一种铁钻工力矩钳自适应液压装置的制作方法

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1.本实用新型涉及一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，尤其涉及一种对钻杆的夹紧力可控的铁钻工力矩钳自适应液压装置。

背景技术：

2.铁钻工是一种多功能、安全、高效的钻具旋扣设备，可取代目前在我国石油钻井生产中广泛应用的液气混合动力大钳，是现代自动化钻井系统的关键环节。除了完成常规的钻杆、钻铤、套管的旋扣、冲扣和卸扣工作，可以说，铁钻工在石油钻采设备中的地位越来越高，其性能和自动化程度将会越来越高，满足2-7/8”钻杆到9-3/4”钻铤。目前，不同钻杆直径可实现自动调整力矩，但是钻杆夹伤问题一直影响铁钻工的品质。

技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，具有对钻杆的夹紧力可控的特点。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其创新点在于：所述铁钻工力矩钳自适应液压装置包括公共压力油源进油管路、回油管路、分别串接在所述公共压力油源进油管路和所述回油管路之间的第一负载敏感多路阀和第二负载敏感多路阀、与所述第一负载敏感多路阀相连的夹紧油缸、与所述第二负载敏感多路阀相连的冲卸扣油缸，所述第一负载敏感多路阀上设置有与第一比例电磁溢流阀相连的u口，所述第二负载敏感多路阀上设置有与第二比例电磁溢流阀相连的x口，所述第一比例电磁溢流阀和所述第二比例电磁溢流阀汇合后与回油箱相连。
5.优选的，所述第一负载敏感多路阀上设置有与所述公共压力油源进油管路相连的p1口、与所述回油管路相连的r1口、与夹紧油缸的无杆腔相连的a1口、与夹紧油缸的有杆腔相连的b1口。
6.优选的，所述第二负载敏感多路阀上设置有与所述公共压力油源进油管路相连的p2口、与所述回油管路相连的r2口、与冲卸扣油缸的无杆腔相连的a2口、与冲卸扣油缸的有杆腔相连的b2口。
7.优选的，所述a2口和所述b2口之间设置有连接冲卸扣油缸的进油侧和回油侧的梭阀。
8.优选的，所述梭阀上设置有位于a2口一侧的第三压力传感器。
9.优选的，所述第一比例电磁溢流阀的进口上设置有位于u口一侧的第一压力传感器。
10.优选的，所述第二比例电磁溢流阀的进口上设置有位于x口一侧的第二压力传感器。
11.优选的，所述第一比例电磁溢流阀和所述第二比例电磁溢流阀为单独设置或者组合设置。
12.优选的，所述第一比例电磁溢流阀和所述第二比例电磁溢流阀组合设置时为双比例电磁溢流阀，所述双比例电磁溢流阀的进口分别与所述u口和所述x口相连，所述双比例电磁溢流阀的回油侧与所述回油箱相连。
13.本实用新型的优点在于：通过采用上述结构，实现了对钻杆的夹紧力随冲卸口不断变化的功能，解决了铁钻工在冲卸扣过程中对钻杆的夹紧伤害。根据设置的冲卸扣力矩值来相应的改变力矩钳对钻杆的夹紧力，解决了铁钻工在冲卸扣过程中对钻杆的夹紧伤害，夹紧力随着不同管径的冲卸扣力矩的变化而变化。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
15.图1是本实用新型一种铁钻工力矩钳自适应液压装置第一种形式的结构示意图。
16.图2是本实用新型一种铁钻工力矩钳自适应液压装置第二种形式的结构示意图。
17.图中：1-公共压力油源进油管路、2-回油管路、3-第一负载敏感多路阀、31-u口、32-p1口、33-r1口、34-a1口、35-b1口、4-第二负载敏感多路阀、41-x口、42-p2口、43-r2口、44-a2口、45-b2口、5-夹紧油缸、6-冲卸扣油缸、7-梭阀、8-第三压力传感器、9-第一压力传感器、10-第二压力传感器、11-双比例电磁溢流阀。
具体实施方式
