[实用新型]气动套管背钳

说明书

本实用新型属于石油钻井技术领域，是一种在石油钻井下套管过程中，使用的专用设备。其作用是在井口联接两根套管丝扣时，固定下部套管，配合上部的液压套管钳完成两丝扣旋接任务。该设备是一种由气缸推动内齿圈转动，带动钳头和牙块，卡紧并固定下部套管的气动套管背钳。

石油钻井下套管作业是将两端有螺纹扣的套管一根根地在井口联接起来，送到数千米的井下。目前在我国，联接螺纹扣时旋转上部套管的工具是液压套管钳，卡紧并固定下部套管的主要使用B型吊钳。还有一种比较先进的带有背钳的液压套管钳。它分为两部分。上部分是液压套管钳，下部分是固定套管的背钳，液压套管钳和背钳为一个整体。下部分的背钳采取开口式。开口式背钳的壳体由两个或两个以上的圆弧体组成一个圆形壳体，圆形壳体可以被打开，也可以关闭起来。打开后能使套管进入或退出套管背钳；关闭后套管背钳的钳头和牙块卡紧并固定下部套管。

本实用新型的目的是提供一种圆形壳体为一个整体的气动套管背钳，即闭合式气动套管背钳。同时，将套管背钳从带背钳的液压套管钳中分离出来，独立完成卡紧并固定套管工作，使液压套管钳缩小体积，减轻重量，降低成本，方便操作，保障下套管工作顺利进行。

气动套管背钳是由壳体、内齿圈、气缸、钳头、钳头轴及牙块等所组成。其特征是壳体由上压板、下压板组成，上、下压板的厚度为10毫米至30毫米之间。上、下压板上均有一个大圆孔，大圆孔的直径为210毫米至310毫米之间。大圆孔周围均匀分布有小圆孔。小圆孔的数量为3至6个。每个小圆孔上安装有钳头轴。钳头轴穿过小圆孔，两端用螺母固定在上、下压板中间。每个钳头轴中间装有钳头。钳头尾部有孔，钳头轴与钳头尾部孔采用间隙配合。钳头顶部有牙块，钳头与牙块的装配方式与现有技术的液压套管钳相同。钳头尾部有与内齿圈模数相同的齿轮，此齿轮仅在180°范围内有齿。钳头外围有一个闭合的内齿圈。内齿圈的内齿与钳头的尾部齿轮相啮合。内齿圈上固定有臂板。臂板与内齿圈的联接是一般技术人员很容易做到的。臂板通过肖轴与气缸活塞杆联接，气缸固定在上、下压板中间。气缸推动臂板，臂板推动内齿圈转动。内齿圈转动带动钳头齿轮转动，旋转钳头。钳头上的牙块卡紧并固定套管。内齿圈需要保持在大圆孔的中心位置，为避免气缸推动臂板时，内齿圈偏离大圆孔中心，造成齿轮啮合时受力不均匀的问题。在内齿圈的外围有4至10个扶正轮。扶正轮安装在偏心轴上，偏心轴用螺拴固定在内齿圈外部。扶正轮的结构、形状、安装方式，以及所起的作用与现有的液压套管钳完全相同。

为使扶正轮旋转灵活，扶正轮和偏心轴之间安装轴承。现有的液压套管钳扶正轮就是采取这种结构。

为使气动套管背钳承托井下套管的全部重力，气动套管背钳的上部固定一块厚度为10毫米至30毫米的钢板。钢板的作用是承担井下套管的全部重力，还可以在钢板上更换套管吊卡，方便工人操作。

为使气动套管背钳固定在钻台的转盘上，气动套管背钳的下部有与井口方补芯相配合的矩形底座，用螺钉将底座固定在下压板的下部。使用时该底座放入方补芯内。矩形底座可承受上、卸扣时的全部反扭矩。

本实用新型的效果很明显。为下套管作业提供了一种圆形壳体为一个整体的气动套管背钳，即闭合式气动套管背钳。圆形壳体不被打开的情况下，套管背钳的钳头和牙块可以卡紧并固定下部套管，也可以脱离开套管。同时，将套管背钳从带背钳的液压套管钳中分离出来，独立完成卡紧并固定套管工作，使液压套管钳缩小体积，减轻重量。

附图1是气动套管背钳的俯视图。表示上压板(8)上的大圆孔位置和大圆孔周围均匀分布的小圆孔及钳头肖轴(6)的位置。并表示气缸(1)没有推动臂板(4)之前，钳头(7)所在的位置。附图2也是气动套管背钳的俯视图。是气缸(1)推动臂板(4)后，钳头(7)所在的位置和牙块卡紧并固定套管(19)的示意图。附图3是气动套管钳的左视图。表示钳头(7)和钳头肖轴(6)安装方式，内齿圈(13)与钳头(7)上的齿轮啮合关系，以及扶正轮(12)安装方式。申请附图是一个实施例。

实施例：

气动套管背钳壳体上压板(8)、下压板(10)厚度为20毫米。上、下压板(8)(10)上均有一个大圆孔，两个大圆孔在一条中心线上，大圆孔的直径为260毫米。大圆孔周围均匀分布有小圆孔。小圆孔的数量为5个。每个小圆孔上安装有钳头肖轴(6)。钳头肖轴(6)两端用螺母(16)固定在上、下压板(8)(10)中间。每个钳头肖轴(6)中间有钳头(7)。钳头(7)上有孔，孔的直径为50毫米。钳头肖轴(6)穿过钳头(7)孔，钳头(7)孔与钳头肖轴(6)采用间隙配合。钳头(7)上装有可以更换的牙块，与液压套管钳的牙块安装方法相同。钳头(7)尾部有模数为5的齿轮，此齿轮仅在180°范围内有齿。钳头(7)外围有一个闭合的内齿圈(13)。内齿圈(13)的内齿与钳头(7)的尾部齿轮模数相同。在内齿圈(13)上，用螺栓(5)固定有一个臂板(4)，臂板(4)的厚度为20毫米。臂板(4)通过直径为25毫米的肖轴(3)，联接气缸(1)的活塞杆，气缸(1)固定在上、下压板(8)(10)中间。下套管作业时，气缸(1)的活塞伸缩可以推动臂板(4)，臂板(4)带动内齿圈(13)转动。内齿圈(13)转动带动钳头(7)转动。钳头(7)上的牙块卡紧并固定套管。在内齿圈(13)的外围有5个扶正轮(12)。用螺母(17)将偏心轴(9)固定在内齿圈(13)外部。每个扶正轮(12)和偏心轴(9)之间安装有两个轴承(11)，使扶正轮(12)旋转灵活。在气动套管背钳的上部固定一块厚度为25毫米的钢板(18)。在气动套管背钳的下部固定有与井口方补芯相配合的底座(15)。底座(15)为340毫米的正方形，高度为100毫米。用M20的底座螺钉(14)将底座(15)固定在下压板(10)的下部。使用时，该底座(15)坐入石油钻机转盘方补芯内。