專利名稱：氣動(dòng)套管背鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，是一種在石油鉆井下套管過(guò)程中，使用的專用設(shè)備。其作用是在井口聯(lián)接兩根套管絲扣時(shí)，固定下部套管，配合上部的液壓套管鉗完成兩絲扣旋接任務(wù)。該設(shè)備是一種由氣缸推動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鉗頭和牙塊，卡緊并固定下部套管的氣動(dòng)套管背鉗。
石油鉆井下套管作業(yè)是將兩端有螺紋扣的套管一根根地在井口聯(lián)接起來(lái)，送到數(shù)千米的井下。目前在我國(guó)，聯(lián)接螺紋扣時(shí)旋轉(zhuǎn)上部套管的工具是液壓套管鉗，卡緊并固定下部套管的主要使用B型吊鉗。還有一種比較先進(jìn)的帶有背鉗的液壓套管鉗。它分為兩部分。上部分是液壓套管鉗，下部分是固定套管的背鉗，液壓套管鉗和背鉗為一個(gè)整體。下部分的背鉗采取開口式。開口式背鉗的殼體由兩個(gè)或兩個(gè)以上的圓弧體組成一個(gè)圓形殼體，圓形殼體可以被打開，也可以關(guān)閉起來(lái)。打開后能使套管進(jìn)入或退出套管背鉗；關(guān)閉后套管背鉗的鉗頭和牙塊卡緊并固定下部套管。
本實(shí)用新型的目的是提供一種圓形殼體為一個(gè)整體的氣動(dòng)套管背鉗，即閉合式氣動(dòng)套管背鉗。同時(shí)，將套管背鉗從帶背鉗的液壓套管鉗中分離出來(lái)，獨(dú)立完成卡緊并固定套管工作，使液壓套管鉗縮小體積，減輕重量，降低成本，方便操作，保障下套管工作順利進(jìn)行。
氣動(dòng)套管背鉗是由殼體、內(nèi)齒圈、氣缸、鉗頭、鉗頭軸及牙塊等所組成。其特征是殼體由上壓板、下壓板組成，上、下壓板的厚度為10毫米至30毫米之間。上、下壓板上均有一個(gè)大圓孔，大圓孔的直徑為210毫米至310毫米之間。大圓孔周圍均勻分布有小圓孔。小圓孔的數(shù)量為3至6個(gè)。每個(gè)小圓孔上安裝有鉗頭軸。鉗頭軸穿過(guò)小圓孔，兩端用螺母固定在上、下壓板中間。每個(gè)鉗頭軸中間裝有鉗頭。鉗頭尾部有孔，鉗頭軸與鉗頭尾部孔采用間隙配合。鉗頭頂部有牙塊，鉗頭與牙塊的裝配方式與現(xiàn)有技術(shù)的液壓套管鉗相同。鉗頭尾部有與內(nèi)齒圈模數(shù)相同的齒輪，此齒輪僅在180°范圍內(nèi)有齒。鉗頭外圍有一個(gè)閉合的內(nèi)齒圈。內(nèi)齒圈的內(nèi)齒與鉗頭的尾部齒輪相嚙合。內(nèi)齒圈上固定有臂板。臂板與內(nèi)齒圈的聯(lián)接是一般技術(shù)人員很容易做到的。臂板通過(guò)肖軸與氣缸活塞桿聯(lián)接，氣缸固定在上、下壓板中間。氣缸推動(dòng)臂板，臂板推動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉗頭齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)鉗頭。鉗頭上的牙塊卡緊并固定套管。內(nèi)齒圈需要保持在大圓孔的中心位置，為避免氣缸推動(dòng)臂板時(shí)，內(nèi)齒圈偏離大圓孔中心，造成齒輪嚙合時(shí)受力不均勻的問(wèn)題。在內(nèi)齒圈的外圍有4至10個(gè)扶正輪。扶正輪安裝在偏心軸上，偏心軸用螺拴固定在內(nèi)齒圈外部。扶正輪的結(jié)構(gòu)、形狀、安裝方式，以及所起的作用與現(xiàn)有的液壓套管鉗完全相同。
為使扶正輪旋轉(zhuǎn)靈活，扶正輪和偏心軸之間安裝軸承?，F(xiàn)有的液壓套管鉗扶正輪就是采取這種結(jié)構(gòu)。
