的鐵鉆工。
【背景技術】
[0003]在石油鉆井行業(yè)，接單根和起下鉆對于鉆井工人來講是一個重復而有繁重的工作。目前石油鉆機常常配置鉆桿動力鉗(簡稱大鉗)等來拆接鉆桿柱的螺紋接頭。這就需要將大鉗等設備從井口到鼠洞、存儲位等位置頻繁移動。但是這些設備通常重量都比較大，而且井口周圍空間又非常擁擠，搬運這些設備時常常會造成人員和設備的事故。
[0004]過去常用的一種方式是用安裝在鉆臺軌道上的滑車將大鉗等設備從存儲位移動到井口。這種方法的弊端是安裝在鉆臺上的軌道有時會影響鉆臺人員的行走安全性，而且一套導軌只能對應一個目標位置，為了適應多個目標位置，通常會布置多套導軌，這樣占用的鉆臺面積又會非常大。
[0005]還有一種方法是使用伸縮臂來帶動大鉗到達多個目標位置。這個方式最大的問題就是占用鉆臺空間非常大。
[0006]第三種方法是單臂懸掛大鉗的方式。將大鉗安裝在C型支架里面，支架上端掛在某結構上，該結構可以旋轉，這種結構的問題是大鉗的姿態(tài)不好控制，而且該支承結構的變幅能力很有限，即大鉗的工作半徑有限，井口的空間就不能有效的讓出來。
[0007]第四種方法是雙平行四邊形機構，液壓缸驅動第一個平行四邊形，第二個平行四邊形在關節(jié)部位的短連桿、雙齒輪或者滾輪滑道等機構的驅動下隨著第一個平行四邊形機構同時展開或縮回。這種機構的問題是油缸在第一個平行四邊形處，油缸受力較大。大鉗安裝在第二個平行四邊形處，大鉗的運動軌跡不是一條直線，最大工作半徑處高度降低較多。
[0008]目前隨著對鉆臺面要求空間的提高，一種工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小的大鉗或鐵鉆工支承臂成為一種常用需求。
[0009]所述大鉗和帶動大鉗移動的臂即構成了鐵鉆工，鐵鉆工目前已廣泛應用于石油鉆井行業(yè)中，主要用來處理各種鉆井用螺紋接頭管具的上卸扣。隨著科技的發(fā)展和行業(yè)的要求，對鐵鉆工的要求越來越高。鉆機搬家過程中，要求鐵鉆工結構緊湊、安裝拆卸方便、適于運輸。同時由于不同鉆機鉆臺面尺寸及臺面布置的差異，要求鐵鉆工具有足夠的工作半徑，同時能適應不同的鉆臺面要求。在實際操作中，要求夾持范圍大，上、卸扣時不會出現打滑現象，上卸扣能一次完成，對鉆具損傷小，鉗頭總成能夠適用于一定范圍的接頭高度，旋扣器具有較高的旋扣扭矩。
[0010]現有的鐵鉆工普遍存在以下問題:上、卸扣轉角小，需要重復多次才能完成上、卸扣；夾持部分對鉆具損傷大；旋扣扭矩?。汇@具對中性不好；工作范圍往往和外形尺寸成正t匕，運輸不方便。
實用新型內容
[0011]本實用新型的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小的支承臂，以及使用該支承臂的，工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小，上、卸扣轉角大，可一次完成上、卸扣，對鉆具損傷小，旋扣扭矩大，安裝拆卸方便求的一種鐵鉆工。
[0012]為了實現上述發(fā)明目的，本實用新型提供了以下技術方案:
[0013]一種新型鐵鉆工支承臂，其包括:
[0014]關節(jié)架，其為鋼結構件，位于所述支承臂中部；
[0015]兩組連桿，其分別鉸接在所述關節(jié)架的左、右兩側，兩組連桿的另一端分別鉸接所述鐵鉆工的大鉗基礎、鉗頭總成，單組的連桿至少包括上、下連桿，單組內的所述上、下連桿分別至少包括I對連桿，所述關節(jié)架、單組的連桿與所述大鉗基礎、鉗頭總成均分別形成若干個相互平行的豎直平面內的平行四邊形連桿機構；
[0016]驅動裝置，其安裝于所述關節(jié)架上，分別通過連桿與所述兩組連桿的中部鉸接，能夠驅動所述兩組連桿下端相互靠近或遠離。
