一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置制造方法及图纸

一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，滚柱通过弹簧和自锁式双轨道主体上的弹簧固定螺栓保持接触；主体表面为自锁式双向双轨道，防护盖板通过螺栓与自锁式双轨道主体联结在一起；上卸扣工作时，应保证楔形角θ1、θ2小于滚柱与轨道的摩察角，实现自锁；使用本发明专利技术，由于是滚柱和石油管柱接头外壁接触，可避免以往的齿状钳牙齿直接咬入石油管柱接头外壁的情况，降低对石油管柱接头的损坏程度；同时，由于自锁的原因，无论上卸扣过程中的力矩有多大，滚柱和石油管柱接头外壁之间均不会出现打滑现象，很好地解决了当前齿状钳牙使用寿命短、对石油管柱接头外壁有损坏的缺点，提高工作效率，具有很好的推广应用价值。

A Bidirectional Self-locking Roller Clamper for Iron Drillers

A kind of two-way self-locking roller clamping device for iron drillers is used. The roller keeps contact with the spring fixed bolt on the main body of the self-locking double track. The main surface of the roller is self-locking double track, and the protective cover plate is connected with the main body of the self-locking double track through the bolt. When the upper and lower wedge angle is unloaded, the wedge angle theta 1 and theta 2 should be guaranteed to be less than the friction angle between the roller and the track, so as to realize self-locking. Lock; By using the present invention, the contact between the roller and the outer wall of the oil pipe string joint can avoid the situation that the tooth of the former tooth-shaped clamp directly bites into the outer wall of the oil pipe string joint, and reduce the damage degree to the oil pipe string joint; at the same time, due to the self-locking reason, no matter how big the moment is in the process of lifting and unloading, there will be no slippage between the roller and the outer wall of the oil pipe string joint. It solves the shortcomings of short service life and damage to the outer wall of the oil pipe string joint, improves the work efficiency, and has a good application value.

