随之科技的发达和我国相关科研院所的研制,2005年,华北石油管理局钻井工艺研究所成功研制连续选择大扭矩旋扣机,解决了很多卸扣装置的局限,在工件的上,卸扣中使其更加便利,上,卸扣的扭矩控制也变得容易了,解决了在很多大型制造项目中上,卸扣难的问题。既可以实现工件很方便的上、卸扣,也可以控制上、卸扣的扭矩,解决了上、卸扣难度大的问题,为管杆类工具的安装发展打开了一个良好的开端,也为以后的此类问题的发展打下了基础。 图2局部图
我国紧跟国际工业先进步伐,在钻杆拧帽机的研究方面有了突出的研究成绩,对钻杆拧帽机也有了更加深刻的认识。钻杆拧帽机的结构基本上类似,主要在工件的夹紧方式上面有一定的区别,以下4中夹紧方式比较典型。
1. 通过链条卡紧钻杆杆件,液压缸实现冲扣。
优点:成本低廉。
缺点:(1)夹紧后,容易打滑和咬伤钻杆表面;
(2)不宜拆装小尺寸的钻杆工件;
(3)操作自动化程度低,劳动强度大,工作效率低;
(4)冲扣的扭矩小;
(5)链条容易断裂和绷断;
代表产品:美国Bowen公司的第一代产品.
2.采用行星齿轮卡紧钻杆杆件,液压缸冲扣。
优点:夹紧稳定,冲扣扭矩大,适用于大部分的扭矩实验
缺点:(1)常规使用中需要很大的卡紧范围,此装置范围太小,不能满足;
(2)卸扣时容易沾扣;
(3)在更换牙块的过程中安全性很差更;
(4)由于两钳口最小距离偏大,不能实现超短接口拆装;
(5)冲扣转动角度偏低,从而导致了低效率;
(6)频繁的夹持钻杆杆件,对工具造成一定的伤害,影响工具强度;
(7)很多场合推拉部分和快速扭合部分不能快速磨合。
代表产品:华北钻井工艺研究院研制的YXD20液压拆装架。
3.通过多各油缸共同夹持钻杆杆件,冲扣由液压缸完成。
优点:不需要更换牙块,使用方便。
缺点:(1)夹紧后,容易打滑和咬伤钻杆表面;
(2)对薄壁钻杆杆件安装伤害大;
(3)多缸同步性难以实现,加工困难;
(4)冲扣速度慢,效率低;
(5)液压系统复杂;
代表产品:美国Cristansen公司生产的液压拆装架。
4通过坡板式结构夹持钻杆杆件,原理与套管钳结构相似。
优点:夹持可靠。
缺点:结构复杂,需要更换牙块。
综合所述,以上四类设备,第一类由于缺陷太多,已经被工业的发展所淘汰,,其他类各有其优缺点,应用于一些有特殊要求的工况。
图3操控部分
1.3本课题的指导思想
对各个动作过程进行分析,然后进行系统回路的设计,其中需要考虑到锁紧,补油等功能,同时还要考虑成本,效率各个外在条件,使各个过程之间能够满足各自的要求,也能符合总体的需求,最后用CAD画出整个系统的液压回路图。
2 功能分析及性能指标
2.1 功能分析
对本课题所设计的钻杆拧帽机的功能描述可以概括为:对一个钻杆进行定心,夹紧,拧紧,拧松的一个结构。对完成此功能所需要的动作进行分析:首先,通过支撑装置对钻杆进行水平和竖直位置上的调整,方面系统进行下一步的动作,然后对钻杆进行定心,夹紧及一系列动作,其中包括快拧,慢拧都有不同的需求。