[0017]采用該結構，在關節(jié)架兩側都形成平行四邊形的連桿機構，其受力處在關節(jié)架上，位于支承臂中部，使支承臂的最大長度得到很好的擴展，擴大工作時的半徑，同時縮回時以兩組連桿相互靠近的方式，存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小。
[0018]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述兩組連桿包括上、下連桿，其分別包括左上連桿、右上連桿、左下連桿、右下連桿，左上連桿與左下連桿平行，右上連桿與右下連桿平行，所述右下連桿能夠調節(jié)長度。
[0019]可根據需要調節(jié)右下連桿長度，通過調節(jié)右下連桿的長度來調整鉗頭總成的俯仰角度，用于調整大鉗基礎不垂直于鉆臺時鉗頭總成的水平度，從而保證鉗頭總成的姿態(tài)不變，沿著平行于鉆臺的一條直線運動。
[0020]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述驅動裝置包括:
[0021]油缸，其固定安裝于關節(jié)架上，數量與所述單組的上連桿數量相同；
[0022]短連桿，其成對設置，對數和所述油缸數量相同，一端分別鉸接在所述上連桿上，另一端與油缸的活塞桿鉸接；
[0023]所述油缸活塞桿伸出或縮回，帶動所述上連桿繞所述關節(jié)架轉動，使所述兩組連桿相互靠近或遠離。
[0024]該結構使兩組連桿對稱受力，相比現有技術中，能夠更好地保護支承臂，延長其使用壽命。
[0025]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述驅動裝置還包括中心軸，所述中心軸穿過對應的短連桿的另一端、所述油缸的活塞桿頂端；
[0026]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述驅動裝置還包括滑塊，其成對設置，對數和所述油缸數量相同，所述中心軸依次穿過對應的滑塊、短連桿、油缸的活塞桿、短連桿、滑塊，所述關節(jié)架上設置有對應的豎直的滑槽，所述油缸豎直設置，油缸的活塞桿朝上支出，其伸出或縮回所述油缸，帶動所述上連桿繞所述關節(jié)架在豎直平面轉動，所述左上連桿、右上連桿的轉動方向相反，所述滑塊沿對應的所述滑槽滑動。
[0027]滑塊和滑槽的設置，使所述驅動裝置運作更穩(wěn)定，同時多個滑塊和滑槽，使關節(jié)架處在使用過程中更穩(wěn)定，不易出現損壞。
[0028]作為本實用新型的優(yōu)選方案，相鄰的所述左上連桿之間不連接桿件，相鄰左上連桿之間是分開的，是為了讓開所述大鉗基礎上的立柱，左上連桿鉸接在立柱兩側。
[0029]本實用新型還公開了一種包含所述的支承臂的鐵鉆工，其包括:
[0030]所述支承臂；
[0031]立柱總成，即為所述支承臂兩組連桿連接的大鉗基礎，所述立柱總成能夠安裝在鉆臺上，立柱總成上安裝有位移裝置，所述支承臂鉸接于該位移裝置上，能夠隨位移裝置整體升降、繞立柱總成的豎向軸旋轉；
[0032]旋扣器和鉗體總成，即為所述支承臂兩組連桿連接的鉗頭總成，所述旋扣器上豎直設置有能夠繞自身軸旋轉，并相互配合夾持管具的若干旋輪，所述鉗體總成與支承臂鉸接，所述旋扣器安裝于所述鉗體上并位于其上方，所述鉗體分為背鉗、設置于背鉗正上方并能夠繞背鉗夾持管具中心軸旋轉的主鉗，所述背鉗夾持管具與所述旋扣器夾持管具為同一管具。
[0033]采用了所述支承臂，工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小，同時旋扣器和鉗體總成組合，旋扣器完成管具的旋扣、旋離動作，鉗體完成管具的緊扣、松扣動作，實現上、卸扣轉角大，可一次完成上、卸扣，同時該結構由于旋扣器和鉗體總成分開工作，低速/高速，小扭矩/大扭矩不沖突，對鉆具損傷小，同時各部分分工明確，結構簡單，安裝拆卸方便。
