一种多功能的夹钳总成的制作方法

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1.本实用新型涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种多功能的夹钳总成。

背景技术：

2.目前，随着石油钻井的发展，对于钻具的夹持装置的要求也越来越高。夹持装置是钻具处理设备中的重要组成部分。
3.现阶段的夹持装置功能单一，仅能实现夹持钻具或者推扶钻具的效果，且在起下钻过程中还需要人工进行钻具扶正，以确保钻具竖直，劳动强度大，危险性高。若夹持装置突然破坏，解除对钻具的限制，钻具则会下落至地面后倾倒，引发重大安全事故。
4.故亟需一种多功能以及安全性高的夹钳总成。

技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种多功能的夹钳总成，其解决了现有技术功能单一以及安全性低的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
9.本实用新型提供一种多功能的夹钳总成，包括钳座、以及能够夹持钻具的夹紧钳机构、能够扶正钻具的扶正钳机构和能够推扶钻具以避免钻具倾倒的安全钳机构。所述夹紧钳机构、所述扶正钳机构和所述安全钳机构从上到下依次安装于所述钳座。所述夹紧钳机构所形成的夹圆空间的横截面尺寸等于所述扶正钳机构所形成的的夹圆空间的横截面尺寸，且小于所述安全钳机构所形成的夹圆空间的横截面尺寸。
10.可选地，所述夹紧钳机构包括两个夹紧钳臂、第一伸缩液压缸、第一传动件和两个第一拉杆。两个所述夹紧钳臂的安装端可转动地安装在所述钳座上，所述第一伸缩液压缸固定于所述钳座上，位于两个所述夹紧钳臂之间。所述第一伸缩液压缸通过所述第一传动件可转动地连接两个所述第一拉杆，两个所述第一拉杆连接两个所述夹紧钳臂的内侧中部。所述第一伸缩液压缸驱动所述第一传动件前后移动，所述第一传动件带动两个所述第一拉杆在水平面转动，两个所述第一拉杆带动两个所述夹紧钳臂在水平面转动做出夹持和释放动作。
11.可选地，所述夹紧钳臂的夹持端的内壁具有沿从上到下方向向外倾斜的倾斜面。所述倾斜面上安装有可上下滑动的弧形夹持部，所述弧形夹持部的外表面构造成倾斜的安装面，所述安装面的倾斜方向和倾斜角度与所述倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相匹配。所述弧形夹持部的内侧设有沿其周向且位于同一弧线上的多个弧形钳牙板。所述夹紧钳的夹持端内还安装有复位组件，所述复位组件的复位端固定连接弧形夹持部。
12.可选地，所述复位组件为复位导向件和复位弹簧。所述夹紧钳臂的夹持端内开设有与所述倾斜面的倾斜角度相匹配的空腔，所述复位导向件滑动连接在所述空腔内，所述
复位弹簧(28)一端连接于所述复位导向件，所述复位弹簧的另一端连接于所述空腔底部。所述复位导向件的顶端作为复位组件的复位端固定连接弧形夹持部。
13.可选地，所述倾斜面与竖直方向的夹角为6
°
～11
°
。
14.可选地，所述扶正钳机构包括两个扶正钳臂、第二伸缩液压缸、第二传动件和两个第二拉杆。两个所述扶正钳臂的安装端可转动地安转在所述钳座上，所述第二伸缩液压缸固定于所述钳座上，位于两个所述扶正钳臂之间。所述第二伸缩液压缸通过所述第二传动件可转动地连接两个所述第二拉杆，两个所述第二拉杆连接两个所述扶正钳臂的内侧中部。所述第二伸缩液压缸驱动所述第二传动件前后移动，所述第二传动件带动两个所述第二拉杆在水平面转动，两个所述第二拉杆带动两个所述扶正钳臂在水平面转动做出夹持和释放动作。
15.可选地，所述扶正钳臂的夹持端可转动地安装有两个扶正滚轮。
