[發明專利]一種新型旋扣器

有效

• 申請號: 201410375228.9
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104141462A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 師為強;王昌榮
• 申請（專利權）人: 四川宏華石油設備有限公司
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王波;韓洋

????技術領域

本發明涉及石油鉆井設備領域，特別涉及一種新型旋扣器。

背景技術

鉆井是石油和天然氣開發的最主要的手段之一，目前普遍采用的是旋轉鉆井法。鉆井時，隨著井眼的加深或者鉆進過程中鉆頭的磨損，需要更換鉆頭,在更換鉆頭時，需要將單根鉆桿、鉆柱，通過鉆桿之間的螺紋接頭連接起來（或者拆開），石油鉆井工業上稱之為接單根和起下鉆作業。

鉆桿在緊扣或者卸扣時需要很大的扭矩和很低的速度，相反旋扣時卻需要很小的扭矩和較高的速度。目前常規鉆機上常采用液氣混合動力大鉗，來進行鉆桿的上卸扣操作，其最大的缺點是適用管徑范圍小而且體積大自動化水平低等；在處理較大的管子時常采用B型鉗，配合液壓貓頭完成上卸扣的操作，其最大的缺點是效率低、安全性差。起下鉆作業是鉆井勞動強度最大、最容易發生人身傷亡事故的操作，目前全球有不少國家都在研究鐵鉆工代替人工進行起下鉆作業。

旋扣器目前比較常見的結構形式有對夾式和剪刀式兩種形式，多為液壓缸驅動；旋輪布置形式有三旋輪和四旋輪兩種布置形式；旋輪驅動有兩馬達，四馬達，八馬達等液壓馬達驅動型式。對夾式兩點四旋輪的旋扣器最大的特點是夾持不同的管子時，夾持中心不變，可以均勻分布四旋輪的驅動扭矩，為了適用更大的鉆桿范圍，橫向長度較長并且對夾時需要導軌導向，并且夾緊時液壓缸受拉，缸徑較大。剪刀式兩點四旋輪旋扣器最大的特點是克服了上述對夾式旋扣器橫向長度大，需要導軌導向的問題（根據油缸位置布置的不同也存在液壓缸受拉，缸徑大的問題），但是在夾持不同鉆桿時，夾持中心會發生變化，并且四個旋輪對鉆桿的壓緊力不同，四個旋輪對鉆桿的驅動力不同。三旋輪的布置方式克服了上述問題，但是體積龐大，結構復雜。

隨著自動化技術的發展,鉆井設備自動化程度也在不斷的提高,鉆具的扭矩上卸扣設備也在不斷升級換代。從原始的鐵鏈卷揚機驅動、手動吊鉗、液氣混合動力大鉗發展到現在最先進的鐵鉆工,自動化的上卸扣設備在提高鉆井生產效率和安全性能等方面起到了重要的作用，自動化機具終將代替人的體力勞動。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種具有較大旋扣扭矩、較高旋扣速度、適用管徑范圍大、體積小、可以維持對稱夾持姿態的四旋輪對夾管子的狀態、結構簡單、經濟的新型旋扣器。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種新型旋扣器，其包括：

旋輪總成，其數量為2個，單個的旋輪總成上設置有2個相互平行且能夠繞自身中心軸旋轉的旋輪，2個旋輪總成能夠相互配合夾持管子，該管子與旋輪中心軸平行；

對稱夾持系統，其為對稱的連桿機構，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；

懸掛系統，所述對稱夾持系統柔性連接在懸掛系統上。

該發明結構有4個旋輪，能夠保證旋扣器有較大旋扣扭矩、較高旋扣速度、適用管徑范圍大，同時所述對稱夾持系統的對稱的連桿機構的設置，相比現有的四旋輪的旋扣器，其不需要導軌導向也能夠維持對稱夾持姿態的四旋輪對夾管子的狀態，結構簡單、經濟，同時使旋扣器體積小。

作為本發明的優選方案，所述對稱夾持系統上對稱設置有2個向內彎曲的夾持臂，該夾持臂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閉合方向，且相互對稱的分別鉸接在所述夾持臂的自由端，，所述2個夾持臂的對稱平面與所述對稱夾持系統的對稱平面為同一平面；夾持臂的設置依據杠桿原理，更省力，使整個對稱夾持系統體積更小，從而旋扣器的體積更小。