18.本实用新型的铁钻工力矩钳自适应液压装置包括公共压力油源进油管路1、回油管路2、分别串接在公共压力油源进油管路1和回油管路2之间的第一负载敏感多路阀3和第二负载敏感多路阀4、与第一负载敏感多路阀3相连的夹紧油缸5、与第二负载敏感多路阀4相连的冲卸扣油缸6，第一负载敏感多路阀3上设置有与第一比例电磁溢流阀12相连的u口31，第二负载敏感多路阀4上设置有与第二比例电磁溢流阀13相连的x口41，第一比例电磁溢流阀12和第二比例电磁溢流阀13汇合后与回油箱相连。通过采用上述结构，实现了对钻杆的夹紧力随冲卸口不断变化的功能，解决了铁钻工在冲卸扣过程中对钻杆的夹紧伤害。根据设置的冲卸扣力矩值来相应的改变力矩钳对钻杆的夹紧力，解决了铁钻工在冲卸扣过程中对钻杆的夹紧伤害，夹紧力随着不同管径的冲卸扣力矩的变化而变化。
19.上述的第一负载敏感多路阀3上设置有与公共压力油源进油管路相连的p1口32、与回油管路相连的r1口33、与夹紧油缸的无杆腔相连的a1口34、与夹紧油缸的有杆腔相连的b1口35。
20.上述的第二负载敏感多路阀4上设置有与公共压力油源进油管路相连的p2口42、与回油管路相连的r2口43、与冲卸扣油缸的无杆腔相连的a2口44、与冲卸扣油缸的有杆腔相连的b2口45，a2口44和b2口45之间设置有连接冲卸扣油缸的进油侧和回油侧的梭阀7，梭阀7上设置有位于a2口44一侧的第三压力传感器8。
21.上述的第一比例电磁溢流阀12的进口上设置有位于u口31一侧的第一压力传感器9。第二比例电磁溢流阀13的进口上设置有位于x口41一侧的第二压力传感器10。上述第一比例电磁溢流阀12和第二比例电磁溢流阀13为单独设置或者组合设置。如图2所示，铁钻工力矩钳自适应液压装置采用两个比例电磁溢流阀实现，采用一个双比例电磁溢流阀实现。当第一比例电磁溢流阀12和第二比例电磁溢流阀13组合设置时为双比例电磁溢流阀11，双
比例电磁溢流阀11的进口分别与u口31和x口41相连，双比例电磁溢流阀的回油侧与回油箱相连。
22.具体工作过程如下：
23.如图1所示，负载敏感多路阀由第一负载敏感多路阀3和第二负载敏感多路阀4分别去控制铁钻工夹紧油缸5和冲卸扣油缸6的动作，其上的p1口和p2口分别接公共压力油源进油管路1，r1口和r2口分别接回油管路2。a1口接夹紧油缸的无杆腔，进油实现力矩钳钻杆夹紧动作，b1口接夹紧油缸的有杆腔，进油实现力矩钳钻杆松开动作。a2口接力矩钳冲卸扣油缸的无杆腔，进油实现力矩钳钻杆冲扣动作，b2口接力矩钳冲卸扣油缸的有杆腔，进油实现力矩钳钻杆卸扣动作。x口与第二比例电磁溢流阀13的进口相连，来调整冲卸扣压力，从而达到所需的力矩；u口与第一比例电磁溢流阀12的进口相连，来控制夹紧缸的夹紧压力，第一比例电磁溢流阀12和第二比例电磁溢流阀13的出口联通回油箱；第一压力传感器9和第二压力传感器10分别接在第一比例电磁溢流阀12和第一比例电磁溢流阀13的进口，分别检测到夹紧压力和冲卸扣压力，梭阀7进口连接冲卸扣油缸的两侧，出口连接第三压力传感器8，检测冲扣压力和卸扣压力。
24.通过第二比例电磁溢流阀13来无极调节冲卸扣力矩，第二比例电磁溢流阀13采集到的压力信号通过与设定的夹紧压力和冲卸扣压力的关系值进行运算，得出第一比例电磁溢流阀12要调定的压力，从而自动调整夹紧压力，实现夹紧力随力矩变化而变化。
25.具体分析如下：
26.图1中，夹紧压力=冲卸扣压力
×
系数+补偿值，对于管径为9-3/4
″
的钻具，其卸扣扭矩为140000n.m，对应的压力为18.5mpa，设定比例电磁溢流阀1.3的压力为19.5mpa，保证在该压力下能够正常卸扣，根据夹紧力和冲卸扣压力的关系计算得，比例溢流阀1.2的压力为21.35mpa，到达钻具上的夹紧压力42.7mpa为经过增压缸后的压力，使该管径的管具在冲卸扣时既不产生夹紧力过小而打滑，也不产生因夹紧力过大而伤害钻杆。
27.图2中，对于管径为9-3/4
″
的钻具，其卸扣扭矩为140000n.m，对应的压力为18.5mpa，设定双比例电磁溢流阀1.2w侧的压力为19.5mpa，保证在该压力下能够正常卸扣，根据夹紧力和冲卸扣压力的关系计算得，双比例电磁溢流阀1.2u侧的压力为21.35mpa，到达钻具上的夹紧压力42.7mpa为经过增压缸后的压力，使该管径的管具在冲卸扣时既不产生夹紧力过小而打滑，也不产生因夹紧力过大而伤害钻杆，夹紧力随着不同管径的冲卸扣力矩的变化而变化。
28.以上所述，仅为本实用新型专利的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于列出的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