[0034]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述立柱總成包括立柱座、安裝于立柱座上的立柱主體，立柱總成通過立柱座安裝在鉆臺上，所述位移裝置包括:
[0035]回轉支承，其為圓盤形的橫向安裝于所述立柱座上的軸承，軸承外圈圓周面設置有豎向的輪齒；
[0036]滑車，所述支承臂安裝于該滑車上，滑車安裝于所述立柱主體上，所述滑車能夠沿所述立柱主體上下滑動，立柱主體能夠繞自身軸旋轉；
[0037]立柱主體與回轉支承同軸豎直安裝于所述回轉支承上，并能夠通過作用所述回轉支承的輪齒獲得反力繞回轉支承的中心軸旋轉，所述滑車能夠沿所述立柱主體上下滑動。
[0038]立柱座安裝在鉆臺上，占用空間下，該幾部分相互結合，能夠使所述支承臂整體在豎直方向移動、繞立柱主體轉動，實現鐵鉆工整體360°回轉，加上支承臂能夠伸縮，適應性更強，適應更多工況。
[0039]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述立柱主體上固定安裝有回轉馬達，其下方設置有能夠被其驅動的回轉齒輪，其與所述回轉支承的輪齒嚙合。
[0040]結構簡單，實現旋轉效果，安裝、拆卸方便。
[0041]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述旋扣器還包括對稱夾持系統，其為對稱的連桿機構，所述旋輪數量為4個，2個一組構成2個旋輪總成，單個的所述旋輪總成上設置有至少2個與對稱夾持系統的鉸接處，所述為對稱連桿機構的對稱夾持系統使所述2個旋輪總成向所述對稱夾持系統的對稱平面移動過程中，同一旋輪總成的2個旋輪中心軸所在的同一平面始終與所述對稱平面平行。
[0042]該結構可以維持對稱夾持姿態(tài)的四旋輪對夾管具的狀態(tài)，使工作過程精度更高，成功率更高，對管具保護性更好。
[0043]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述旋扣器還包括懸掛系統，所述對稱夾持系統柔性連接在懸掛系統上。
[0044]所述對稱夾持系統柔性地連接在懸掛系統上，能夠補償管具接頭螺紋旋合和旋離時產生的軸向位移。
[0045]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述主鉗、背鉗均通過油缸驅動夾持，所述背鉗上表面設置有回轉導軌，所述主鉗安裝于該回轉導軌上，所述主鉗上安裝有上卸扣油缸，所述上卸扣油缸驅動主鉗沿所述回轉導軌在背鉗上方轉動。
[0046]完成這一職能不需要再單獨增加結構，只需在背鉗上表面加上導軌，結構簡單，同時軌跡穩(wěn)定，使主鉗、背鉗夾持管具時，同軸性更好。
[0047]與現有技術相比，本實用新型的有益效果:
[0048]支承臂工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積??；
[0049]鐵鉆工工作時半徑大、存儲時結構緊湊占用鉆臺面積小，上、卸扣轉角大，可一次完成上、卸扣，對鉆具損傷小，旋扣扭矩大，安裝拆卸方便。
[0050]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0051]圖1是本實用新型支承臂的結構示意圖；
[0052]圖2是本實用新型支承臂的工作效果圖；
[0053]圖3是本實用新型支承臂隱藏關節(jié)架后的結構示意圖；
[0054]圖4是本實用新型支承臂的爆炸視圖；
[0055]圖5是本實用新型支承臂的側視圖；
[0056]圖6是本實用新型支承臂的俯視圖；
[0057]圖7是本實用新型支承臂右下連桿的結構示意圖；
[0058]圖8是本實用新型支承臂中關節(jié)架的軸測圖；
[0059]圖9是本實用新型關節(jié)架的剖視軸測圖；