16.可选地，所述安全钳机构包括两个安全钳臂、第三伸缩液压缸、第三传动件和两个第三拉杆。两个所述安全钳臂的安装端可转动地安装在钳座上，所述第三伸缩液压缸固定于所述钳座上，所述第三伸缩液压缸通过所述第三传动件可转动地连接两个所述第三拉杆，两个所述第三拉杆连接两个所述安全钳臂的安装端。所述第三伸缩液压缸驱动所述第三传动件前后移动，所述第三传动件带动两个所述第三拉杆在水平面转动，两个所述第三拉杆带动两个所述安全钳臂在水平面转动做出夹持和释放动作。
17.可选地，在所述钳座上，所述夹紧钳机构的钳臂的安装处与所述扶正钳机构的钳臂的安装处上下对齐，且相比于所述安全钳机构的钳臂的安装处更远于钻具。
18.(三)有益效果
19.本实用新型的有益效果是：
20.本实用新型提供的一种多功能的夹钳总成，通过夹紧钳机构夹持钻具，通过扶正钳机构扶正钻具，通过安全钳机构一方面推扶钻具，另一方面避免因钻具倾倒引发的安全事故，提高安全性。相对于现有技术而言，该夹钳总成能够满足钻具处理的要求，功能更多，安全性更高。
附图说明
21.图1为本实用新型的具体实施方式中的夹钳总成的结构示意图；
22.图2为本实用新型的具体实施方式中的夹钳总成的主视示意图；
23.图3为本实用新型的具体实施方式中的夹钳总成的结构爆炸图；
24.图4为本实用新型的具体实施方式中的钳座的结构示意图；
25.图5为本实用新型的具体实施方式中的夹紧钳机构的部分结构示意图；
26.图6为本实用新型的具体实施方式中的夹紧钳机构的部分结构爆炸图；
27.图7为图6中a处的放大图；
28.图8为本实用新型的具体实施方式中的夹紧钳机构的部分结构的俯视示意图；
29.图9为本实用新型的具体实施方式中的扶正钳机构的部分结构的结构示意图；
30.图10为本实用新型的具体实施方式中的扶正钳机构的部分结构的结构爆炸图；
31.图11为本实用新型的具体实施方式中的扶正钳机构的部分结构的俯视示意图；
32.图12为本实用新型的具体实施方式中的安全钳机构的部分结构的结构示意图；
33.图13为本实用新型的具体实施方式中的安全钳机构的部分结构的结构爆炸图。
34.【附图标记说明】
35.1：钳座；
36.2：夹紧钳机构；21：夹紧钳臂；22：第一伸缩液压缸；23：第一传动件；24：第一拉杆；25：弧形夹持部；26：弧形钳牙板；27：复位导向件；28：复位弹簧；
37.33：扶正钳机构；31：扶正钳臂；32：第二伸缩液压缸；33：第二传动件；34：第二拉杆；35：扶正滚轮；34：安全钳机构；
38.41：安全钳臂；42：第三伸缩液压缸；43：第三传动件；44：第三连杆。
具体实施方式
39.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。其中，本文所提及的“上”“下”“前”“后”等方位名词以图1的定向为参照.
40.如图1-图4所示，本具体实施方式提供一种多功能夹钳总成，包括钳座1、以及能够夹持钻具的夹紧钳机构2、能够扶正钻具的扶正钳机构3和能够推扶钻具以避免钻具倾倒的安全钳机构4。夹紧钳机构2、扶正钳机构3和安全钳机构4从上到下依次安装于钳座1夹紧钳机构2所形成的夹圆空间的横截面(垂直于竖向的横向截面)尺寸等于扶正钳机构3所形成的的夹圆空间的横截面尺寸，且小于安全钳机构4所形成的夹圆空间的横截面尺寸。
41.具体地，夹紧钳机构2和扶正钳机构3所形成的的夹圆空间的横截面尺寸与钻具的横截面尺寸相等，即安全钳机构4所形成的夹圆空间的横截面尺寸大于钻具的横截面尺寸，进而在该夹钳总成夹持钻具时，钻具位于安全钳机构4所形成的在夹圆空间内，但与安全钳机构不接触。而推扶钻具是要求进行推扶钻具的夹钳所形成的夹圆空间的横截面尺寸要大于所推扶的钻具的横截面尺寸。该夹钳总成在夹持钻具时，安全钳机构4也会形成夹圆空间，钻具也位于该夹圆空间内，若夹紧钳机构2因破坏或其他原因失效，钻具会下落至地面，钻具的上部还是位于安全钳机构4所形成的夹圆空间内的，钻具的上部抵接安全钳机构4的钳臂，进而避免钻具倾倒，造成安全事故以及财产损失。由此，通过夹紧钳机构夹持钻具，通过扶正钳机构扶正钻具，通过安全钳机构一方面推扶钻具，另一方面避免因钻具倾倒引发的安全事故，提高安全性。相对于现有技术而言，该夹钳总成能够满足钻具处理的要求，功能更多，安全性更高。