技术特征：

1.一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：包括公共压力油源进油管路、回油管路、分别串接在所述公共压力油源进油管路和所述回油管路之间的第一负载敏感多路阀和第二负载敏感多路阀、与所述第一负载敏感多路阀相连的夹紧油缸、与所述第二负载敏感多路阀相连的冲卸扣油缸，所述第一负载敏感多路阀上设置有与第一比例电磁溢流阀相连的u口，所述第二负载敏感多路阀上设置有与第二比例电磁溢流阀相连的x口，所述第一比例电磁溢流阀和所述第二比例电磁溢流阀汇合后与回油箱相连。2.如权利要求1所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述第一负载敏感多路阀上设置有与所述公共压力油源进油管路相连的p1口、与所述回油管路相连的r1口、与夹紧油缸的无杆腔相连的a1口、与夹紧油缸的有杆腔相连的b1口。3.如权利要求1所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述第二负载敏感多路阀上设置有与所述公共压力油源进油管路相连的p2口、与所述回油管路相连的r2口、与冲卸扣油缸的无杆腔相连的a2口、与冲卸扣油缸的有杆腔相连的b2口。4.如权利要求3所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述a2口和所述b2口之间设置有连接冲卸扣油缸的进油侧和回油侧的梭阀。5.如权利要求4所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述梭阀上设置有位于a2口一侧的第三压力传感器。6.如权利要求1所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述第一比例电磁溢流阀的进口设置有位于u口一侧的第一压力传感器。7.如权利要求1所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述第二比例电磁溢流阀的进口上设置有位于x口一侧的第二压力传感器。8.如权利要求1所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述第一比例电磁溢流阀和所述第二比例电磁溢流阀为单独设置或者组合设置。9.如权利要求8所述的一种铁钻工力矩钳自适应液压装置，其特征在于：所述第一比例电磁溢流阀和所述第二比例电磁溢流阀组合设置时为双比例电磁溢流阀，所述双比例电磁溢流阀的进口分别与所述u口和所述x口相连，所述双比例电磁溢流阀的回油侧与所述回油箱相连。

技术总结

本实用新型公开了一种铁钻工力矩钳自适应液压装置包括公共压力油源进油管路、回油管路、分别串接在公共压力油源进油管路和回油管路之间的第一负载敏感多路阀和第二负载敏感多路阀、与第一负载敏感多路阀相连的夹紧油缸、与第二负载敏感多路阀相连的冲卸扣油缸，第一负载敏感多路阀上设置有与第一比例电磁溢流阀相连的U口，第二负载敏感多路阀上设置有与第二比例电磁溢流阀相连的X口。实现了对钻杆的夹紧力随冲卸口不断变化的功能，解决了铁钻工在冲卸扣过程中对钻杆的夹紧伤害。根据设置的冲卸扣力矩值来相应的改变力矩钳对钻杆的夹紧力，解决了铁钻工在冲卸扣过程中对钻杆的夹紧伤害，夹紧力随着不同管径的冲卸扣力矩的变化而变化。矩的变化而变化。矩的变化而变化。