[0060]圖10是本實用新型鐵鉆工的結構示意圖；
[0061]圖11是本實用新型鐵鉆工的原理圖；
[0062]圖12是本實用新型立柱總成的結構示意圖；
[0063]圖13是本實用新型立柱總成的原理圖；
[0064]圖14是本實用新型支承臂的第二結構示意圖；
[0065]圖15是本實用新型支承臂的原理圖；
[0066]圖16是本實用新型旋扣器的結構示意圖；
[0067]圖17是本實用新型旋扣器的仰視圖；
[0068]圖18是本實用新型旋扣器的原理圖；
[0069]圖19是本實用新型旋扣器的第二原理圖；
[0070]圖20是本實用新型旋扣器的原理圖；
[0071]圖21是本實用新型旋扣器的第二原理圖；
[0072]圖22是本實用新型旋扣器的第三原理圖；
[0073]圖23是本實用新型鉗體總成的結構示意圖；
[0074]圖24是本實用新型鉗體總成的原理圖；
[0075]圖25是本實用新型鐵鉆工工作狀態(tài)示意圖；
[0076]圖26是本實用新型鐵鉆工俯視的工作狀態(tài)示意圖。
[0077]圖中標記:1-左上連桿，2-左短連桿，3-關節(jié)架，4-右短連桿，5-右上連桿，6_左下連桿，7-油缸，8-右下連桿，9-中心軸，10-滑塊，11-大鉗基礎，12-鉗頭總成，3a、3b-滑槽，801-前桿，802-鎖緊螺母，803-調節(jié)桿，804-后桿，21-立柱總成，22-支承臂，23-旋扣器，24-鉗體總成，101-立柱主體，102-滑車，103-升降油缸，104-回轉馬達，105-回轉齒輪，106-回轉支承，107-立柱座，108-定位銷，301-支撐架，302-吊架，303-懸掛彈簧，304-連桿，305-旋扣器支撐座，306-夾緊油缸，307-對稱連桿，308-夾持臂，309-箱體，310-旋輪，311-平行連桿，312-旋扣馬達，313-斜向連桿，401-上卸扣油缸，402-夾持油缸，403-主鉗，404-背鉗，405-鉗牙座，406-回轉導軌。
【具體實施方式】
[0078]下面結合實施例及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型內容所實現的技術均屬于本實用新型的范圍。
[0079]實施例1
[0080]如圖1-6，一種新型鐵鉆工支承臂22，其包括:
[0081]關節(jié)架3，其為鋼結構件(如圖8、9)，位于所述支承臂22中部；
[0082]兩組連桿，其分別鉸接在所述關節(jié)架3的左、右兩側，兩組連桿的另一端分別鉸接所述鐵鉆工的大鉗基礎11、鉗頭總成12，單組的連桿至少包括上、下連桿，單組內的所述上、下連桿分別至少包括I對連桿，所述關節(jié)架3、單組的連桿與所述大鉗基礎11、鉗頭總成12均分別形成若干個相互平行的豎直平面內的平行四邊形連桿機構；
[0083]驅動裝置，其安裝于所述關節(jié)架3上，分別與所述兩組連桿的中部鉸接，能夠驅動所述兩組連桿下端相互靠近或遠離。
[0084]本實施例中，所述兩組連桿包括上、下連桿，其分別包括左上連桿1、右上連桿5、左下連桿6、右下連桿8，左上連桿I與左下連桿6平行，右上連桿5與右下連桿8平行，所述右下連桿8能夠調節(jié)長度，所述右下連桿8分為前桿801和后桿804，前桿801后桿804之間通過調節(jié)桿803、鎖緊螺母802連接，所述調節(jié)桿803兩頭分別旋入前桿801和后桿804中，通過螺紋與其連接，鎖緊螺母802穿設在調節(jié)桿803上，通過旋動調節(jié)桿803，調整右下連桿8的長度，通過鎖緊螺母802固定(如圖7)。
[0085]本實施例中，所述驅動裝置包括:
[0086]油缸7，其固定安裝于關節(jié)架3上，數量與所述單組的上連桿數量相同，本實施例中油缸7數量為2根；
