專利名稱：套管油管擰扣機的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種套管油管擰扣機，該機的作用是將套管接箍和套管或者油管接箍和油管的絲扣連結(jié)起來，或者是將它們的絲扣卸開，滿足石油勘探開發(fā)的需要。
背景技術(shù)：
目前，在石油勘探開發(fā)企業(yè)和套管、油管生產(chǎn)企業(yè)使用的套管油管擰扣機，存在著不同程度的不足，其中尤其是管件夾緊的問題最大。夾緊的地方大多是線接觸，作用點少，易造成接箍或管件變形甚至損壞。人們想了不少的辦法來解決這些問題，美國專利US4,739,681的套管油管擰扣機就是其中一例，它是在鉗頭大齒輪的內(nèi)齒圈上裝設(shè)3個行星輪，各帶一個偏心曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)夾緊的。不足之處是，結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，制造比較困難，而且尺寸偏大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有套管油管擰扣機的不足，本發(fā)明專利提供一種套管油管擰扣機，它的結(jié)構(gòu)緊湊，夾緊作用點多，正、反向夾緊無須更換零件，能自動監(jiān)測上卸扣的扭矩和圈數(shù)。
本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是本發(fā)明專利的套管油管擰扣機，包含有主鉗、背鉗、底座主鉗是由主鉗體、固定在主鉗體上的右端蓋和左端蓋、安裝在右端蓋和左端蓋上的若干個支承滾輪組、由支承滾輪組支撐的大齒輪、安置在大齒輪左右兩側(cè)的左顎板架和右顎板架、位于大齒輪內(nèi)圓里的夾緊機構(gòu)、置于右顎板架上的預(yù)緊裝置、安裝在左顎板架上的換向插銷組件、與大齒輪嚙合的齒輪傳動系統(tǒng)、與齒輪傳動系統(tǒng)相嚙合的變速機構(gòu)、安裝在變速機構(gòu)左端的液馬達、與主鉗體左側(cè)用銷軸相連和右側(cè)用銷軸和墊圈及開口銷相連的底座、置于主鉗上的圈數(shù)測量系統(tǒng)所組成；背鉗是由背鉗殼體、位于背鉗內(nèi)圓里的夾緊機構(gòu)、用螺釘和墊圈固定在右顎板架和左顎板架上的上扣搖臂和卸扣搖臂、圓環(huán)、將背鉗殼體和圓環(huán)固定在一起的螺栓墊圈及銷、和圓環(huán)加工成一體的搖擺架、用擺軸安裝在搖擺架上的夾緊氣缸、與夾緊氣缸的氣缸叉頭和上扣搖臂或卸扣搖臂相連的換向插銷和卡子、用銷軸安裝搖擺架的移動架、背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)、置于背鉗上的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)所組成；底座是由底座、安裝在底座上的貯氣罐、安裝在底座上的尾架、安裝在底座上的氣控系統(tǒng)和液控系統(tǒng)、加工在底座上的底座軌道等組成。
主鉗的夾緊機構(gòu)是由支承滾輪組支撐的大齒輪、由用螺釘墊圈借助楔形擋塊安裝在大齒輪內(nèi)圓處的坡板對、位于大齒輪右側(cè)和左側(cè)的右顎板架和左顎板架、用螺栓與右顎板架和左顎板架固定在一起的扇形體和用銷軸和彈簧掛靠在右顎板架和左顎板架上的顎板組件等構(gòu)成。
背鉗的夾緊機構(gòu)是由用螺釘墊圈借助楔形擋塊安裝在背鉗殼體內(nèi)圓處的坡板對、位于背鉗殼體右側(cè)和左側(cè)的右顎板架和左顎板架、用螺栓與右顎板架和左顎板架固定在一起的扇形體和用銷軸及彈簧掛靠在右顎板架和左顎板架上的顎板組件等構(gòu)成的。
套管油管擰扣機工作時，需要上扣或卸口的套管、油管架在尾架上，從背鉗穿向主鉗，將接箍穿到主鉗處，給夾緊氣缸送氣，背鉗在上扣搖臂或卸扣搖臂的作用下，沿上扣或卸口的方向夾緊套管或油管，此后給液馬達以動力，主鉗沿上扣或卸口的方向夾緊套管或油管，并旋轉(zhuǎn)上扣或卸口，與此同時給移動氣缸送氣。
背鉗的夾緊過程是上扣搖臂或卸扣搖臂在夾緊氣缸的作用下，顎板架帶動顎板沿著坡板或順時針或逆時針轉(zhuǎn)動一個角度，顎板就開始爬坡，同時向內(nèi)移動，將鉗牙壓在套管或油管上，直至套管或油管被夾緊。
主鉗的夾緊過程是液馬達獲得動力后，通過變速機構(gòu)將動力傳到齒輪傳動系統(tǒng)，再傳到與齒輪傳動系統(tǒng)嚙合的大齒輪，帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，與大齒輪成一體的坡板也就或順時針或逆時針轉(zhuǎn)動一個角度，此時的顎板架在預(yù)緊裝置的作用下滯后大齒輪，于是坡板推著顎板爬坡，同時向內(nèi)移動，將鉗牙壓在套管或油管的接箍上，直至套管或油管的接箍被夾緊。
在主鉗夾緊套管或油管接箍和旋扣的過程，背鉗在移動氣缸的作用下，向著或接近或離開主鉗的方向移動，滿足上扣或卸口的需要。
