[發明專利]一種新型鐵鉆工支承臂及包含該支承臂的鐵鉆工

有效

• 申請號: 201410443930.4
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104153726A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王昌榮;師為強;蔣俊
• 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

在石油鉆井行業，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。隨著科技的發展和行業的要求，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。

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；旋扣扭矩小；鉆具對中性不好；工作范圍往往和外形尺寸成正比，運輸不方便。

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。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種新型鐵鉆工支承臂，其包括：

關節架，其為鋼結構件，位于所述支承臂中部；

兩組連桿，其分別鉸接在所述關節架的左、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1對連桿，所述關節架、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。

采用該結構，在關節架兩側都形成平行四邊形的連桿機構，其受力處在關節架上，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。

作為本發明的優選方案，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長度。

可根據需要調節右下連桿長度，通過調節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不變，沿著平行于鉆臺的一條直線運動。

作為本發明的優選方案，所述驅動裝置包括：

油缸，其固定安裝于關節架上，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，另一端與油缸的活塞桿鉸接；