42.进一步地，如图3-图8所示，夹紧钳机构2包括两个夹紧钳臂21、第一伸缩液压缸22、第一传动件23和两个第一拉杆24。两个夹紧钳臂21的安装端可转动地安装在钳座1上，第一伸缩液压缸22固定于钳座1上，位于两个夹紧钳臂21之间。第一伸缩液压缸22通过第一传动件23可转动地连接两个第一拉杆24，两个第一拉杆24连接两个夹紧钳臂21的内侧中部。第一伸缩液压缸22驱动第一传动件23前后移动，第一传动件23带动两个第一拉杆24在水平面转动，两个第一拉杆24带动两个夹紧钳臂21在水平面转动做出夹持和释放动作。
43.进一步地，如图6和图7所示，夹紧钳臂21的夹持端的内壁具有沿从上到下方向向外倾斜的倾斜面，倾斜面与竖直方向的夹角为6
°
～11
°
。倾斜面上安装有可上下滑动的弧形
夹持部25，弧形夹持部25的外表面构造成倾斜的安装面，安装面的倾斜方向和倾斜角度与倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相匹配。由此，通过将两个弧形夹持部25作为楔子，在钻具进入时，两个弧形夹持部25抵接钻具，将夹钳总成缓慢向上移动，两个弧形夹持部25会开始沿倾斜面向下滑动，两个弧形夹持部25之间的距离减小，两个弧形夹持部25与钻具之间的间隙减小，两个弧形夹持部25对钻具的夹持力增大，两个弧形夹持部25对钻具的摩擦力也增大，当钻具的重力与弧形夹持部25对钻具的摩擦力相平衡时，完成夹紧动作。需要松开钻具时，夹钳总成定位，通过其它设备将钻具上提，两个弧形夹持部25沿倾斜面向上滑动，两个弧形夹持部25之间的距离增大，两个弧形夹持部25与钻具之间的间隙增大，两个弧形夹持部25对钻具的夹持力减小，两个弧形夹持部25对钻具的摩擦力减小，直至钻具脱离夹钳总成。由此，实现楔形自锁的夹持方式，而且在钻具离开时，能够自动解开，不干涉钻具的离开。其中，倾斜面与竖直方向的夹角大于6
°
以及小于11
°
都会影响到弧形夹持部25对钻具的夹持效果。弧形夹持部25的内侧设有沿其周向且位于同一弧线上的多个弧形钳牙板26，在本具体实施方式中，弧形钳牙板26的数量为三个，且每个弧形钳牙板26的钻具夹持面都均匀设有钳牙。因钻具表面光滑，通过钳牙能够提高对钻具夹持的稳定性，避免钻具脱落。夹紧钳的夹持端内还安装有复位组件，复位组件的复位端固定连接弧形夹持部25。
44.进一步地，如图7所示，复位组件为复位导向件27和复位弹簧28。夹紧钳臂21的夹持端内开设有与倾斜面的倾斜角度相匹配的空腔，复位导向件27滑动连接在空腔内，复位弹簧28一端连接于复位导向件27，复位弹簧28的另一端连接于空腔底部。复位导向件27的顶端作为复位组件的复位端固定连接弧形夹持部25。在钻具离开后，通过复位组件使弧形夹持部25复位，便于之后的夹持作业。通过复位导向件27和复位弹簧28一方面不会影响到弧形导向件25的楔形自锁的效果，另一方面能够实现弧形导向件25复位的效果。
45.进一步地，如图3、图9、图10和图11所示，扶正钳机构3包括两个扶正钳臂31、第二伸缩液压缸32、第二传动件33和两个第二拉杆34。两个扶正钳臂31的安装端可转动地安转在钳座1上，第二伸缩液压缸32固定于钳座1上，位于两个扶正钳臂31之间；第二伸缩液压缸32通过第二传动件33可转动地连接两个第二拉杆34，两个第二拉杆34连接两个扶正钳臂31的内侧中部。第二伸缩液压缸32驱动第二传动件33前后移动，第二传动件33带动两个第二拉杆34在水平面转动，两个第二拉杆34带动两个扶正钳臂31在水平面转动做出夹持和释放动作。扶正钳臂31的夹持端可转动地安装有两个扶正滚轮35。通过四个扶正滚轮35能够便于钻具扶正，也能够将钻具进行定位。