主鉗的一種預(yù)緊裝置是由位于右顎板架上的摩擦環(huán)、置于摩擦環(huán)上的雙環(huán)形剎帶、將雙環(huán)行剎帶兩端相連的雙剎帶連板、連接在雙剎帶連板上的連接夾塊、將連接夾塊固定在鉗體固定塊上的螺母、置于摩擦環(huán)上的單環(huán)行剎帶、將單環(huán)行剎帶兩端相連的連接夾板、將連接夾塊固定在鉗體固定塊上的螺母等所組成。
主鉗的另一種預(yù)緊裝置是由用螺栓墊圈固定在右端蓋上的固定端板、固定在固定端板上的鋼圈和橡膠膜、靠螺栓墊圈固定在鋼圈和橡膠膜上的外端板、置于橡膠膜內(nèi)圓處的閘瓦、加工在閘瓦內(nèi)園處的剎車片、穿過固定端板和外端板上的孔和閘瓦中心孔的扭力桿、位于閘瓦中間和扭力桿外側(cè)的彈簧片、位于鋼圈的進出氣孔、右顎板架上的摩擦環(huán)等組成。
主鉗和背鉗夾緊機構(gòu)中的顎板組件是由顎板滾輪、支撐滾輪的滾輪軸、安裝滾輪軸的顎板體、安裝在顎板體上的鉗牙、安裝在顎板體上防止鉗牙脫落的圓柱彈簧銷等組成的整體式顎板。
主鉗和背鉗夾緊機構(gòu)中的另一種顎板組件是由顎板滾輪、支撐滾輪的滾輪軸、安裝滾輪軸的顎板體、靠兩側(cè)的N平面和M頂面與顎板體的兩側(cè)面N和弧面M相配安裝的牙板、安裝在牙板上的鉗牙、安裝在牙板上防止鉗牙脫落的圓柱彈簧銷、安裝在顎板體上防止牙板脫落的由螺栓和方螺母組成的鎖定組件等組成的組合式顎板。
主鉗的變速機構(gòu)是由行星齒輪變速箱體、安裝在行星齒輪變速箱體側(cè)蓋上的液馬達、與液馬達的外花鍵齒輪軸相嚙合的太陽輪、與太陽輪相嚙合的行星齒輪、通過銷軸和軸承支撐行星齒輪的行星架、與行星齒輪相嚙合的內(nèi)齒圈、包住內(nèi)齒圈的推盤、撥動推盤的撥叉、轉(zhuǎn)動撥叉的換檔軸、固定在換檔軸上的換檔手柄插銷等組成的行星齒輪變速機構(gòu)。當包住內(nèi)齒圈的推盤將內(nèi)齒圈推向行星齒輪變速箱體側(cè)蓋，側(cè)蓋的齒與內(nèi)齒圈的齒嚙合并將其鎖住，行星架帶動齒輪軸高速小扭矩輸出動力；當包住內(nèi)齒圈的推盤將內(nèi)齒圈推向行星架，行星架的齒與內(nèi)齒圈的齒嚙合并將其鎖住，速比變大，行星架帶動齒輪軸低速大扭矩輸出動力。
主鉗的另一種變速機構(gòu)是由齒輪變速箱體、安裝在齒輪變速箱側(cè)蓋上的液馬達、與液馬達的外花鍵齒輪軸套接的內(nèi)花鍵齒輪軸、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸上有軸承分離其運動的雙聯(lián)齒輪、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸上有軸承分離其運動的單個齒輪、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸上滑動內(nèi)齒圈、撥動滑動內(nèi)齒圈的換檔機構(gòu)和換檔操作箱等組成的齒輪變速箱。當撥動滑動內(nèi)齒圈的換檔機構(gòu)將滑動內(nèi)齒圈推向套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸上有軸承分離其運動的單個齒輪，動力就由內(nèi)花鍵齒輪軸經(jīng)此齒輪高速檔輸出；當撥動滑動內(nèi)齒圈的換檔機構(gòu)將滑動內(nèi)齒圈推向套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸上有軸承分離其運動的雙聯(lián)齒輪，動力就由內(nèi)花鍵齒輪軸經(jīng)此齒輪低速檔輸出。
主鉗與行星齒輪變速機構(gòu)相配的齒輪傳動系統(tǒng)是由和行星齒輪變速機構(gòu)的行星架連成一體的齒輪軸、支撐齒輪軸的軸承、與齒輪軸的齒輪嚙合的惰輪、與惰輪嚙合的大齒輪、支撐惰輪的軸和軸承等組成。
主鉗與齒輪變速機構(gòu)相配的齒輪傳動系統(tǒng)是由與位于齒輪變速機構(gòu)內(nèi)花鍵齒輪軸靠近液馬達一側(cè)雙聯(lián)齒輪嚙合的齒輪軸和支撐它的軸承、靠花鍵和齒輪軸連接并且與位于齒輪變速機構(gòu)內(nèi)花鍵齒輪軸遠離液馬達一側(cè)齒輪嚙合的齒輪、與齒輪軸中間小齒輪嚙合的惰輪、與惰輪嚙合的大齒輪、支撐惰輪的軸和軸承等組成。
主鉗的監(jiān)測系統(tǒng)是由行星齒輪變速機構(gòu)的齒輪軸右端頭或者齒輪變速機構(gòu)的齒輪軸右端頭、安裝在外殼上與上述軸頭直對的編碼器構(gòu)成的監(jiān)測偶合；以及由安裝在右蓋板上的光電傳感器、加工在摩擦環(huán)上的矩形齒圈構(gòu)成的監(jiān)測偶合等組成的。這兩個監(jiān)測偶合的任務(wù)是監(jiān)測旋扣的圈數(shù)，使旋扣的圈數(shù)符合API的要求。
