專利名稱：動力鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力鉗。更具體地，本發(fā)明涉及一種沒有徑向開口的動力鉗，該動力鉗尤其適合于例如在眾所周知的石油生產(chǎn)鉆探大地時安裝管道的過程中使用。該動力鉗具有圍繞鉗體的旋轉(zhuǎn)連接器，當動力鉗繞管子的縱向軸轉(zhuǎn)動時，該旋轉(zhuǎn)連接器用于將來自外部壓力流體源的壓力流體傳輸?shù)姐Q體。
背景技術(shù)：
除了石油生產(chǎn)以外，已知動力鉗還可用于向和鉆削機相關(guān)聯(lián)的管線安裝管道以及將其從中拆除。在通常使用的機械管道鉗中，擰上或擰下管接頭以后，機械管道鉗基本上水平地從管線移開，該管線位于鉆削機的鉆削中心。
該方法依賴于具有徑向開口的動力鉗，由此當動力鉗從管線移走時才能在水平的平面中移位。
很明顯，在必須能夠繞管子的縱向軸轉(zhuǎn)動的動力鉗中具有這種類型的徑向開口使動力鉗的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。該開口顯著削弱了管道周圍的結(jié)構(gòu)強度。結(jié)果，為了適應(yīng)在動力鉗和管線之間傳輸?shù)南鄬Υ蟮牧?，結(jié)構(gòu)必須加強。當使用動力鉗時，關(guān)閉該徑向開口要求相對復(fù)雜的機械裝置，在很多情況下還在該開口的各個側(cè)面之間傳遞力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服或減小先有技術(shù)的至少一個缺點。
根據(jù)本發(fā)明，通過下文的敘述和附后的權(quán)利要求書中闡明的特征就能夠達到該目的。
根據(jù)本發(fā)明，動力鉗配備一個圍繞鉆削中心的垂直中心軸的不可分割的驅(qū)動環(huán)。該驅(qū)動環(huán)具有相對大的內(nèi)徑，以便允許例如外徑比管線大得多的鉆削工具穿過該動力鉗移動。
驅(qū)動環(huán)可轉(zhuǎn)動地支撐在動力鉗外殼中并且最好以其本身已知的方式由至少一個液壓動力機驅(qū)動。
在驅(qū)動環(huán)中設(shè)置至少一個由壓力流體驅(qū)動的可徑向移位的夾持裝置(夾鉗)。最好多個夾鉗以兩組分布在管道的周圍。每組夾鉗可移動地附接到驅(qū)動環(huán)，并被設(shè)置成允許其由于例如保養(yǎng)或者大物體穿過該動力鉗的移動而提升到驅(qū)動環(huán)外。
來自壓力流體系統(tǒng)的壓力流體通過密封地圍繞驅(qū)動環(huán)的旋轉(zhuǎn)連接器傳遞到夾鉗的流體液壓缸。旋轉(zhuǎn)連接器的旋轉(zhuǎn)環(huán)相對于動力鉗外殼靜止不動。
夾鉗處于相對于管線被縮進的不活動位置，除了別的優(yōu)點之外，最大的有利之處是能防止鉆削期間在管線和夾鉗之間發(fā)生火花。因此，在優(yōu)選實施例中，旋轉(zhuǎn)連接器配備與流體液壓缸的正側(cè)連通的第一通道，與流體液壓缸的負側(cè)連通的第二通道以及排流管道。
最好與管道相鄰的夾鉗的各個部分具有可更換的夾具。夾具裝置可以制造成不同的形狀和尺寸，使其適合于所涉及的管道的尺寸以及該夾具和管線之間的咬合所要求的幾何形狀。本發(fā)明允許所述夾鉗相對于管線相當程度地往回移動。
在優(yōu)選實施例中，動力鉗在帶有下面的備用鉗的連接組件中構(gòu)成上安裝鉗。該連接組件通過垂直引導(dǎo)件連接到可水平移位的機架，使連接組件從鉆削中心移開。
動力鉗和備用鉗的高度可人工調(diào)節(jié)，以便在管道的擰入和擰出期間補償管道的相對軸向位移，以及為了能夠在上下兩鉗之間進行操作。為了在絞精密螺紋時吸收重量，最好在動力鉗和備用鉗之間設(shè)置重量補償圓柱體。
最好在動力鉗和備用鉗之間設(shè)置鉆削流體的收集裝置。該收集裝置連接到泥漿出口。
最好備用鉗能在下側(cè)配備橫向提升裝置，使其能夠提升例如滑動轉(zhuǎn)盤等。
與先有技術(shù)相比，安裝和拆卸管道花費的時間將減少，因為不再需要花費在將動力鉗移動到鉆削中心和從該中心移走的時間。本動力鉗相對簡單的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致經(jīng)提高的可靠性和更低的維護成本。
通過使用該動力鉗而進行所有的旋轉(zhuǎn)和力量操作，因此不需要使用所謂單獨的旋轉(zhuǎn)器。
本動力鉗結(jié)構(gòu)緊湊并且在管線的縱向方向不需要大量空間。因此非常適合于建造用于管道螺紋的清潔和潤滑設(shè)備。


