[发明专利]一种超大型套管钳

说明书

一种超大型套管钳，适用管径20～38时(即)，最大扭矩500kN.m，由主钳、背钳、前导杆气缸、钳尾支承气缸、后导杆、悬吊机构及气控、液控机构组成。悬吊机构与背钳连接，主钳浮动于背钳之上，主钳与背钳之间由两只前导杆气缸及两只钳尾支承气缸支承，由此，可大幅度消减上卸扣过程中主钳重力对管柱螺纹的附加力，显著减缓螺纹磨损，调控各气缸行程，可使主钳、背钳间距在有效范围内任意调整。主钳由两组动力装置驱动，每组动力装置由液压马达通过一系列变速机构向钳头开口齿轮传递动力，有一连接齿轮将两组动力装置连为一体。由两组动力装置输入动力，比单一动力装置输入取得更多的变档参数，并使钳体的外形尺寸显著缩短，重量显著减轻。本发明的实施，满足了深海石油钻井技术对大口径套管上卸螺纹的需求，对促进深海石油钻井技术的发展有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种上卸管柱螺纹的动力钳，特别是海洋钻井工程中用于上卸套管螺纹的一种超大型套管钳，属于石油装备设计制造技术领域。

背景技术

现有用于上卸套管螺纹的最大口径套管钳，如KT24500型套管钳(盐城特达公司生产，不带背钳，参见附图12)，适应管径范围为最大扭矩为70kN.m，钳体长度为2120mm。近年来随着深海石油钻井技术的发展，海水深度达1500米以上，所用套管外径已达到38吋大口径套管在缺乏相应套管钳的条件下，不得不采用焊接方式来连接套管下井，而焊接套管所带来的许多不利因素，如功效低、不便于维修、腐蚀严重等难以避免。

为适应深海石油钻井技术的要求，研制适应最大套管外径38吋最大扭矩500kN.m的套管钳已成为实际需求。本发明的实施将满足当前深海石油钻井技术的需要，促进深海石油钻井技术配套设施的完善，对加快深海石油钻井技术的发展具有现实意义。

发明内容

一种超大型套管钳(适用最大管径38吋，最大扭矩500kN.m)由主钳、背钳、前导杆气缸、钳尾支承气缸、后导杆、悬吊机构及气控、液控机构组成，悬吊机构与背钳连接，主钳浮动于背钳之上，主钳与背钳之间由两只前导杆气缸及两只钳尾支承气缸支承，主钳与后导杆之间为滚动摩擦，后导杆下端固定在背钳尾部，主钳由动力装置A、动力装置B输入动力，每组动力装置由液压马达通过竖向气控增速或减速后进入主钳主体，动力装置A经过机械变速机构A变速后，再通过介轮A、介轮B与钳头开口齿轮啮合传递动力，动力装置B经过机械变速机构B变速后，再通过介轮C、介轮D与钳头开口齿轮啮合传递动力，介轮B与介轮C之间与一连接齿轮啮合，将两组动力装置连结为一体，介轮A、介轮C或介轮B、介轮D与开口齿轮的啮合点间距不小于开口齿轮开口距。机械挂挡机构A、机械挂挡机构B能各自独立操控，都挂高档时取得高档变档参数，都挂低档时取得低档变档参数，一高一低挂挡时取得中档变档参数，加上竖向气控增速或减速换挡，组合操作取得六种挂档参数，如两组动力装置的气控增速或减速分别操控，还可以取得更多的变档参数，变档越多，其参数可选性越灵活。两只前导杆气缸与两只钳尾支承气缸支承主钳，调控前后气缸的支承力及行程，可使主钳和背钳在有效范围内调距并保持平行，以满足不同管径上扣、卸扣需要。当主钳随动于管柱，稳定的气缸压力所产生的推力与主钳重力平衡，与弹簧支撑相比，可大幅度消减主钳重力对管柱螺纹的附加力，显著减缓螺纹磨损。后导杆断面为近似长方形，其长边与钳体对称中心线X-X垂直，既能承受主钳与背钳之间的支反力，又能缩短钳体长度尺寸。悬吊机构在背钳两侧各有铰接支点A、铰接支点B与悬吊机构上部两侧的悬吊点构成三角形，调节三角形可调边的长度，可使组合套管钳(即主钳、背钳组合)悬吊平行。

附图说明

图1为本发明组合套管钳的主视示意图；

图2为本发明组合套管钳的俯视示意图；

图3为本发明主钳俯视示意图；

图4为本发明主钳传动示意图；

图5为本发明主钳A-B-C-D-E的断面示意图；

图6为本发明背钳主视示意图；

图7为本发明背钳俯视示意图；