背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)，其中背鉗的浮動夾緊機構(gòu)是由與圓環(huán)加工成一體的擺動架、支撐擺動架并加工有橢圓擺動孔的擺動架座、支撐擺動架可在橢圓擺動孔內(nèi)擺動的擺動軸構(gòu)成的擺動構(gòu)件以及由螺栓固定在移動架上的固定筒、置于固定筒內(nèi)的游動筒、支撐游動筒的彈簧和頂塊、固定在固定筒上的絲堵、擰在絲堵上的頂桿、將頂桿鎖緊在絲堵上的螺母、將絲堵鎖緊在固定筒上的鎖緊螺釘構(gòu)成的彈性支撐構(gòu)件所組成；而移動機構(gòu)則是由安裝著擺動架支座的移動架、安裝在移動架左右兩側(cè)的滾輪組件和緩沖墊組件、支撐滾輪組件和緩沖墊組件的底座滾道、靠活塞桿插頭連接在移動架上而缸體鉸裝在底座上的移動氣缸等構(gòu)成的。浮動夾緊機構(gòu)非常必要，各種誤差，如制造誤差、安裝誤差等，都會影響上卸扣操作。背鉗的浮動夾緊機構(gòu)使背鉗可以在浮動情況下夾緊，其浮動的量遠大于各種誤差的累積值，順利地完成上卸扣工作。上扣或卸扣時，由于接箍與管件的絲扣擰進或擰出，移動機構(gòu)使背鉗可以相對主鉗做前后移動，滿足上扣時背鉗與主鉗之間距離變小和卸扣時背鉗與主鉗之間距離變大的需要。
背鉗的監(jiān)測系統(tǒng)是由與擺動架成一體的擺板、一端用叉頭和銷軸與擺板相連另一端用叉頭和銷軸與移動架相連的拉壓傳感器、與拉壓傳感器相連的移動架等構(gòu)成。背鉗在上扣或卸扣時，要給主鉗提供反扭矩，與擺動架成一體的擺板就會產(chǎn)生一個拉力或壓力，這一個拉力或壓力傳到拉壓傳感器，拉壓傳感器又與移動架相連，拉壓傳感器就會感受出這一個拉力或壓力的大小，也就告訴人們在上扣或卸扣是扭矩的大小，于是人們就會控制上扣或卸扣的扭矩，使其符合API的要求。
氣控系統(tǒng)是由夾緊氣缸、夾緊氣缸的控制閥、移動氣缸、移動氣缸的控制閥、貯氣罐、空氣凈化裝置、以及連接氣缸、控制閥、貯氣罐、空氣凈化裝置的管線等構(gòu)成。
液控系統(tǒng)是由液馬達、用管線連接在液馬達的壓力表、用管線連接在液馬達上的控制閥、用管線連接在控制閥上的變量泵、通過管線向變量泵供油的油箱、連接在控制閥和油箱之間的回油管線、連接在變量泵出口和回油管線之間的溢流閥等組成。
本發(fā)明的有益效果是，套管油管擰扣機結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便，背鉗與主鉗之間配合緊密；停機時，更換顎板方便、快捷，監(jiān)測系統(tǒng)幫助用戶實現(xiàn)API規(guī)范。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的主視圖。
圖2是圖1的A向視圖。
圖3也是圖1的A向視圖。
圖4是圖2的I-I剖視圖。
圖5是圖3的II-II剖視圖。
圖6是圖4的III-III剖視圖。
圖7是圖2中夾緊預(yù)緊裝置的雙剎帶預(yù)緊機構(gòu)主視圖。
圖8是圖7的B向視圖。
圖9是圖7的C向視圖。
圖10是圖2中夾緊預(yù)緊裝置的氣胎離合器預(yù)緊機構(gòu)主視圖。
圖11圖10的D向視圖。
圖12是背鉗的主視圖。
圖13是圖12的F向視圖。
圖14是圖2的IV-IV剖視圖。
圖15是整體式顎板主視圖。
圖16是圖15的V-V剖視圖。
圖17是組合式顎板主視圖。VII圖18是圖17的VI-VI剖視圖。
圖19是氣控系統(tǒng)原理圖。
圖20是液圖中控系統(tǒng)原理圖。
圖21是圖13中彈性支撐構(gòu)件的VII-VII剖視圖。
圖中1、底座，2、貯氣罐，3、尾架，4、背鉗，5、氣控系統(tǒng)，6、主鉗，7、液控系統(tǒng)，8、移動氣缸，9、齒輪傳動系統(tǒng)，10、惰輪，11、彈簧，12、螺栓等，13、右顎板架，13′、(背鉗的)右顎板架，14、夾緊預(yù)緊機構(gòu)，15、摩擦環(huán)，16、顎板組件，16′、(背鉗的)顎板組件，17、支承滾輪組件，18、鉗牙，19、右蓋板，20、坡板，20′、(背鉗的)坡板，21、楔形擋塊，22、大齒輪，23、扇形體，24、坡板，24′、(背鉗的)坡板，25、顎板滾輪，26、銷軸，27、墊圈，28、開口銷，29、主鉗座，30、液馬達，31、行星齒輪變速系統(tǒng)，32、夾緊機構(gòu)，32′、(背鉗的)夾緊機構(gòu)，33、一般齒輪變速系統(tǒng)，34、滑動內(nèi)齒圈，35、撥叉，36、換檔手柄，37、外花鍵齒輪軸，38、側(cè)蓋，39、銷軸，40、換向插銷組件，41、左顎板架，41′、(背鉗的)左顎板架，42、左顎板，43、齒輪軸，44、編碼器，45、行星架，46、齒輪軸，47、齒輪，48、內(nèi)花鍵齒輪軸，49、齒輪，50、換檔的檔位箱，51、換檔機構(gòu)，52、雙聯(lián)齒輪，53、內(nèi)齒圈，54、行星輪，55、太陽輪，56、換檔軸，57、換檔手柄插銷，58、推盤，59、行星變速箱體，60、雙剎帶預(yù)緊機構(gòu)，61、螺母，62、固定塊，63、雙剎帶連板，64、聯(lián)接夾板，65、雙環(huán)形剎帶，66、單環(huán)形剎帶，67、通風(fēng)型氣胎離合器預(yù)緊機構(gòu)，68、鋼圈，69、橡膠膜，70、扭力桿，71、彈簧片，72、閘瓦，73、外端板，74、固定端板，75、上扣搖臂，76、卸扣搖臂，77、氣缸叉頭，78、換向插銷，79、卡子，80、夾緊氣缸，81、滾輪組件，82、移動架，83、底座軌道，84、搖軸，85、背鉗殼體，86、螺釘，87、墊圈，88、銷，89、圓環(huán)，90、擺動架，91、擺動架支座，92、擺