[发明专利]修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置及使用方法

权利要求书

1.一种修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置，其特征是：包括旋转基盘组件（1）、导向夹持组件（2）、杠杆式加力组件（3）、拉杆式位移传感器组件（4）、旋转动力组件（5）和控制组件（6），所述旋转基盘组件（1）包括开口基盘（1.1）和多个滚轮（1.2），滚轮（1.2）安装于动力钳原背钳位置，开口基盘（1.1）依托滚轮（1.2）转动；工作时，抽油杆从开口基盘（1.1）进入，且抽油杆中心线于基盘中心线重合时停止；

导向夹持组件（2）由夹持块（2.1）、导轨（2.2）、夹持滑块（2.3）、压力传感器（2.4）和复位弹簧片（2.5）组成，夹持块（2.1）在导轨（2.2）内前后移动，两夹持块（2.1）实现夹持扳手方径；夹持块（2.1）前端有夹持滑块（2.3），夹持滑块（2.3）相对于夹持块（2.1）可相对运动，达到两夹持块（2.1）夹持扳手方径时产生相对滑动；复位弹簧片（2.5）固定端安装于夹持块（2.1）前端，另一端接触夹持滑块（2.3），实现夹持滑块（2.3）复位；

杠杆式加力组件（3）包括两个夹持杆（3.2）、滑动铰（3.3）和双向液压缸（3.1）组成，两个夹持杆（3.2）通过滑动铰（3.3）组成剪刀式杠杆结构，一侧连接夹持块（2.1），另一端连接双向液压缸（3.1），双向液压缸（3.1）实现两个夹持杆（3.2）开合运动，从而带动夹持块（2.1）在导轨（2.2）内前后移动；

拉杆式位移传感器组件（4）包括拉杆式位移传感器（4.1）和24V直流电源（4.2），拉杆式位移传感器（4.1）的两端连接于两个夹持杆（3.2）上，夹持杆（3.2）运动带动拉杆式位移传感器（4.1）运动，从而间接测量显示两个夹持滑块（2.3）之间距离；24V直流电源（4.2）为拉杆式位移传感器（4.1）提供控制电源，拉杆式位移传感器（4.1）位置变化显示不同电压值；

旋转动力组件（5）包括步进电机或自锁马达（5.1）和驱动齿轮（5.2），步进电机或自锁马达（5.1）和驱动齿轮（5.2）在动力钳背钳上；步进电机或自锁马达（5.1）由PLC控制正反转，通过驱动齿轮（5.2）带动开口基盘（1.1）旋转；

控制组件（6）包括PLC控制器（6.1），根据拉杆式位移传感器（4.1）输入电压值变化实现对步进电机或自锁马达（5.1）控制，并进一步控制双向液压缸（3.1）动作，实现对扳手方径对正夹紧。

2.根据权利要求1所述的修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置，其特征是：所述滚轮（1.2）的数量不低于六个。

3.根据权利要求1所述的修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置，其特征是：所述夹持块（2.1）和夹持滑块（2.3）采用V型或燕尾槽结构连接。

4.根据权利要求1所述的修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置，其特征是：所述步进电机或自锁马达（5.1）均带有制动，可锁死旋转的开口基盘（1.1）。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置的使用方法，其特征是包括以下模式：

一、旋转最小距离精准夹持模式：

修井作业抽油杆上卸扣背钳旋转找正夹持装置安装在抽油杆动力钳背钳上，代替背钳，在控制组件（6）作用下，步进电机或自锁马达（5.1）转动驱动齿轮（5.2），带动开口基盘（1.1）转动，开口与动力钳前进方向一致时，停止转动，锁定，处于复位状态；

工作前进时，随着抽油杆动力钳前进，抽油杆轴线中心与开口基盘（1.1）中心重合停止；系统压力为低压，双向液压缸（3.1）收缩，带动两个夹持杆（3.2）相对滑动铰（3.3）转动，从而带动两个夹持块（2.1）沿导轨（2.2）相向运动，接触扳手方径，在夹持滑块（2.3）不能正对扳手方径时，夹持滑块（2.3）接触扳手方径两对角圆弧，夹持滑块（2.3）传递信号至PLC控制器（6.1）；PLC控制器（6.1）控制步进电机或自锁马达（5.1）转动驱动齿轮（5.2），带动开口基盘（1.1）转动；同时，安装于两个夹持杆（3.2）的拉杆式位移传感器组件（4）转动，拉杆式位移传感器组件（4）通过杠杆式加力组件（3）间接测量导向夹持组件（2）距离，输出电压值，其电压值在夹持滑块（2.3）正对扳手方径时最小，转过后电压值增大，此时，PLC控制器（6.1）控制步进电机或自锁马达（5.1）反向转动，电压输出值达到或非常接近最小电压值时，停止转动，液压系统压力升高，步进电机或自锁马达（5.1）锁死开口基盘（1.1），双向液压缸（3.1）夹紧扳手方径；

拉杆式位移传感器（4.1）输出电压值以判断导向夹持组件（2）是否正对抽油杆扳手方径；

双向液压缸（3.1）和自锁马达（5.1）的液压动力源来自动力钳，压力分两级，工作阶段为低压，夹持滑块（2.3）对正扳手方径后，系统压力升高，确保夹紧扳手方径和锁死开口基盘（1.1）。