為使氣動(dòng)套管背鉗承托井下套管的全部重力，氣動(dòng)套管背鉗的上部固定一塊厚度為10毫米至30毫米的鋼板。鋼板的作用是承擔(dān)井下套管的全部重力，還可以在鋼板上更換套管吊卡，方便工人操作。
為使氣動(dòng)套管背鉗固定在鉆臺(tái)的轉(zhuǎn)盤上，氣動(dòng)套管背鉗的下部有與井口方補(bǔ)芯相配合的矩形底座，用螺釘將底座固定在下壓板的下部。使用時(shí)該底座放入方補(bǔ)芯內(nèi)。矩形底座可承受上、卸扣時(shí)的全部反扭矩。
本實(shí)用新型的效果很明顯。為下套管作業(yè)提供了一種圓形殼體為一個(gè)整體的氣動(dòng)套管背鉗，即閉合式氣動(dòng)套管背鉗。圓形殼體不被打開的情況下，套管背鉗的鉗頭和牙塊可以卡緊并固定下部套管，也可以脫離開套管。同時(shí)，將套管背鉗從帶背鉗的液壓套管鉗中分離出來(lái)，獨(dú)立完成卡緊并固定套管工作，使液壓套管鉗縮小體積，減輕重量。
附


圖1是氣動(dòng)套管背鉗的俯視圖。表示上壓板(8)上的大圓孔位置和大圓孔周圍均勻分布的小圓孔及鉗頭肖軸(6)的位置。并表示氣缸(1)沒(méi)有推動(dòng)臂板(4)之前，鉗頭(7)所在的位置。附圖2也是氣動(dòng)套管背鉗的俯視圖。是氣缸(1)推動(dòng)臂板(4)后，鉗頭(7)所在的位置和牙塊卡緊并固定套管(19)的示意圖。附圖3是氣動(dòng)套管鉗的左視圖。表示鉗頭(7)和鉗頭肖軸(6)安裝方式，內(nèi)齒圈(13)與鉗頭(7)上的齒輪嚙合關(guān)系，以及扶正輪(12)安裝方式。申請(qǐng)附圖是一個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例氣動(dòng)套管背鉗殼體上壓板(8)、下壓板(10)厚度為20毫米。上、下壓板(8)(10)上均有一個(gè)大圓孔，兩個(gè)大圓孔在一條中心線上，大圓孔的直徑為260毫米。大圓孔周圍均勻分布有小圓孔。小圓孔的數(shù)量為5個(gè)。每個(gè)小圓孔上安裝有鉗頭肖軸(6)。鉗頭肖軸(6)兩端用螺母(16)固定在上、下壓板(8)(10)中間。每個(gè)鉗頭肖軸(6)中間有鉗頭(7)。鉗頭(7)上有孔，孔的直徑為50毫米。鉗頭肖軸(6)穿過(guò)鉗頭(7)孔，鉗頭(7)孔與鉗頭肖軸(6)采用間隙配合。鉗頭(7)上裝有可以更換的牙塊，與液壓套管鉗的牙塊安裝方法相同。鉗頭(7)尾部有模數(shù)為5的齒輪，此齒輪僅在180°范圍內(nèi)有齒。鉗頭(7)外圍有一個(gè)閉合的內(nèi)齒圈(13)。內(nèi)齒圈(13)的內(nèi)齒與鉗頭(7)的尾部齒輪模數(shù)相同。在內(nèi)齒圈(13)上，用螺栓(5)固定有一個(gè)臂板(4)，臂板(4)的厚度為20毫米。臂板(4)通過(guò)直徑為25毫米的肖軸(3)，聯(lián)接氣缸(1)的活塞桿，氣缸(1)固定在上、下壓板(8)(10)中間。下套管作業(yè)時(shí)，氣缸(1)的活塞伸縮可以推動(dòng)臂板(4)，臂板(4)帶動(dòng)內(nèi)齒圈(13)轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)齒圈(13)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉗頭(7)轉(zhuǎn)動(dòng)。鉗頭(7)上的牙塊卡緊并固定套管。在內(nèi)齒圈(13)的外圍有5個(gè)扶正輪(12)。用螺母(17)將偏心軸(9)固定在內(nèi)齒圈(13)外部。