[0087]短連桿，其成對設置，對數和所述油缸數量相同，一端分別鉸接在所述上連桿的中部，該實施例分為左短連桿2和右短連桿4 ；
[0088]中心軸9，數量等于所述油缸7數量，所述中心軸9穿過對應的短連桿的另一端、所述油缸7的活塞桿頂；
[0089]所述油缸7活塞桿伸出或縮回，帶動所述上連桿繞所述關節(jié)架3轉動，使所述兩組連桿相互靠近或遠離。
[0090]本實施例中，所述驅動裝置還包括滑塊10，其成對設置，對數和所述油缸7數量相同，所述中心軸9依次穿過對應的滑塊10、短連桿、油缸7的活塞桿、短連桿、滑塊10，所述關節(jié)架3上設置有對應的豎直的滑槽(如圖中3a、3b)，所述油缸7豎直設置，油缸7的活塞桿朝上支出，其伸出或縮回所述油缸7，帶動所述上連桿繞所述關節(jié)架3在豎直平面轉動，所述左上連桿1、右上連桿5的轉動方向相反，所述滑塊10沿對應的所述滑槽滑動，相鄰的所述左上連桿I之間不連接桿件。
[0091]左下連桿6、右下連桿8上設有橡膠墊，可緩沖支承臂22收攏時的沖擊震動，并且配備連接耳板，可通過銷軸進行連接固定，保障運輸過程中設備整體的安全性，關節(jié)架3同側的右上連桿5之間、左下連桿6之間、右下連桿8之間，設置有加固的桿件。
[0092]所述支承臂除上述結構外，可以將整個支承臂的寬度變窄，將連桿的寬度變寬，所述左下連桿6、右上連桿5、右下連桿8不用兩個連桿，將所述左下連桿6、右上連桿5、右下連桿8都用一根連桿；
[0093]如果不考慮支承臂22收回后的緊湊性，左上連桿I還是可以做成一根，這樣就只需要一個油缸7，一左一右各一個短連桿就可以了，使所述支承臂22體積更小。
[0094]如圖10、11，本實施例還公開了一種包含所述支承臂22的鐵鉆工，其包括:
[0095]所述支承臂22 (如圖14、15)；
[0096]立柱總成21，即為所述支承臂22兩組連桿連接的大鉗基礎11，所述立柱總成21能夠安裝在鉆臺上，立柱總成21上安裝有位移裝置，所述支承臂22鉸接于該位移裝置上，能夠隨位移裝置整體升降、繞立柱總成21的豎向軸旋轉；
[0097]旋扣器23和鉗體總成24 (如圖16_18)，即為所述支承臂22兩組連桿連接的鉗頭總成12，所述旋扣器23上豎直設置有能夠繞自身軸旋轉，并相互配合夾持管具的若干旋輪310，所述鉗體總成24與支承臂22鉸接，所述旋扣器23安裝于所述鉗體上并位于其上方，所述鉗體分為背鉗404、設置于背鉗404正上方并能夠繞背鉗404夾持管具中心軸旋轉的主鉗403，所述背鉗404夾持管具與所述旋扣器23夾持管具為同一管具。
[0098]如圖12、13，本實施例中，所述立柱總成21包括立柱座107、安裝于立柱座107上的立柱主體101，所述立柱座107為圓柱體件，能夠插入鉆臺上對應的孔，立柱座107的頂部設置有圓盤，該圓盤通過其四周穿設的定位銷108連接于鉆臺上，從而固定立柱座107于鉆臺上，立柱總成21通過立柱座107安裝在鉆臺上，所述位移裝置包括:
[0099]回轉支承106，其為圓盤形的橫向安裝于所述立柱座107上的鋼板，圓周面設置有豎向的輪齒；
[0100]滑車102，所述支承臂22安裝于該滑車102上，滑車102安裝于所述立柱主體101上，立柱主體101與回轉支承106同軸豎直安裝于所述回轉支承106上，并能夠通過作用所述回轉支承106的輪齒獲得反力繞回轉支承106的中心軸旋轉，所述滑車102能夠沿所述立柱主體101上下滑動。
[0101]所述滑車102背面固定安裝有升降油缸103，其活塞桿端連接于所述立柱座107上，升降油缸103活塞桿伸出或縮回，推動滑車102沿立柱主體101滑動；
[0102]本實施例中，所述立柱主體101上固定安裝有回轉馬達104，其下方設置有能夠被其驅動的回轉齒輪105，其與所述回轉支承106的輪齒嚙合。