動軸組件，93、橢圓擺動孔，94、緩沖墊組件，95、擺板，96、監(jiān)測系統(tǒng)，97、拉壓傳感器，98、整體式顎板，99、顎板體，100、圓柱彈簧銷，101、滾輪軸，102、組合式顎板，103、鎖定組件，104、牙板，105、螺栓，106、方螺母，107、軸承，108、軸承，109、軸承，110、軸承，111、軸承，112、軸，113、軸承，114、齒輪變速箱體，115、上蓋，116、軸承，117、軸承，118、光電傳感器，119、控制閥，120、控制閥，121、空氣凈化裝置，122、壓力表，123、控制閥，124、變量泵，125、油箱，126、溢流閥，127、中間小齒輪，129、固定筒，130、游動筒，131、彈簧，132、頂塊，133、頂桿，134、絲堵，135、鎖緊螺母，136、鎖緊螺釘，137、螺栓，138、彈性支撐構(gòu)件。
具體實施例方式
圖1中，套管油管擰扣機是由底座1、貯氣罐2、尾架3、背鉗4、氣控系統(tǒng)5、主鉗6、液控系統(tǒng)7、移動氣缸8、空氣凈化裝置121等組成。
在圖2中，主鉗是由主鉗體6、固定在主鉗體6上的右端蓋19和左端蓋42、安裝在右端蓋19和左端蓋42上的支承滾輪組17、由支承滾輪組17支撐的大齒輪22、安置在大齒輪22左右兩側(cè)的左顎板架41和右顎板架13、位于大齒輪22內(nèi)圓里的夾緊機構(gòu)32、置于右顎板架13上的預(yù)緊裝置14、安裝在左顎板架41上的換向插銷組件40、與大齒輪22嚙合的齒輪傳動系統(tǒng)9、與齒輪傳動系統(tǒng)9相嚙合的變速機構(gòu)、安裝在變速機構(gòu)左端的液馬達30、與主鉗體6左側(cè)用銷軸相連、右側(cè)用銷軸26和墊圈27及開口銷28相連的底座1、置于主鉗上的圈數(shù)測量系統(tǒng)所組成；其中，主鉗的夾緊機構(gòu)32是由用螺釘墊圈借助楔形擋塊85安裝在大齒輪22內(nèi)圓處的坡板對20和24、位于大齒輪22右側(cè)和左側(cè)的右顎板架13和左顎板架41、用螺栓12與右顎板架13和左顎板架41固定在一起的扇形體23和用銷軸和彈簧11掛靠在右顎板架13和左顎板架41上的顎板組件16等構(gòu)成的；至于預(yù)緊裝置14則是由雙剎帶機構(gòu)構(gòu)成；液馬達30通過行星齒輪變速系統(tǒng)31，將動力傳到齒輪傳動系統(tǒng)9，再驅(qū)動惰輪10，最終驅(qū)動大齒輪22。主鉗的監(jiān)測系統(tǒng)其中之一是由安裝在右蓋板上的光電傳感器118和加工在摩擦環(huán)15上的矩形齒圈構(gòu)成的監(jiān)測偶合。
圖3中，液馬達30通過齒輪變速系統(tǒng)33，將動力傳到齒輪傳動系統(tǒng)9，再驅(qū)動惰輪10，最終驅(qū)動大齒輪22。齒輪變速系統(tǒng)33是轉(zhuǎn)動換檔手柄36，帶動撥叉35，改變滑動內(nèi)齒圈的位置，實現(xiàn)變速的。
圖4中，位于右顎板架13的摩擦環(huán)15、置于摩擦環(huán)15上的預(yù)緊裝置14。安裝在左顎板架41上的換向插銷組件40，換向插銷組件40的作用是，通過改變換向插銷組件40在左顎板架41上的位置，保證大齒輪22在上扣或卸口后，準確地回到原始位置。用螺釘墊圈將楔形擋塊21安裝在大齒輪22內(nèi)圓處，從而也就把夾緊機構(gòu)32的坡板對20和24安裝在大齒輪22內(nèi)圓處。主鉗體1的兩側(cè)裝有右蓋板19和左蓋板43，兩蓋板沿圓周方向都裝有若干個支承滾輪組件17，由它們支撐大齒輪22，使其靈活地旋轉(zhuǎn)。
主鉗的行星齒輪變速機構(gòu)31是由行星齒輪變速箱體59、安裝在行星齒輪變速箱體59側(cè)蓋38上的液馬達30、與液馬達30的外花鍵齒輪軸37相嚙合的太陽輪55、與太陽輪55相嚙合的行星齒輪54、通過銷軸39和軸承113支撐行星齒輪54的行星架45、與行星齒輪54相嚙合的內(nèi)齒圈53、包住內(nèi)齒圈53的推盤58、撥動推盤58的撥叉35、轉(zhuǎn)動撥叉35的換檔軸56、固定在換檔軸56上的換檔手柄插銷57等組成的行星齒輪變速機構(gòu)。
主鉗與行星齒輪變速機構(gòu)相配的齒輪傳動系統(tǒng)9是由和行星齒輪變速機構(gòu)的行星架連成一體的齒輪軸43、支撐齒輪軸43的軸承109和110、與齒輪軸43的齒輪嚙合的惰輪10、與惰輪10嚙合的大齒輪22、支撐惰輪10的軸112和軸承111等組成。
主鉗的監(jiān)測系統(tǒng)其中之一是由和行星齒輪變速機構(gòu)的行星架連成一體的齒輪軸43和安裝在外殼上與軸頭直對的編碼器44構(gòu)成的監(jiān)測偶合。
圖5中，主鉗的變速機構(gòu)的另一實施例是由齒輪變速箱體114、安裝在齒輪變速箱側(cè)蓋115上的液馬達30、與液馬達30的外花鍵齒輪軸37套接的內(nèi)花鍵齒輪軸48、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸48上有軸承108分離其運動的雙聯(lián)齒輪52、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸48上有軸承107分離其運動的齒輪49、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸48上滑動內(nèi)齒圈34、撥動滑動內(nèi)齒圈34的換檔機構(gòu)51和換檔操作箱50等組成的齒輪變速箱。