每個(gè)扶正輪(12)和偏心軸(9)之間安裝有兩個(gè)軸承(11)，使扶正輪(12)旋轉(zhuǎn)靈活。在氣動(dòng)套管背鉗的上部固定一塊厚度為25毫米的鋼板(18)。在氣動(dòng)套管背鉗的下部固定有與井口方補(bǔ)芯相配合的底座(15)。底座(15)為340毫米的正方形，高度為100毫米。用M20的底座螺釘(14)將底座(15)固定在下壓板(10)的下部。使用時(shí)，該底座(15)坐入石油鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤方補(bǔ)芯內(nèi)。
權(quán)利要求1.氣動(dòng)套管背鉗是由殼體、內(nèi)齒圈(13)、氣缸(1)、鉗頭(7)、鉗頭肖軸(6)及牙塊等所組成，其特征是殼體由上壓板(8)、下壓板(10)組成，上、下壓板(8)(10)的厚度為10毫米至30毫米，上、下壓板(8)(10)上均有一個(gè)大圓孔，大圓孔的直徑為210毫米至310毫米之間，大圓孔周圍均勻分布有小圓孔，小圓孔的數(shù)量為3至6個(gè)，每個(gè)小圓孔上安裝有鉗頭肖軸(6)，鉗頭肖軸(6)穿過(guò)小圓孔用螺母(16)固定在上、下壓(8)(10)板中間，每個(gè)鉗頭肖軸(6)中間裝有鉗頭(7)，鉗頭(7)頂端有牙塊，鉗頭(7)尾部有與內(nèi)齒圈(13)模數(shù)相同的齒輪，此齒輪僅在180°范圍內(nèi)有齒，鉗頭(7)外圍有一個(gè)閉合的內(nèi)齒圈(13)，內(nèi)齒圈(13)的內(nèi)齒與鉗頭(7)尾部齒輪嚙合，內(nèi)齒圈(13)上固定有臂板(4)，臂板(4)通過(guò)肖軸(3)聯(lián)接氣缸(1)，氣缸(1)固定在上、下壓板(8)(10)中間，在內(nèi)齒圈(13)的外圍有4至10個(gè)扶正輪(12)，扶正輪(12)安裝在偏心軸(9)上，偏心軸(9)用螺拴(17)固定在內(nèi)齒圈(13)外部。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)套管背鉗，其特征在于扶正輪(12)和偏心軸(9)之間有軸承(11)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)套管背鉗，其特征在于氣動(dòng)套管背鉗的上部固定一塊厚度為10毫米至30毫米的鋼板(18)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)套管背鉗，其特征在于在氣動(dòng)套管背鉗的下部固定有與井口方補(bǔ)芯相配合的矩形底座(15)。
專利摘要本申請(qǐng)屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域,是下套管的專用設(shè)備。由殼體、內(nèi)齒圈(13)、氣缸(1)、鉗頭(7)及牙塊等組成。其特征是上、下壓板(8)(10)上有大圓孔,孔周圍均布有鉗頭銷軸(6)和鉗頭(7)。鉗頭(7)尾部有與內(nèi)齒圈(13)模數(shù)相同的齒輪。鉗頭(7)外圍有內(nèi)齒圈(13)。內(nèi)齒圈(13)由臂板(4)聯(lián)接氣缸(1)。在內(nèi)齒圈(13)外部有扶正輪(12)。下部有與轉(zhuǎn)盤方補(bǔ)芯配合的矩形底座(15)。套管背鉗獨(dú)立卡緊固定套管。改開口式為閉合式,對(duì)鉆井下套管技術(shù)有較大改進(jìn)。
文檔編號(hào)E21B19/16GK2463532SQ0026215
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者金紅玲 申請(qǐng)人:金紅玲