[0103]如圖16_18、20，本實施例中，所述旋扣器23還包括對稱夾持系統，其為對稱的連桿機構，所述旋輪310數量為4個，2個一組構成2個旋輪總成，單個的所述旋輪總成上設置有至少2個與對稱夾持系統的鉸接處，所述為對稱連桿307機構的對稱夾持系統使所述2個旋輪總成向所述對稱夾持系統的對稱平面移動過程中，同一旋輪總成的2個旋輪310中心軸所在的同一平面始終與所述對稱平面平行。
[0104]所述對稱夾持系統上對稱設置有2個向內彎曲的夾持臂308，該夾持臂308由單獨的驅動裝置控制張開/閉合，所述2個旋輪總成均朝向夾持臂308閉合方向，且相互對稱的分別鉸接在所述夾持臂308的自由端，所述2個夾持臂308的對稱平面與所述對稱夾持系統的對稱平面為同一平面。
[0105]所述懸掛系統包括支撐架301、懸掛彈簧303、連桿304、吊架302，所述柔性連接為:
[0106]所述懸掛彈簧303安裝于所述支撐架301上，懸掛彈簧303頂部安裝有吊架302，該吊架302兩側分別鉸接有連桿304，其總數至少3組，該連桿304另一端均與所述對稱夾持系統鉸接，所述吊架302下方安裝有一連接件，所述連接件穿過所述支撐架301頂部和所述吊架302固定連接，在所述旋扣器23工作狀態(tài)時，所述連接件和所述懸掛彈簧303共同作用改變所述吊架302底部與所述對稱夾持系統頂部的距離，所述懸掛彈簧303的兩端分別與吊架302、支撐架301的接觸處均設置有保護筒，所述懸掛彈簧303放置于該保護筒內，所述對稱夾持系統的后端連接于支撐架301上并被該連接處限位于能夠上下前后在固定范圍距離內移動。
[0107]所述對稱夾持系統還包括旋扣器23支座，所述夾持臂308中部鉸接于該支座上，末端被所述單獨的驅動裝置連接，所述旋扣器23支座后端關于夾持臂308的對稱平面對稱設置有腰型孔，所述支撐架301上固定安裝有反扭矩桿，其穿設于所述腰型孔內，使所述對稱夾持系統能夠上下如后在固定沮圍距尚內移動。
[0108]所述懸掛系統還包括導向桿，所述懸掛彈簧303安裝于所述支撐架301的安裝處設置有通孔，所述連接件為導向桿，該導向桿穿過該通孔固定連接于所述吊架302上。
[0109]所述單獨的驅動裝置為夾緊油缸306，其橫向設置于所述旋扣器支撐座305內，設置方向與所述夾持臂308的對稱平面垂直，其兩端分別鉸接于所述的2個夾持臂308的末端。
[0110]所述旋扣器支撐座305頂部關于夾持臂308的對稱平面對稱設置有2個鉸接板，其上均設置有通孔，該通孔與所述吊架302兩側鉸接的所述連桿304的另一端鉸接。
[0111]所述對稱夾持系統還包括對稱連桿307、平行連桿311，其均與所述旋輪總成連接；
[0112]所述平行連桿311為2根對稱設置于所述旋扣器支撐座305頂部的連桿，其一端均鉸接于所述旋扣器支撐座305頂部，鉸接處關于所述夾持臂308的對稱平面對稱，另一端分別鉸接在2個旋輪總成的相同位置上；
[0113]所述對稱連桿307為2根對稱設置于所述旋扣器支撐座305底部的連桿，其一端均鉸接于所述旋扣器支撐座305頂部的同一處，該處中心被所述夾持臂308的對稱平面穿過，所述旋扣器支撐座305上的該處設置有一滑槽，其長度方向位于所述夾持臂308的對稱平面內，所述2根對稱連桿307通過一連桿銷軸與該滑槽鉸接，該連桿銷軸能夠沿該滑槽在所述對稱夾持系統前后端方向上滑動，所述對稱連桿307的另一端分別鉸接在2個旋輪總成的相同位置上，該位置和對應的平行連桿311鉸接在旋輪總成上的位置同軸，該2條軸線均與旋輪310中心軸平行。
[0114]所述旋輪總成還包括箱體309，所述旋輪310安裝于該箱體309內，該箱體309上設置有與所述夾持臂308鉸接的第一銷軸孔，和與所述平行連桿311、對稱連桿307鉸接的第二銷軸孔，單個旋輪總成上2個旋輪310的中心軸距離所述第一銷軸孔的距離相同，單個旋輪總成上2個所述旋輪側壁均支出所述箱體309，支出端為箱體309上遠離所述第一銷軸孔的一端，2個旋輪總成中的旋輪310通過4處所述旋輪310支出的側壁夾持所述與旋輪中心軸平行的管具。