46.进一步地，如图3、图12和图13所示，安全钳机构4包括两个安全钳臂41、第三伸缩液压缸42、第三传动件43和两个第三拉杆44。两个安全钳臂41的安装端可转动地安装在钳座1上，第三伸缩液压缸42固定于钳座1上，第三伸缩液压缸42通过第三传动件43可转动地连接两个第三拉杆44，两个第三拉杆44连接两个安全钳臂41的安装端。第三伸缩液压缸42驱动第三传动件43前后移动，第三传动件43带动两个第三拉杆44在水平面转动，两个第三拉杆44带动两个安全钳臂41在水平面转动做出夹持和释放动作。
47.进一步地，如图1-图4所示，在钳座1上，夹紧钳机构2的钳臂的安装处与扶正钳机构3的钳臂的安装处上下对齐，且相比于安全钳机构4的钳臂的安装处更远于钻具。具体地，在钳座1上，夹紧钳臂21的安装处与扶正钳臂31的安装处上下对齐，且相比于安全钳臂41的安装处更远于钻具。再通过安全钳臂41的结构形式，由此，实现安全钳臂41推扶钻具的效
果。
48.本具体实施方式提供的多功能夹钳总成的工作状态分为两种，第一种为夹持钻具，钻具进入夹钳总成后，通过第三伸缩液压缸42驱动第三传动件43向前移动，第三传动件43带动两个第三拉杆44在水平面内转动，两个第三拉杆44带动两个安全钳臂41在水平面内转动以形成夹圆空间，钻具位于夹圆空间内。之后通过第二伸缩液压缸32驱动第二传动件33向前移动，第二传动件33带动两个第二拉杆34在水平面内转动，两个第二拉杆34带动两个扶正钳臂31在水平面内转动，通过位于两个扶正钳臂31夹持端的扶正滚轮35抵接钻具将钻具扶正并定位。通过第以伸缩液压缸22驱动第一传动件23向前移动，第一传动件23带动两个第一拉杆24在水平面内转动，两个第一拉杆24带动两个夹紧钳臂21在水平面内转动以夹持钻具。两个夹紧钳臂21的夹持端的两个弧形夹持部25的弧形钳牙板26咬合钻具，通过夹钳总成所连接的设备使夹钳总成上移以形成楔形自锁。
49.第二种为推扶钻具，仅通过安全钳机构4完成推扶作业。通过第三伸缩液压缸42驱动第三传动件43向前移动，第三传动件43带动两个第三拉杆44在水平面内转动，两个第三拉杆44带动两个安全钳臂41在水平面内转动以形成夹圆空间，钻具位于夹圆空间内。推扶过程中钻具会抵接两个安全钳臂41或者第三传动件43。
50.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
53.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
54.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种多功能的夹钳总成，其特征在于，包括钳座(1)、以及能够夹持钻具的夹紧钳机构(2)、能够扶正钻具的扶正钳机构(3)和能够推扶钻具以避免钻具倾倒的安全钳机构(4)；所述夹紧钳机构(2)、所述扶正钳机构(3)和所述安全钳机构(4)从上到下依次安装于所述钳座(1)；所述夹紧钳机构(2)所形成的夹圆空间的横截面尺寸等于所述扶正钳机构(3)所形成的夹圆空间的横截面尺寸，且小于所述安全钳机构(4)所形成的夹圆空间的横截面尺寸。2.如权利要求1所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述夹紧钳机构(2)包括两个夹紧钳臂(21)、第一伸缩液压缸(22)、第一传动件(23)和两个第一拉杆(24)；两个所述夹紧钳臂(21)的安装端可转动地安装在所述钳座(1)上，所述第一伸缩液压缸(22)固定于所述钳座(1)上，位于两个所述夹紧钳臂(21)之间；所述第一伸缩液压缸(22)通过所述第一传动件(23)可转动地连接两个所述第一拉杆(24)，两个所述第一拉杆(24)连接两个所述夹紧钳臂(21)的内侧中部；所述第一伸缩液压缸(22)驱动所述第一传动件(23)前后移动，所述第一传动件(23)带动两个所述第一拉杆(24)在水平面转动，两个所述第一拉杆(24)带动两个所述夹紧钳臂(21)在水平面转动做出夹持和释放动作。3.