[实用新型]一种新型动力钳卡紧机构

说明书

本实用新型涉及矿场机械领域，尤其涉及地质堪探、石油钻井、修井用的动力钳卡紧机构。

在地质堪探、石油钻井、修井过程中，广泛使用吊钳来连接或拆卸钻杆、套管、油管等管柱，它不仅结构简单卡紧可靠，而且体积小，重量轻，操作使用方便；但吊钳使用频繁，劳动强度大，容易发生人身事故，且管柱连接拆卸扭矩难于控制；近年来国内外先后研制出各种型式的动力钳(如钻杆动力钳、套管动力钳、油管动力钳等)，来取代吊钳，动力钳的结构(参见图1)通常采用开口齿轮A带动坡板B，推动带有滚轮C的牙板D，经制动而卡紧管柱旋转，开口齿轮A的正转或反转来实现管柱的上扣或卸扣；动力钳以液压为动力，减轻了劳动强度，确保人身安全，扭矩、转数等性能参数容易控制，但使用频繁，扭矩大，齿轮开口容易变形，开口齿轮使用寿命短；而且在卡紧或松开管柱前必须先施加外力制动牙板，待开口齿轮带动坡板推动牙板卡紧(或松开)管柱后，再克服制动力继续转动，来实现管柱的上扣或卸扣，因而功率损失大。

本实用新型的目的是为在地质堪探、石油钻井、修井过程中，用来连接或拆卸管柱的动力钳提供一种新型动力钳卡紧机构。

本实用新型的目的是这样实现的：一种新型动力钳卡紧机构包括可随动力旋转的带开口槽11的开口齿轮1及管柱卡紧机构；其特征在于：至少有一组卡紧机构与开口齿轮1相连，开口齿轮1上设有一对偏心槽11，与开口齿轮1上的开口槽12中心线对称，且带有偏心倾角α，该α角为2 °～30°；卡紧机构由牙板3及顶块4组成，牙板3内侧设有带倾斜角γ的钳口，该γ角为4°～28°，外侧固接一销轴5，销轴5与开口齿轮1上的其中一偏心槽11套合，牙板3通过销轴5和开口齿轮1呈可拆卸连接；顶块4与牙板3相对应，其内侧设有一扶正管柱31坡面，其外侧固接销轴6和2，通过销轴6和2与开口齿轮1呈可拆卸连接。该动力钳卡紧机构工作原理为：开口齿轮1在动力作用下转动时，其上的偏心槽11也随之转动，卡紧机构上的牙板3所固接的销轴5和该偏心槽11套合，销轴5也随之在偏心槽11内移动和围绕销轴5转动，从而实现卡紧或松开管柱31的目的，牙板3内侧设有带倾斜角γ的钳口，在抱合管柱31时，牙板3越向中心移动钳口越小，越卡紧管柱；反之越离开中心，迅速松开管柱，顶块4在牙板3对面，其扶正管柱坡面与钳口相对，扶正管柱，使管柱中心始终与开口齿轮1同心，保证牙板3正常工作。

本实用新型的优点是：①由于偏心槽和即可移动又可转动的牙板的设置，使卡紧管柱时，大部分卡紧力(径向力和切向力)都作用在牙板上，开口齿轮所受开口张力大大减少，提高了开口齿轮的寿命。②当开口齿轮转动时，在牙板与顶块的作用下，自动卡紧(或松开)管柱，不需外力制动，不消耗功率。③牙板的内侧带有倾斜角，使卡紧或松开管柱动作快捷，提高工作效率。

以下通过附图及实施例对该实用新型加以说明：

图1、原动力钳卡紧机构示意图

图2、实施例1动力钳卡紧机构示意图主视图

图3、图2A-A剖视图

图4、实施例2动力钳卡紧机构示意图

图5、实施例3动力钳卡紧机构示意图

参看图2-3，本实施例1包括开口齿轮1及由牙板3、顶块4组成的卡紧机构，开口齿轮1上设有两个偏心槽11，带有偏心倾角α为10°，牙板3内侧设有倾斜角γ为9°，其一侧设有钳牙7，牙板3外侧固接一销轴5，其直径与偏心槽11宽呈滑动配合，套装在偏心槽11内，顶块4内侧设有扶正坡面41，与牙板3内侧相对，顶块4外侧固接销轴6和2，套装于另一偏心槽11中，当开口齿轮1在动力下顺时针旋转时，偏心槽11随之转动，使销轴5沿偏心槽11向中心移动，带动牙板3向中心移动且转动，使管柱31陷入牙板3上倾斜角γ内，达到卡紧管柱31的目的，顶块4的作用是保证管柱与开口齿轮1同心，管柱31直径不同，需更换相应规格的牙板3和顶块4。本实施例的特点：不需制动，自动卡紧(松开)，受力合理，使用寿命长。

参看图4，实施例2适用于壁厚较小的管柱31，为防止大扭矩时损伤管壁而设计，在该结构中，把实施例1中的牙板3上的钳牙7改成可转动的牙座8，其内侧面上设有对称的钳牙7。本实施例的特点：增加钳牙7对管柱31的包角。

参看图5，实施例3是对于管柱上扣和卸扣转换比较频繁而设计的，有两组卡紧机构与开口齿轮(1)相连；其中一组卡紧机构中的牙板(3′)外侧固接的销轴(5′)与开口齿轮(1)上的一个偏心槽(11)套合，另一组卡紧机构中的牙板(3″)外侧固接的销轴(5″)与开口齿轮1上的另一个偏心槽(11)套合，皆呈可拆卸连接；顶块(4′)、(4″)分别与牙板(3′)、(3″)相对，通过自身固接的销轴分别与开口齿轮(1)呈可拆卸连接。当管柱上扣时，在开口齿轮1下方偏心槽11中装入定位销9，使下方牙板3″不能移动，无法卡紧管柱31；当管柱卸扣时，把定位销9装入开口齿轮1上方偏心槽11中，使上方牙板3′不能移动，无法卡紧管柱31，这样，在管柱上扣、卸扣转换时，只需改变定位销9的安装位置，即可实现，而不需将牙板3′和顶块4′翻转180°并交换位置。本实施例的特点：装两组卡紧机构，实现上、卸扣快捷转换。