主鉗與齒輪變速機構(gòu)相配另一實施例的齒輪傳動系統(tǒng)9是由與位于齒輪變速機構(gòu)內(nèi)花鍵齒輪軸48靠近液馬達30一側(cè)雙聯(lián)齒輪52嚙合的齒輪軸46、支撐齒輪軸46的軸承116和117、靠花鍵和齒輪軸46連接并且與位于齒輪變速機構(gòu)內(nèi)花鍵齒輪軸48遠離液馬達30一側(cè)齒輪49嚙合的齒輪47、與齒輪軸46中間小齒輪嚙合的惰輪10、與惰輪10嚙合的大齒輪22、支撐惰輪10的軸112和軸承111等組成。主鉗的監(jiān)測系統(tǒng)其中之一是由齒輪變速機構(gòu)的齒輪軸46右端頭和安裝在外殼上與上述軸端頭直對的編碼器44構(gòu)成的監(jiān)測偶合。
圖6中，給出太陽輪55，行星輪54，銷軸39，位于銷軸39和行星輪54之間的軸承，包裹在行星輪54外圍的內(nèi)齒圈53，包裹在行內(nèi)齒圈53外圍的推盤58，撥動推盤58的換檔手柄插銷57、換檔軸56、撥叉35，以及箱體59，構(gòu)成了行星變速機構(gòu)31的主要部分。
圖7中，給出摩擦環(huán)15，包裹在摩擦環(huán)15外圍的雙剎帶預(yù)緊機構(gòu)60。簡潔的構(gòu)圖使人們更清楚地看清這種機構(gòu)。
主鉗的預(yù)緊裝置是由位于右顎板架13上的摩擦環(huán)15、置于摩擦環(huán)15上的雙環(huán)形剎帶65、將雙環(huán)行剎帶65兩端相連的雙剎帶連板63、連接在雙剎帶連板63上的連接夾塊64、將連接夾塊64固定在鉗體固定塊62上的螺母61、置于摩擦環(huán)15上的單環(huán)行剎帶66、將單環(huán)行剎帶66兩端相連的連接夾板64、將連接夾塊64固定在鉗體固定塊62上的螺母61等所組成。
圖8是圖7的B向視圖，雙環(huán)形剎帶65置于摩擦環(huán)15上，雙環(huán)行剎帶65兩端相連的雙剎帶連板63上，雙剎帶連板63又連接在連接夾塊64上，連接夾塊64由螺母61固定在鉗體固定塊62上。調(diào)整螺母61則可以改變雙環(huán)形剎帶65的制動力，進而改變主鉗上管件所受的夾緊力。
圖9是圖7的C向視圖，單環(huán)行剎帶66置于摩擦環(huán)15上，單環(huán)行剎帶66兩端連接在連接夾板64上，連接夾塊64由螺母61固定在鉗體固定塊62上。同樣，調(diào)整螺母61則可以改變單環(huán)形剎帶66的制動力，進而改變主鉗上管件所受的夾緊力。單環(huán)形剎帶66置于雙環(huán)形剎帶65兩條剎帶的中間，使摩擦環(huán)15的外表面上都作用著摩擦力。
圖10和圖11中，主鉗的預(yù)緊裝置的另一實施例是由用螺栓墊圈固定在右端蓋19上的固定端板74、固定在固定端板74上的鋼圈68和橡膠膜69、靠螺栓墊圈固定在鋼圈68和橡膠膜69上的外端板73、置于橡膠膜69內(nèi)圓處的閘瓦72、加工在閘瓦72內(nèi)園處的剎車片、穿過固定端板74和外端板73上的孔和閘瓦72中心孔的扭力桿70、位于閘瓦72中間和扭力桿70外側(cè)的彈簧片71、位于鋼圈68上的進出氣孔E、右顎板架13上的摩擦環(huán)15等組成。當壓縮空氣從進出氣孔E進入到鋼圈68和橡膠膜69之間時，推動橡膠膜69向內(nèi)徑方向突出，橡膠膜69將閘瓦72壓向摩擦環(huán)15的外表面，給摩擦環(huán)15一個旋轉(zhuǎn)阻力，從而給主鉗上的管件以夾緊力。
圖12和圖13中，在這兩圖中可以看出背鉗是由背鉗殼體85、位于背鉗殼體85內(nèi)圓里的夾緊機構(gòu)32′、用螺釘和墊圈固定在右顎板架13′和左顎板架41′上的上扣搖臂75和卸扣搖臂76、圓環(huán)89、將背鉗殼體85和圓環(huán)89固定在一起的螺栓86墊圈87及銷、和圓環(huán)89加工成一體的搖擺架90、用擺軸84安裝在搖擺架90上的夾緊氣缸80、與夾緊氣缸80的氣缸叉頭77和上扣搖臂75或卸扣搖臂76相連的換向插銷78和卡子79、用銷軸安裝搖擺架90的移動架82、背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)、置于背鉗上的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)所組成。
夾緊氣缸80的氣缸叉頭77和上扣搖臂75用換向插銷78和卡子79相連時，背鉗沿逆時針旋轉(zhuǎn)，夾緊管件。夾緊氣缸80的氣缸叉頭77和卸扣搖臂76用換向插銷78和卡子79相連時，背鉗沿順時針旋轉(zhuǎn)，夾緊管件。