[0115]所述旋輪總成還包括4個旋扣馬達312，其分別安裝于所述箱體309上，位于所述旋輪310的上端，通過傳動軸與旋輪310連接，驅動對應的旋輪310轉動，所述旋輪310的中心軸線與夾持臂308運動平面垂直。
[0116]本實施例中，所述旋扣器23還包括懸掛系統，所述對稱夾持系統柔性連接在懸掛系統上；
[0117]所述旋扣器23在實現其職能的情況下，能夠有其他變型，如圖19，懸掛彈簧303設置在連桿旁；如圖21，所述夾持臂308上的鉸接點能夠為多個；如圖22，平行連桿311設置在旋扣器23支承座的外邊兩側，用一個斜向連桿313替代對稱連桿307的職能，維持對稱夾持姿態(tài)的四旋輪對夾管具的狀態(tài)；
[0118]如圖23、24，本實施例中，所述主鉗403、背鉗404均通過油缸驅動夾持，所述背鉗404上表面設置有回轉導軌406，所述主鉗403安裝于該回轉導軌406上，所述主鉗403上安裝有上卸扣油缸401 (利用一根油缸實現上卸扣角度超過60度，可一次性完成上卸扣作業(yè)，減少了上卸扣的重復次數，極大的提高了鉆井作業(yè)效率)，通過上卸扣油缸401作用所述背鉗404上的一凸起，反作用推動主鉗403沿所述回轉導軌406在背鉗404上方轉動，主鉗403和背鉗404上均設置有夾持油缸402，其向內的端部均連接有鉗牙座405，夾持油缸402左右對稱分布，推動端部的鉗牙座405沿油缸軸向方向移動，實現對管具的夾持作業(yè)，每個鉗牙座405上裝有兩片鉗牙，這樣做增加了與管具的接觸面積，保證了扭矩的傳遞且不傷害管具表面。
[0119]本實用新型操作步驟:
[0120]第一步，支承臂22伸出并調整鉗頭總成12高度:
[0121]鐵鉆工通過立柱座107安裝于鉆臺面上，并通過定位銷108進行固定?；剞D馬達104驅動鐵鉆工旋轉以對準井口或者鼠洞，油缸7驅動支承臂22張開，支承臂22將鉗體總成24和旋扣器23送達指定位置(井口或鼠洞，如圖26)，升降油缸103驅動滑車102沿立柱主體101上下移動，調節(jié)旋扣器23和鉗體總成24的高度以對準管具接頭。
[0122]第二步，上扣或卸扣作業(yè):
[0123]當上扣作業(yè)時，首先背鉗404上的左右兩個夾持油缸402驅動鉗牙座405夾緊下部管具，然后旋扣器23的夾緊油缸306驅動夾持臂308實現旋輪對鉆具的夾緊，旋扣馬達312驅動旋輪轉動，完成旋扣作業(yè)，此時松開夾緊油缸306，然后，主鉗403上的左右兩個夾持油缸402驅動鉗牙座405夾緊上部管具，上卸扣油缸401驅動主鉗403相對背鉗404轉動，完成緊扣動作。緊扣動作完成后，夾持油缸402驅動王甜403、背甜404上左右兩個甜牙座405分離，此時整個上扣流程完成。
[0124]當卸扣作業(yè)時，首先背鉗404上的左右兩個夾持油缸402驅動鉗牙座405夾緊下部管具，主鉗403上的左右兩個夾持油缸402驅動鉗牙座405夾緊上部管具，上卸扣油缸401驅動主鉗403相對背鉗404轉動，實現松扣動作。松扣動作完成后,夾持油缸402驅動主鉗403上左右兩個鉗牙座405分離。然后，旋扣器23的夾緊油缸306驅動夾持臂308實現旋輪對鉆具的夾緊，旋扣馬達312驅動旋輪旋轉，實現上下鉆具接頭的徹底分離，此時松開夾緊油缸306。最后，夾持油缸402驅動背鉗404上左右兩個鉗牙座405分離，此時整個卸扣流程完成。
[0125]第三步，支承臂22收回:
[0126]上、卸扣流程完成后，油缸7驅動支承臂22收攏到如圖25所示姿態(tài)。
[0127]當較長時間不使用鐵鉆工時，回轉馬達104驅動鐵鉆工旋轉到指定的存儲位置以讓出井口空間便于井口其他作業(yè)。
【權利要求】