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置
本专利技术涉及石油钻井装备
，特别涉及一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置。技术背景在石油天然气钻井过程中，已经大范围采用自动化程度较高的铁钻工进行钻杆或钻铤(简称石油管柱)上卸扣作业。由于铁钻工中的夹紧钳和冲扣钳工作扭矩较大，在其V型压块的表面上均装有可方便更换的钳牙。钳牙的牙型主要有直线形、曲线形、花纹形等。在上卸扣过程中，尤其在冲扣时，所需力矩较大，钳牙与石油管柱外壁可能会产生相对滑动。除了钳牙局部咬入接头外壁造成石油管柱损伤外，上述相对滑动还将导致钳牙和石油管柱外表面进一步的损伤，影响钳牙的寿命，也影响到石油管柱的强度及寿命，极端情况将出现所谓的钻柱“剥皮”现象。这均将导致钻井成本的增加，甚至引发钻井事故的发生。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，替代传统钳牙；该装置具有结构简单、使用寿命长、上卸扣过程中该装置与石油管柱之间形成自锁、被钳石油管柱接头表面无牙痕的特点。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，包括自锁式双轨道主体1和滚柱2；滚柱2通过其上下两端的弹簧4和自锁式双轨道主体1上的弹簧固定螺栓6保持接触；弹簧4外围的防护盖板3通过螺栓5与自锁式双轨道主体1联结在一起。所述的自锁式双轨道主体1中的A表面1-A和B表面1-B构成自锁式双轨道，该自锁式双轨道的轮廓曲线包括斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开线或圆弧。在上扣过程中，滚柱2和石油管柱连心线的垂线，与滚柱2的某一切线构成的角为楔形角θ1，应保证楔形角θ1小于滚柱2与自锁式双轨道的摩察角来保证上扣过程中的自锁。在卸扣过程中，滚柱2和石油管柱连心线的垂线，与滚柱2的某一切线构成的角为楔形角θ2，应保证楔形角θ2小于滚柱与自锁式双轨道的摩察角来保证卸扣过程中的自锁。本专利技术能很好地解决当前齿状钳牙使用寿命短、对石油管柱接头外壁有损坏的缺点，使用时，在铁钻工对石油管柱进行上卸扣作业过程中，由于是滚柱2和石油管柱接头外壁接触，可避免以往的齿状钳牙齿直接咬入石油管柱接头外壁的情况，降低对石油管柱接头的损坏程度。同时，由于自锁的原因，无论上卸扣过程中的力矩有多大，滚柱2和石油管柱接头外壁之间均不会出现打滑现象，可有效的提高滚柱2的使用寿命，减少原更换钳牙的辅助工作时间，提高工作效率，具有很好的推广应用价值。附图说明图1是本专利技术工作位置示意图。图2是本专利技术的外部立体结构示意图。图3是本专利技术的内部立体结构示意图，图3a是立体正视图，图3b是立体底视图，图3c是俯视图。图4是本主体1中的A、B表面轮廓示意图，其中图4a为立体图，图4b为俯视图。图5是本专利技术上、卸扣作业时内部结构图。图6是本专利技术双向自锁式上扣原理示意图。图7是本专利技术双向自锁式卸扣原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做详细说明。参考附图2、附图3，一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，包括自锁式双轨道主体1和滚柱2；滚柱2通过其上下两端的弹簧4和自锁式双轨道主体1上的弹簧固定螺栓6保持接触；弹簧4外围的防护盖板3通过螺栓5与自锁式双轨道主体1联结在一起，主要作用是防护。。参照图4，所述的自锁式双轨道主体1中的A表面1-A和B表面1-B构成自锁式双轨道，该自锁式双轨道的轮廓曲线包括斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开线或圆弧。参照图5，在上扣过程中，滚柱2和石油管柱连心线的垂线，与滚柱2的某一切线构成的角为楔形角θ1，应保证楔形角θ1小于滚柱2与自锁式双轨道的摩察角来保证上扣过程中的自锁。参照图6，在卸扣过程中，滚柱2和石油管柱连心线的垂线，与滚柱2的某一切线构成的角为楔形角θ2，应保证楔形角θ2小于滚柱与自锁式双轨道的摩察角来保证卸扣过程中的自锁。本专利技术的工作原理为：参照图1，使用本专利技术，要完成石油鉆柱的上、卸扣作业，需要四套本专利技术的装置。在铁钻工对石油管柱进行上卸扣作业过程中，由于是滚柱2和石油管柱接头外壁接触，可避免以往的齿状钳牙齿直接咬入石油管柱接头外壁的情况，降低对石油管柱接头的损坏程度。由于自锁的原因，无论上卸扣过程中的力矩有多大，滚柱2和石油管柱接头外壁之间均不会出现打滑现象。在上扣过程中，应保证楔形角θ1小于为滚柱与轨道的摩察角来保证上扣过程中的自锁，在卸扣过程中，应保证楔形角θ2小于为滚柱与轨道的摩察角来保证卸扣过程中的自锁。这样，在上、卸扣过程中的阻力矩越大，石油管柱就被抱得越紧，产生的摩擦力就越大，力矩也越大，实现上卸扣作业。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，其特征在于，包括自锁式双轨道主体(1)和滚柱(2)；滚柱(2)通过其上下两端的弹簧(4)和自锁式双轨道主体(1)上的弹簧固定螺栓(6)保持接触；弹簧(4)外围的防护盖板(3)通过螺栓(5)与自锁式双轨道主体(1)联结在一起。

【技术特征摘要】
1.一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，其特征在于，包括自锁式双轨道主体(1)和滚柱(2)；滚柱(2)通过其上下两端的弹簧(4)和自锁式双轨道主体(1)上的弹簧固定螺栓(6)保持接触；弹簧(4)外围的防护盖板(3)通过螺栓(5)与自锁式双轨道主体(1)联结在一起。2.根据权利要求1所述的一种用于铁钻工的双向自锁式滚柱钳牙装置，其特征在于，所述的自锁式双轨道主体(1)中的A表面(1-A)和B表面(1-B)构成自锁式双轨道，该自锁式双轨道的轮廓曲线包括斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫文辉，彭勇，吴恒，邵军，段正勇，胡楠，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61