至于背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)，其中背鉗的浮動夾緊機構(gòu)是由與圓環(huán)89加工成一體的擺動架90、支撐擺動架90并加工有橢圓擺動孔92的擺動架座91、支撐擺動架90可在橢圓擺動孔92內(nèi)擺動的擺動軸組件92構(gòu)成的擺動構(gòu)件以及由螺栓137固定在移動架82上的固定筒129、置于固定筒129內(nèi)的游動筒130、支撐游動筒130的彈簧131和頂塊132、固定在固定筒129上的絲堵134、擰在絲堵134上的頂桿133、將頂桿鎖緊在絲堵上的螺母135、將絲堵鎖緊在固定筒129上的鎖緊螺釘136構(gòu)成的彈性支撐構(gòu)件138所組所構(gòu)成；而移動機構(gòu)則是由安裝著擺動架支座91的移動架82、安裝在移動架82左右兩側(cè)的滾輪組件81和緩沖墊組件94、支撐滾輪組件81和緩沖墊組件94的底座滾道83、靠活塞桿插頭連接在移動架82上而缸體鉸裝在底座上的移動氣缸8等構(gòu)成的。
背鉗的監(jiān)測系統(tǒng)是由與擺動架90一體的擺板95、一端用叉頭和銷軸與擺板95相連另一端用叉頭和銷軸與移動架82相連的拉壓傳感器97、與拉壓傳感器97相連的移動架82等構(gòu)成。
背鉗的浮動夾緊機構(gòu)，可以使背鉗相對于主鉗中心作搖擺運動，由此來克服因制造、安裝造成的誤差，使背鉗和主鉗夾持的管件中心在同一條線上，保證上扣或卸扣時接箍和管件的螺紋不被損壞。背鉗的移動機構(gòu)，使背鉗相對于主鉗作向前或向后移動，因為在上扣或卸扣時接箍和管件的螺紋使兩者或重合或分離，如果沒有這種功能，在上扣或卸扣時接箍和管件的螺紋就會受到額外的阻力，可能造成接箍和管件螺紋的損壞。
圖14中，給出了楔形擋塊21沿螺孔中心剖切的剖視圖。圖中的虛線是楔形擋塊的斜面與直平面的交匯處。
圖15和圖16中，給出了主鉗和背鉗夾緊機構(gòu)32和32′中的顎板組件16和16′是由顎板滾輪25、支撐滾輪25的滾輪軸101、安裝滾輪軸101的顎板體99、安裝在顎板體99上的鉗牙18、安裝在顎板體99上防止鉗牙18脫落的圓柱彈簧銷100等組成的整體式顎板98。
圖17中，給出了主鉗和背鉗夾緊機構(gòu)32和32′另一實施例中的顎板組件16和16′是由顎板滾輪25、支撐滾輪25的滾輪軸101、安裝滾輪軸101的顎板體99、靠兩側(cè)的N平面和M頂面與顎板體99的兩側(cè)面N和弧面M相配安裝的牙板104、安裝在牙板104上的鉗牙18、安裝在牙板104上防止鉗牙18脫落的圓柱彈簧銷100、安裝在顎板體99上防止牙板104脫落的由螺栓105和方螺母10組成的鎖定組件103等組成的組合式顎板102。
圖18中，給出了防止牙板104脫落的由螺栓105和方螺母10組成的鎖定組件103沿螺栓中心線剖視的剖視圖。
圖19中，給出了氣控系統(tǒng)5是由夾緊氣缸80、夾緊氣缸80的控制閥119、移動氣缸8、移動氣缸8的控制閥120、貯氣罐2、空氣凈化裝置121、以及連接氣缸、控制閥、貯氣罐、空氣凈化裝置的管線等構(gòu)成。圖中沒有示出空氣凈化裝置121，空氣凈化裝置121示出在圖1里。
圖20中，給出了液控系統(tǒng)7是由液馬達30、用管線連接在液馬達30的壓力表122、用管線連接在液馬達30上的控制閥123、用管線連接在控制閥上的變量泵124、通過管線向變量泵供油的油箱125、連接在控制閥和油箱之間的回油管線、連接在變量泵出口和回油管線之間的溢流閥126等組成。
圖21中，彈性支撐構(gòu)件138是由螺栓137固定在移動架82上的固定筒129、置于固定筒129內(nèi)的游動筒130、支撐游動筒130的彈簧131和頂塊132、固定在固定筒129上的絲堵134、擰在絲堵134上的頂桿133、將頂桿鎖緊在絲堵上的螺母135、將絲堵鎖緊在固定筒129上的鎖緊螺釘136構(gòu)成的。游動筒的銷頭插在擺動架的銷孔中，對擺動架實施彈性支撐。
權(quán)利要求
1.一種由機架、主鉗、背鉗、液動系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等組成的套管油管擰扣機，其特征在于套管油管擰扣機包含有a)、主鉗主鉗是由主鉗體6、固定在主鉗體6上的右端蓋19和左端蓋42、安裝在右端蓋19和左端蓋42上的若干個支承滾輪組17、由支承滾輪組17支撐的大齒輪22、安置在大齒輪22左右兩側(cè)的左顎板架41和右顎板架13、位于大齒輪22內(nèi)圓里的夾緊機構(gòu)32、置于右顎板架13上的預(yù)緊裝置14、安裝在左顎板架41上的換向插銷組件40、與大齒輪22嚙合的齒輪傳動系統(tǒng)9、與齒輪傳動系統(tǒng)9相嚙合的變速機構(gòu)、安裝在變速機構(gòu)左端的液馬達30、與主鉗體6左側(cè)用銷軸相連和右側(cè)用銷軸26和墊圈27及開口銷28相連的底座1、置于主鉗上的圈數(shù)測量系統(tǒng)所組成；b)、背鉗背鉗是由背鉗殼體85、位于背鉗殼體85內(nèi)圓里的夾緊機構(gòu)32′、用螺釘和墊圈固定在右顎板架13′和左顎板架41′上的上扣搖臂75和卸扣搖臂76、圓環(huán)89、將背鉗殼體85和圓環(huán)89固定在一起的螺栓86墊圈87及銷88、和圓環(huán)89加工成一體的搖擺架90、用擺軸84安裝在搖擺架90上的夾緊氣缸80、與夾緊氣缸80的氣缸叉頭77和上扣搖臂