下文將參考附圖敘述優(yōu)選實施例的非限制性實例，附圖中圖1是動力鉗的連接組件的透視圖，圖中為了說明的目的移走了一組夾鉗，以及在可水平移位的機架上的備用鉗，該連接組件已經(jīng)移動到其上面的位置；圖2顯示與圖1相同的連接組件，但圖中該組件處于其下面的位置；圖3是較大比例的蓋被去除的動力鉗的透視圖；圖4顯示取自圖3的III-III線的截面圖；圖5是較大比例的蓋和夾鉗組被去除的備用鉗的透視圖；圖6顯示與圖1相同的連接組件，但圖中備用鉗相對于動力鉗稍許向下移動；和圖7是鉆削流體收集裝置的示意圖。
具體實施例方式
附圖中，參考數(shù)字1表示動力鉗2和備用鉗4的連接組件，動力鉗2和備用鉗4位于鉆削機6上并與鉆削機6的鉆削中心8同軸。組件1以可垂直移位的方式連接到兩個引導(dǎo)柱10上，該兩個引導(dǎo)柱10設(shè)置成相對于鉆削中心8在鉆削中心8的徑向互相相對。
引導(dǎo)柱10連接到機架12，機架12通過輪子14和液壓動力機(未顯示)能在連接到鉆機6的導(dǎo)軌16上移位。
因此，在操作位置，組件1直接位于鉆機6的滑動轉(zhuǎn)盤18上方，管線20向上穿過滑動轉(zhuǎn)盤18突出并繼續(xù)向上穿過組件1。管線20由通過螺紋連接到一起的管段22構(gòu)成。
如圖3和4所示，動力鉗1包括動力鉗外殼24，動力鉗外殼24配備相應(yīng)于引導(dǎo)柱10的通孔26和通過軸承環(huán)28連接的不可分割的驅(qū)動環(huán)30。軸承環(huán)28具有帶齒環(huán)32，帶齒環(huán)32與液壓動力機34上的齒輪(未顯示)嚙合。帶齒環(huán)32通過螺紋-螺栓-連接件(未顯示)連接到驅(qū)動環(huán)30。因此液壓動力機34設(shè)置成繞鉆削中心8轉(zhuǎn)動驅(qū)動環(huán)30，在機械上，兩個液壓動力機34最好設(shè)置在驅(qū)動環(huán)30的徑向相對的兩側(cè)。
所設(shè)置的蓋36用于覆蓋動力鉗外殼24。
兩組彎月形的夾鉗38設(shè)置在驅(qū)動環(huán)30中并與驅(qū)動環(huán)30共同轉(zhuǎn)動。為了說明的目的，圖中僅顯示了一組夾鉗。
每組夾鉗38通常配備三個繞鉆削中心8分布的夾鉗40。夾鉗40包括配備三個垂直成行排列的缸筒44的缸體42。在每個缸筒44中有相應(yīng)的可軸向移動的活塞46，活塞46通過活塞環(huán)48密封地抵靠缸筒44。后活塞環(huán)50防止壓力流體在活塞46和缸筒44之間從活塞46的后端流出。
活塞通過各自的螺紋-螺栓-連接件54可移動地附接到夾鉗組38的外殼52。
在缸體42的面對鉆削中心8的一部分上設(shè)置夾具56。夾具56可以通過楔形榫槽或螺紋-螺栓-連接件(未顯示)連接到缸體42。
驅(qū)動環(huán)30的周圍設(shè)置通過旋轉(zhuǎn)圈58密封的旋轉(zhuǎn)環(huán)60。旋轉(zhuǎn)環(huán)60相對于動力鉗外殼24靜止不動。旋轉(zhuǎn)環(huán)60具有通過第一流體連接器64與活塞46的正側(cè)連通的第一通道62，通過第二流體連接器68與活塞46的負側(cè)連通的第二通道66，以及另外的通道70。從而缸筒44和活塞46成對活動。
旋轉(zhuǎn)環(huán)60，旋轉(zhuǎn)圈58和驅(qū)動環(huán)30一起形成旋轉(zhuǎn)連接件。
備用鉗4包括帶有相應(yīng)于引導(dǎo)柱10的引導(dǎo)器76的備用鉗外殼74和用于兩組夾鉗(圖中未顯示)的保持器環(huán)46。在引導(dǎo)器76處有齒輪78，該齒輪78與各自的引導(dǎo)柱10的齒條80嚙合，如圖1和2所示。
獨立的液壓動力機82通過齒輪84驅(qū)動齒輪78。
一對液壓缸86設(shè)置來調(diào)節(jié)動力鉗2和備用鉗4之間的垂直距離。
收集裝置包括如圖6所示的收集軟管90。收集軟管90設(shè)置成在動力鉗2和備用鉗4之間密封。
收集裝置通過管道96通向真空柜98，如圖7所示。真空柜98以其本身已知的方式通過使用閥門100和真空泵102充放氣。
當管段22連接到管線20時，組件1通過液壓動力機82，齒輪84，齒輪78和齒條80沿引導(dǎo)柱10垂直移位，直至備用鉗4以已知的方式與管線20的上套節(jié)部(未顯示)相一致。備用鉗4和動力鉗2之間的垂直距離調(diào)節(jié)成使夾具56與管段22的下套節(jié)部相一致。
夾鉗40通過流向旋轉(zhuǎn)環(huán)60中的第一通道62并繼續(xù)通過第一流體連接器64流向活塞46的正側(cè)的壓力流體向管道移動一定的長度，活塞46負側(cè)剩余的流體通過第二流體連接器68和第二通道66流回到液壓單元(未顯示)。
