[实用新型]液气大钳钳牙防脱机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液气大钳钳牙防脱机构，属于液气大钳装置领域。

背景技术

钳头与钳牙是液气大钳的主要组成部分，钳头上开有燕尾槽，钳牙可以镶嵌在其内部，能够限制其沿钳盘径向的自由度，从而使钳牙不至于从径向脱落。为方便钳牙安装与拆卸，燕尾槽各方向尺寸通常会略大于钳牙本体尺寸，并且由于钳牙沿钳盘轴向的自由度未被限制，因此在上卸扣时，钻杆的轴向运动会带动钳牙随之上行或下行，从而造成钳牙脱落，严重时钳牙会落入井底，造成井内发生落物卡钻，若岗位人员安全意识不强，会下意识用手整理钳牙，这种危险操作已在钻井现场造成多起严重机械伤害事故。

目前，钳牙防脱主要依靠在钳头上开沉头孔，并连接配合螺钉进行钳牙的限位。钳牙在燕尾槽内时，通过上卸配合螺钉实现钳牙的固定与“解锁”，该措施存在的缺陷有以下几点：

（1）螺钉易磨损，造成钳牙更换困难。

采用沉头螺钉的固定方式，随着钳牙的磨损，钻杆会对螺钉本体造成损坏，破坏其内六角孔，导致扳手无法进入，从而无法卸下螺钉，影响更换钳牙。

（2）螺钉易锈蚀损坏，造成钳头报废。

螺钉表面与内孔面紧密贴合，稍微锈蚀就难以拆卸，最终导致整个钳头的报废，缩短钳头使用寿命。

（3）钳牙更换效率低。

钳牙属于易损部件，更换频率较高，尤其是在快速钻进、起下钻等连续作业期间。若采用螺钉对钳牙进行限位时，更换钳牙所需时间较长，每块钳牙更换时间以1.5min计，更换上钳牙约需6min。若钳牙更换不及时，极易造成钻具在井内长久静止，导致粘附卡钻或坍塌卡钻等井下复杂情况，因此实现钳牙的安全与快速更换，既是保证工作人员安全的需要，也是保证钻具安全以及钻井生产安全的需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构简单，容易实现，拆卸方便，且可提高更换效率，及提高使用安全度的液气大钳钳牙防脱机构。

本实用新型所述的液气大钳钳牙防脱机构，包括钳头本体，钳头本体上有燕尾槽，燕尾槽内上、下端分别设置锁孔，锁孔内侧安装限位锁钉，外侧安装压盖，限位锁钉和压盖之间设置弹簧，弹簧安装在安装座上，安装座连接限位锁钉。

弹簧有一定的预压力，安装在限位锁钉与压盖之间，当钳牙从钳头本体上部进入燕尾槽时，首先与限位锁钉斜坡面接触，随着钳牙行程的增加，限位锁钉沿轴向锁孔内运动，此时弹簧进一步压缩，当限位锁钉完全进入锁孔时，钳牙便可顺利进入燕尾槽内。此时，钳牙与限位锁钉脱离接触，限位锁钉在复位弹簧的作用下复位并进行锁紧，钳牙在工作时不易轻易脱落。当钳牙磨损达到极限而无法继续使用时，只需将限位锁钉沿轴向推入限位锁孔，钳牙便可顺利取出；安装座对弹簧起到定位及导向作用；弹簧是本实用新型的关键部件，采用圆柱螺旋压缩弹簧作为复位弹簧，若其回弹力过小，易造成对钳牙锁紧不牢，无法起到防脱作用，若回弹力过大，则会造成压缩困难，限位锁头收缩不及时，锁头与钻具严重摩擦而造成损坏，所以，经计算，采用长细比为b=1.625的弹簧。

所述的限位锁钉包括定位本体，定位本体一侧设置锁头，另一侧连接安装座，安装座与定位本体为一体式结构。定位本体可防止在弹簧的弹力作用下限位锁钉脱离锁孔，造成限位失效；安装座与定位本体为一体式结构，加工制作方便。

所述的定位本体和安装座置于锁孔内，锁头自由端置于锁孔外，定位本体与锁头之间设置凹槽，凹槽与钳头本体之间设置O型密封圈，压盖与定位本体之间设置调节挡圈。O型密封圈可起到密封作用，防止工作时有泥浆进入锁孔内；调节挡圈压盖与定位本体之间的距离，进而可调节弹簧的压缩度。

所述的压盖外端设置一字槽，内端设置导槽，导槽外周与锁孔连接处设置螺纹。一字槽的设置便于拧紧和拆卸；导槽便于对弹簧进行定位和导向；设置螺纹便于安装。

所述的钳头本体上、下部分别贯穿有排污槽，排污槽一端连通锁孔，另一端与钳头本体外部连通，排污槽位于钳头本体的两锁孔之间。排污槽通常为直槽，当锁孔内有泥浆时，在限位锁钉的往复运动下，会推动泥浆进入排污槽顺利排出，每次更换钳牙时，也可用细长材料（如铁丝）对排污槽进行清理，保证锁孔内部清洁。

本实用新型的有益效果是：

结构简单，容易实现，并且，可在保证钳牙防脱效果的基础上，能够大幅缩短钳牙更换时间，在一分钟的时间内完成四个钳牙的更换，减少钻具静止时间，减小井下复杂情况发生概率，保证施工安全，并提高工作效率；同时，由于本机构在受径向力时，能够收缩至内孔，不会由于钻杆摩擦而造成锁钉与钳头的卡死，能够延长钳头本体使用寿命，节省成本，具有一定的经济意义。

附图说明