如权利要求2所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述夹紧钳臂(21)的夹持端的内壁具有沿从上到下方向向外倾斜的倾斜面；所述倾斜面上安装有可上下滑动的弧形夹持部(25)，所述弧形夹持部(25)的外表面构造成倾斜的安装面，所述安装面的倾斜方向和倾斜角度与所述倾斜面的倾斜方向和倾斜角度相匹配；所述弧形夹持部(25)的内侧设有沿其周向且位于同一弧线上的多个弧形钳牙板(26)；所述夹紧钳的夹持端内还安装有复位组件，所述复位组件的复位端固定连接弧形夹持部(25)。4.如权利要求3所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述复位组件为复位导向件(27)和复位弹簧(28)；所述夹紧钳臂(21)的夹持端内开设有与所述倾斜面的倾斜角度相匹配的空腔，所述复位导向件(27)滑动连接在所述空腔内，所述复位弹簧(28)一端连接于所述复位导向件(27)，所述复位弹簧(28)的另一端连接于所述空腔底部；所述复位导向件(27)的顶端作为复位组件的复位端固定连接弧形夹持部(25)。5.如权利要求3所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述倾斜面与竖直方向的夹角为6
°
～11
°
。6.如权利要求1所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述扶正钳机构(3)包括两个扶正钳臂(31)、第二伸缩液压缸(32)、第二传动件(33)和两个第二拉杆(34)；两个所述扶正钳臂(31)的安装端可转动地安转在所述钳座(1)上，所述第二伸缩液压缸(32)固定于所述钳座(1)上，位于两个所述扶正钳臂(31)之间；所述第二伸缩液压缸(32)通过所述第二传动件(33)可转动地连接两个所述第二拉杆(34)，两个所述第二拉杆(34)连
接两个所述扶正钳臂(31)的内侧中部；所述第二伸缩液压缸(32)驱动所述第二传动件(33)前后移动，所述第二传动件(33)带动两个所述第二拉杆(34)在水平面转动，两个所述第二拉杆(34)带动两个所述扶正钳臂(31)在水平面转动做出夹持和释放动作。7.如权利要求6所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述扶正钳臂(31)的夹持端可转动地安装有两个扶正滚轮(35)。8.如权利要求1所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，所述安全钳机构(4)包括两个安全钳臂(41)、第三伸缩液压缸(42)、第三传动件(43)和两个第三拉杆(44)；两个所述安全钳臂(41)的安装端可转动地安装在钳座(1)上，所述第三伸缩液压缸(42)固定于所述钳座(1)上，所述第三伸缩液压缸(42)通过所述第三传动件(43)可转动地连接两个所述第三拉杆(44)，两个所述第三拉杆(44)连接两个所述安全钳臂(41)的安装端；所述第三伸缩液压缸(42)驱动所述第三传动件(43)前后移动，所述第三传动件(43)带动两个所述第三拉杆(44)在水平面转动，两个所述第三拉杆(44)带动两个所述安全钳臂(41)在水平面转动做出夹持和释放动作。9.如权利要求1所述的多功能的夹钳总成，其特征在于，在所述钳座(1)上，所述夹紧钳机构(2)的钳臂的安装处与所述扶正钳机构(3)的钳臂的安装处上下对齐，且相比于所述安全钳机构(4)的钳臂的安装处更远于钻具。

技术总结

本实用新型涉及一种多功能的夹钳总成，其中，包括钳座、以及能够夹持钻具的夹紧钳机构、能够扶正钻具的扶正钳机构和能够推扶钻具以避免钻具倾倒的安全钳机构；所述夹紧钳机构、所述扶正钳机构和所述安全钳机构从上到下依次安装于所述钳座；所述夹紧钳机构所形成的夹圆空间的横截面尺寸等于所述扶正钳机构所形成的的夹圆空间的横截面尺寸，且小于所述安全钳机构所形成的夹圆空间的横截面尺寸。其有益效果是，该夹钳总成能够满足钻具处理的要求，功能更多，安全性更高。安全性更高。安全性更高。