一种用于铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103266861A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103266861103266861A(43)申请公布日2013.08.28(21)申请号201310217261.4(22)申请日2013.06.03(71)申请人西安石油大学地址710065陕西省西安市电子二路东段18号(72)发明人彭勇段正勇闫文辉吴恒李军强(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人弋才富(51)Int.Cl.E21B19/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称一种用于铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器(57)摘要一种用于铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，该夹持器由外星轮，滚轮压板，滚轮，螺栓，卸扣滚动槽，上扣滚动槽等构成；上扣滚动槽底面的轮廓线与上扣旋转方向的切向存在一个上扣楔形角，卸扣滚动槽底面的轮廓线与卸扣旋转方向的切向存在一个卸扣楔形角；使用本发明，在铁钻工对石油钻柱进行上卸扣作业过程中，由于是滚轮和石油钻柱接头外壁接触，可避免以往的齿状钳牙齿直接咬入石油钻柱接头外壁的情况，降低对石油钻柱接头的损坏程度。同时，由于自锁的原因，无论上卸扣过程中的力矩有多大，滚轮和石油钻柱接头外壁之间均不会出现打滑现象，可有效的提高滚轮的使用寿命，减少原更换钳牙的辅助工作时间，提高工作效率。CN103266861ACN103268ACN103266861A权利要求书1/1页1.一种铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，其特征在于，包括外星轮（1），滚轮压板（2）通过螺栓（4）与外星轮（1）联结，外星轮（1）内开有卸扣滚动槽5和上扣滚动槽（6），滚轮（3）置于卸扣滚动槽（5）和上扣滚动槽（6）中，滚轮压板（2）上设置有开孔（7），开孔（7）保证滚轮（3）与石油钻柱接头外壁（8）接触，同时限制滚轮（3）从卸扣滚动槽（5）和上扣滚动槽（6）中脱落，卸扣滚动槽（5）和上扣滚动槽（6）呈周向布置，上扣滚动槽（6）底面的轮廓线与上扣旋转方向的切向成一个上扣楔形角（9），卸扣滚动槽（5）底面的轮廓线与卸扣旋转方向的切向成一个卸扣楔形角（10）。2.根据权利要求1所述的一种铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，其特征在于，所述的滚轮（3）为圆柱体。3.根据权利要求1所述的一种铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，其特征在于，滚动槽（5）和滚动槽（6）的底面的轮廓线有多种形式，包括斜直线、对数螺线、阿基米德螺线、渐开线或圆弧。4.根据权利要求1所述的一种铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，其特征在于，所述的卸扣滚动槽（5）比上扣滚动槽（6）多一列，对应的起作用的用于卸扣的滚轮（3）比用于上扣的滚轮（3）也多一列。2CN103266861A说明书1/2页一种用于铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器技术领域[0001]本发明涉及石油钻井装备技术领域，特别涉及一种用于铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器。技术背景[0002]石油天然气钻井过程中使用的钻杆或钻铤（以下简称石油钻柱）的上卸扣作业已开始较大范围使用自动化程度较高的铁钻工，由于铁钻工中的夹紧钳和冲扣钳工作扭矩较大，在其V型压块的表面上均装有可方便更换的钳牙。钳牙的牙型主要有直线形、曲线形、花纹形等。钳牙随压块一起在杠杆机构的推动下夹持住石油钻柱接头并局部咬入接头外壁，在钳牙和接头表面之间形成较大当量摩擦系数，同时在压块携钳牙一起转动时产生较大扭转摩擦力矩，用于完成石油钻柱上卸扣作业。在上卸扣过程中，尤其在冲扣时，所需力矩较大，钳牙与石油钻柱接头外壁可能会产生相对滑动。因此，除了钳牙局部咬入接头外壁造成石油钻柱损伤外，上述相对滑动还将导致钳牙和石油钻柱接头外表面进一步的损伤，影响钳牙的寿命，也影响到石油钻柱的强度及寿命，极端情况将出现所谓的钻柱接头“剥皮”现象。这均将导致钻井成本的增加，甚至引发钻井事故的发生。发明内容[0003]为了克服直线形、曲线形、花纹形等现有钳牙的上述缺点，本发明的目的在于提供一种用于铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，替代钳牙；这种夹持器具有结构简单、使用寿命长、上卸扣过程中夹持器与石油钻柱之间形成接触自锁、被钳石油钻柱接头表面无牙痕等特点。[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：[0005]一种铁钻工冲扣钳的滚轮式无压痕夹持器，包括外星轮1，滚轮压板2通过螺栓4与外星轮1联结，外星轮1内开有卸扣滚动槽5和上扣滚动槽6，滚轮3置于卸扣滚动槽5和上扣滚动槽6中，滚轮压板2上设置有开孔7，开孔7保证滚轮3与石油钻柱接头外壁8接触，同时限制滚轮3从卸扣滚动槽5和上扣滚动槽6中脱落，卸扣滚动槽5和上扣滚动槽6呈周向布置，上扣滚动槽6底面的轮廓线与上扣旋转方向的切向