然后，當液壓動力機34繞鉆削中心8轉(zhuǎn)動驅(qū)動環(huán)30和夾鉗組38時，夾具56夾緊其各自的管道部分，同時通過旋轉(zhuǎn)環(huán)60向活塞46的正側(cè)施加恒定的壓力。
動力鉗2朝向備用鉗4向下移位，此時開始進行順螺紋擰進管段。
當達到所需要的張緊力矩之后，驅(qū)動環(huán)30的轉(zhuǎn)動停止。夾鉗40通過經(jīng)由旋轉(zhuǎn)環(huán)60傳遞到活塞46的負側(cè)的壓力流體從管線20縮回。
因此，連接組件1從管線20分離，如果需要再移位到其下面的位置，如圖2所示。
當管段22將要從管線20拆除時，操作以與上述相似的方式進行。收集軟管90收集在管段22中存在的當該管段22拆下時流出的鉆削流體。所收集的流體經(jīng)由管道96流向真空柜98。
當外徑比管線20更大的鉆削工具或其他物體將要穿過組件1移位時，夾具56可容易地從其各自的夾鉗40上拆除，或者夾鉗組38可被提升到驅(qū)動環(huán)30外。
權(quán)利要求
1.一種在例如眾所周知的石油生產(chǎn)鉆探大地時安裝和拆卸管道的過程中使用的動力鉗，該動力鉗包括驅(qū)動環(huán)(30)和至少一個夾持裝置(40)，其中所設(shè)置的夾持裝置(40)夾緊管線(20)，該動力鉗(2)配備用于繞管線(20)的縱向軸轉(zhuǎn)動夾持裝置(40)的驅(qū)動機構(gòu)(32，34)，其特征在于，夾持裝置(40)通過圍繞驅(qū)動環(huán)(30)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(60)與流體提供源連通。
2.如權(quán)利要求1所述的動力鉗(2)，其特征在于，驅(qū)動環(huán)(30)不可分割。
3.如權(quán)利要求1所述的動力鉗(2)，其特征在于，夾持裝置(40)由夾鉗構(gòu)成，夾鉗(40)在缸筒(44)中至少配備一個活塞(46)，該活塞(46)通過圍繞驅(qū)動環(huán)(30)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(60)與流體提供源連通。
4.如權(quán)利要求3所述的動力鉗(2)，其特征在于，缸筒(44)和活塞(46)成對活動，活塞(46)的正側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)(60)中的第一通道(62)，連通，活塞(46)的負側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)(60)中的第二通道連通。
5.如權(quán)利要求1所述的動力鉗(2)，其特征在于，在夾鉗組(38)中聚集多個夾持裝置(40)，該夾鉗組可從驅(qū)動環(huán)(30)中拆除。
6.如權(quán)利要求3所述的動力鉗(2)，其特征在于，夾鉗(40)的夾緊部分包括可拆除的夾具(56)。
7.如權(quán)利要求1所述的動力鉗(2)，其特征在于，動力鉗(2)形成帶有備用鉗(4)的連接組件(1)。
8.如權(quán)利要求7所述的動力鉗(2)，其特征在于，動力鉗(2)與備用鉗(4)一起能沿至少兩個引導(dǎo)柱(10)垂直移位。
9.如權(quán)利要求8所述的動力鉗(2)，其特征在于，引導(dǎo)柱(10)設(shè)置在管線(20)的徑向相對的兩側(cè)。
10.如權(quán)利要求7所述的動力鉗(2)，其特征在于，動力鉗(2)和備用鉗(4)之間的間隔由收集軟管(90)遮蔽。
全文摘要
一種在例如眾所周知的石油生產(chǎn)鉆探大地時安裝和拆卸管道的過程中使用的動力鉗，該動力鉗包括驅(qū)動環(huán)(30)和至少一個夾持裝置(40)，其中所設(shè)置的夾持裝置(40)夾緊管線(20)，該動力鉗(2)配備用于繞管線(20)的縱向軸轉(zhuǎn)動夾持裝置(40)的驅(qū)動機構(gòu)(32，34)，夾持裝置(40)通過圍繞驅(qū)動環(huán)(30)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(60)與流體提供源連通。
文檔編號E21B19/00GK1882758SQ200480034350
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者海格·魯賓·霍爾斯 申請人:V-技術(shù)有限責(zé)任公司