75或卸扣搖臂76相連的換向插銷78和卡子79、用銷軸安裝搖擺架90的移動架82、背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)、背鉗上的扭矩測量系統(tǒng)所組成；c)、底座底座是由底座1、安裝在底座1上的貯氣罐2、安裝在底座1上的尾架3、安裝在底座1上的氣控系統(tǒng)5和液控系統(tǒng)7、底座1上的底座軌道83所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗的夾緊機構(gòu)32是由用螺釘墊圈借助楔形擋塊21安裝在大齒輪22內(nèi)圓處的坡板對20和24、位于大齒輪22右側(cè)和左側(cè)的右顎板架13和左顎板架41、用螺栓12與右顎板架13和左顎板架41固定在一起的扇形體23和用銷軸及彈簧11掛靠在右顎板架13和左顎板架41上的顎板組件16構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于背鉗的夾緊機構(gòu)32′是由用螺釘墊圈借助楔形擋塊21安裝在背鉗殼體85內(nèi)圓處的坡板對20′和24′、位于背鉗殼體85右側(cè)和左側(cè)的右顎板架13′和左顎板架41′、用螺栓12與右顎板架13′和左顎板架41′固定在一起的扇形體23和用銷軸及彈簧11掛靠在右顎板架13′和左顎板架41′上的顎板組件16′構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗的預(yù)緊裝置是由位于右顎板架13上的摩擦環(huán)15、置于摩擦環(huán)15上的雙環(huán)形剎帶65、將雙環(huán)行剎帶65兩端相連的雙剎帶連板63、連接在雙剎帶連板63上的連接夾塊64、將連接夾塊64固定在鉗體固定塊62上的螺母61、置于摩擦環(huán)15上的單環(huán)行剎帶66、將單環(huán)行剎帶66兩端相連的連接夾板64、將連接夾塊64固定在鉗體固定塊62上的螺母61所組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗的預(yù)緊裝置是由用螺栓墊圈固定在右端蓋19上的固定端板74、固定在固定端板74上的鋼圈68和橡膠膜69、靠螺栓墊圈固定在鋼圈68和橡膠膜69上的外端板73、置于橡膠膜69內(nèi)圓處的閘瓦72、在閘瓦72內(nèi)圓處的剎車片、穿過固定端板74和外端板73上的孔和閘72中心孔的扭力桿70、位于閘瓦72中間和扭力桿70外側(cè)的彈簧片71、位于鋼圈68上的進出氣孔E、右顎板架13上的摩擦環(huán)15所組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗和背鉗夾緊機構(gòu)32和32′中的顎板組件16和16′是由顎板滾輪25、支撐滾輪25的滾輪軸101、安裝滾輪軸101的顎板體99、安裝在顎板體99上的鉗牙18、安裝在顎板體99上防止鉗牙18脫落的圓柱彈簧銷100所組成的整體式顎板98。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗和背鉗夾緊機構(gòu)32和32′中的顎板組件16和16′是由顎板滾輪25、支撐滾輪25的滾輪軸101、安裝滾輪軸101的顎板體99、靠兩側(cè)的N平面和M頂面與顎板體99的兩側(cè)面N和弧面M相配安裝的牙板104、安裝在牙板104上的鉗牙18、安裝在牙板104上防止鉗牙18脫落的圓柱彈簧銷100、安裝在顎板體99上防止牙板104脫落的由螺栓105和方螺母10組成的鎖定組件103所組成的組合式顎板102。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗的變速機構(gòu)是由行星齒輪變速箱59、安裝在行星齒輪變速箱59上蓋38上的液馬達30、與液馬達30的外花鍵齒輪軸37相嚙合的太陽輪55、與太陽輪55相嚙合的行星齒輪54、通過銷軸39和軸承113支撐行星齒輪54的行星架45、與行星齒輪54相嚙合的內(nèi)齒圈53、包住內(nèi)齒圈53的推盤58、撥動推盤58的撥叉35、轉(zhuǎn)動撥叉35的換檔軸56、固定在換檔軸56上的換檔手柄插銷57所組成的行星齒輪變速機構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗的變速機構(gòu)是由齒輪變速箱體114、安裝在齒輪變速箱側(cè)蓋115上的液馬達30、與液馬達30的外花鍵齒輪軸37套接的內(nèi)花鍵齒輪軸48、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸48上有軸承108分離其運動的雙聯(lián)齒輪52、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸48上有軸承107分離其運動的齒輪49、套裝在內(nèi)花鍵齒輪軸48上滑動內(nèi)齒圈34、撥動滑動內(nèi)齒圈34的換檔機構(gòu)51和換檔操作箱50所組成的齒輪變速箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗與行星齒輪變速機構(gòu)相配的齒輪傳動系統(tǒng)9是由和行星齒輪變速機構(gòu)的行星架連成一體的齒輪軸43、支撐齒輪軸43的軸承109和110、與齒輪軸43的齒輪嚙合的惰輪10、與惰輪10嚙合的大齒輪22、支撐惰輪10的軸112和軸承111所組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗與齒輪變速機構(gòu)相配的齒輪傳動系統(tǒng)9是由與位于齒輪變速機構(gòu)內(nèi)花鍵齒輪軸48靠近液馬達30一側(cè)雙聯(lián)齒輪52嚙合的齒輪軸46、支撐齒輪軸46的軸承116和117、靠花鍵和齒輪軸46連接并且與位于齒輪變速機構(gòu)內(nèi)花鍵齒輪軸48遠離液馬達30一側(cè)齒輪49嚙合的齒輪47、與齒輪軸46中間小齒輪嚙合的惰輪10、與惰輪10嚙合的大齒輪22、支撐惰輪10的軸112和軸承111所組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的套管油管擰扣機，其特征在于主鉗的監(jiān)測系統(tǒng)是由行星齒輪變速機構(gòu)的行星架連成一體的齒輪軸43的右端頭或者齒輪變速機構(gòu)的齒輪軸46的右端頭、安裝在外殼上與上述軸頭直對的編碼器44構(gòu)成的監(jiān)測偶合；以及由安裝在右蓋板19上的光電傳感器118和摩擦環(huán)15上的矩形齒圈構(gòu)成的圈數(shù)測量系統(tǒng)組成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)，其中背鉗的浮動夾緊機構(gòu)是由與圓環(huán)89加工成一體的擺動架90、支撐擺動架90并加工有橢圓擺動孔92的擺動架座91、支撐擺動架90可在橢圓擺動孔92內(nèi)擺動的擺動軸組件92構(gòu)成的擺動構(gòu)件以及由螺栓137固定在移動架82上的固定筒129、置于固定筒129內(nèi)的游動筒130、支撐游動筒130的彈簧131和頂塊132、固定在固定筒129上的絲堵134、擰在絲堵134上的頂桿133、將頂桿鎖緊在絲堵上的螺母135、將絲堵鎖緊在固定筒129上的鎖緊螺釘136構(gòu)成的彈性支撐構(gòu)件138所組成；而移動機構(gòu)則是由安裝著擺動架支座91的移動架82、安裝在移動架82左右兩側(cè)的滾輪組件81和緩沖墊組件94、支撐滾輪組件81和緩沖墊組件94的底座滾道83、靠活塞桿插頭連接在移動架82上而缸體鉸裝在底座上的移動氣缸8構(gòu)成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于背鉗的監(jiān)測系統(tǒng)是由與擺動架90一體的擺板95、一端用叉頭和銷軸與擺板95相連另一端用叉頭和銷軸與移動架82相連的拉壓傳感器97、與拉壓傳感器97相連的移動架82構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于氣控系統(tǒng)5是由夾緊氣缸80、控制夾緊氣缸80的控制閥119、移動氣缸8、控制移動氣缸8的控制閥120、貯氣罐2、空氣凈化裝置121、以及連接氣缸、控制閥、貯氣罐、空氣凈化裝置的管線所構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管油管擰扣機，其特征在于液控系統(tǒng)7是由液馬達30、壓力表122、控制閥123、變量泵124、油箱125、連接在控制閥123和油箱之間的回油管線、連接在變量泵出口和回油管線之間的溢流閥126所組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種套管油管擰扣機，是由底座、貯氣罐、尾架、背鉗、氣控系統(tǒng)、主鉗、液控系統(tǒng)、移動氣缸、空氣凈化裝置等組成。其中主鉗是由主鉗體、端蓋、支承滾輪組、大齒輪、顎板架、大齒輪內(nèi)的夾緊機構(gòu)、預(yù)緊裝置、換向插銷組件、驅(qū)動大齒輪的齒輪傳動系統(tǒng)和變速機構(gòu)及液馬達、底座、主鉗上的扭矩測量系統(tǒng)所組成；而背鉗則是由背鉗體、背鉗內(nèi)的夾緊機構(gòu)、顎板架、搖臂、搖擺架、夾緊氣缸、換向插銷和卡子、移動架、背鉗的浮動夾緊和移動系統(tǒng)、背鉗上的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)所組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便，背鉗與主鉗之間配合緊密；停機時，更換顎板方便、快捷，監(jiān)測系統(tǒng)幫助用戶實現(xiàn)API規(guī)范。
文檔編號E21B19/16GK1944944SQ20051010774
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者謝友清, 唐劍虹 申請人:蘭州蘭新機械設(shè)備有限公司