1.一種新型鐵鉆工支承臂，其包括: 關節(jié)架，其為鋼結構件； 兩組連桿，其分別鉸接在所述關節(jié)架的左、右兩側，兩組連桿的另一端分別鉸接所述鐵鉆工的大鉗基礎、鉗頭總成，單組的連桿至少包括上、下連桿，單組內的所述上、下連桿分別至少包括I對連桿，所述關節(jié)架、單組的連桿與所述大鉗基礎、鉗頭總成均分別形成若干個相互平行的豎直平面內的平行四邊形連桿機構； 驅動裝置，其安裝于所述關節(jié)架上，分別通過連桿與所述兩組連桿的中部鉸接，能夠驅動所述兩組連桿下端相互靠近或遠離。
2.根據權利要求1所述的一種新型鐵鉆工支承臂，其特征在于，所述兩組連桿包括上、下連桿，其分別包括左上連桿、右上連桿、左下連桿、右下連桿，左上連桿與左下連桿平行，右上連桿與右下連桿平行，所述右下連桿能夠調節(jié)長度。
3.根據權利要求2所述的一種新型鐵鉆工支承臂，其特征在于，所述驅動裝置包括: 油缸，其固定安裝于關節(jié)架上，數量與所述單組的上連桿數量相同； 短連桿，其成對設置，對數和所述油缸數量相同，一端分別鉸接在所述上連桿上，另一端分別與所述油缸的活塞桿鉸接； 所述油缸活塞桿伸出或縮回，帶動所述上連桿繞所述關節(jié)架轉動，使所述兩組連桿相互靠近或遠離。
4.根據權利要求3所述的一種新型鐵鉆工支承臂，其特征在于，所述驅動裝置還包括滑塊和中心軸，所述滑塊成對設置，所述中心軸依次穿過對應的滑塊、短連桿、油缸的活塞桿、短連桿、滑塊，所述關節(jié)架上設置有對應的豎直的滑槽，所述油缸豎直設置，油缸的活塞桿朝上支出，其伸出或縮回所述油缸，帶動所述上連桿繞所述關節(jié)架在豎直平面轉動，所述左上連桿、右上連桿的轉動方向相反，所述滑塊沿對應的所述滑槽滑動。
5.根據權利要求4所述的一種新型鐵鉆工支承臂，其特征在于，相鄰的所述左上連桿之間不連接桿件。
6.一種包含權利要求1所述的支承臂的鐵鉆工，其包括: 所述支承臂； 立柱總成，所述立柱總成安裝在鉆臺上，立柱總成上安裝有位移裝置，所述支承臂鉸接于該位移裝置上，能夠隨位移裝置整體升降、繞立柱總成的豎向軸旋轉； 旋扣器和鉗體總成，所述旋扣器上豎直設置有能夠繞自身軸旋轉，并相互配合夾持管具的若干旋輪，所述鉗體總成與支承臂鉸接，所述旋扣器安裝于所述鉗體上并位于其上方，所述鉗體分為背鉗、設置于背鉗正上方并能夠繞背鉗夾持管具中心軸旋轉的主鉗。
7.根據權利要求6所述的一種鐵鉆工，其特征在于，所述立柱總成包括立柱座、安裝于立柱座上的立柱主體，立柱總成通過立柱座安裝在鉆臺上，所述位移裝置包括: 回轉支承，其為圓盤形的橫向安裝于所述立柱座上的軸承，軸承外圈圓周面設置有豎向的輪齒； 滑車，所述支承臂安裝于該滑車上，所述滑車能夠沿所述立柱主體上下滑動，立柱主體能夠繞自身軸旋轉。
8.根據權利要求7所述的一種鐵鉆工，其特征在于，所述立柱主體上固定安裝有回轉馬達，其下方設置有能夠被其驅動的回轉齒輪，所述回轉齒輪與所述回轉支承的輪齒嚙合。
9.根據權利要求8所述的一種鐵鉆工，其特征在于，所述旋扣器還包括對稱夾持系統，其為對稱的連桿機構，所述旋輪數量為4個，2個一組構成2個旋輪總成，單個的所述旋輪總成上設置有至少2個與對稱夾持系統的鉸接處，所述為對稱連桿機構的對稱夾持系統使所述2個旋輪總成向所述對稱夾持系統的對稱平面移動過程中，同一旋輪總成的2個旋輪中心軸所在的同一平面始終與所述對稱平面平行；所述旋扣器還包括懸掛系統，所述對稱夾持系統柔性連接在懸掛系統上。
10.根據權利要求9所述的一種鐵鉆工，其特征在于，所述主鉗、背鉗均通過油缸驅動夾持，所述背鉗上表面設置有回轉導軌，所述主鉗安裝于該回轉導軌上，所述主鉗上安裝有上卸扣油缸，所述上卸扣油缸驅動主鉗沿所述回轉導軌在背鉗上方轉動。
【文檔編號】E21B19/16GK204002642SQ201420504093
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】王昌榮, 師為強, 蔣俊 申請人:四川宏華石油設備有限公司