伸缩臂式铁钻工旋扣钳的设计研究.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第7期●钻井技术与装备伸缩臂式铁钻工旋扣钳的设计研究黄悦华李洪波王正磊蒋合艳屠俊文(1．宝鸡石油机械有限责任公司2．中国石油技术开发公司)、摘要：旋扣钳既可作为一种旋扣工具单独使用，也可以作为铁钻工的一个部件与冲扣钳一起完成旋扣功能。在介绍旋扣钳功能及结构原理的基础上，对旋扣钳结构进行了设计，确定了旋扣钳夹持钻头范围和伸缩液缸的行程，具体包括滚子最小开口距离、液压缸最大／最小长度；同时对旋扣钳的自动对中机构进行了设计，参照STa0／IR80铁钻工，确定了旋扣钳连续旋

2、扣扭矩和最大旋扣速度。利用UGNX7．0软件对新设计的旋扣钳进行了运动仿真。仿真结果表明，旋扣钳的各零部件均按照卖际上、卸扣工况动作，各零部件在实际工作中不会发生干涉，运动轨迹与预期设计相吻合。关键词：铁钻工；旋扣钳；旋扣；冲扣钳；对中机构；运动仿真中图分类号：TE925文献标识码：Bdoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．07．007DesignofTelescopicIronRoughneckSpinnerHuangYuehuaLiHongboWangZhengleiJiangHeyanTuJunwen(

3、1．BaojiOilfieldMachineryCo．，Ltd．；2．CNPCTechnologyDevelopmentCompanyLimited)Abstract：Spinnercanbeusedasaspinningtoolaloneorachievespinfunctiontogetherwithtorquewrenchasacomponentofroughneck．Thefunctionsandstructureprincipleofspinnerareintroducedandthestructureofthespinner

4、isdesigned．ThetubularODrangeandthestrokeoftelescopichydrauliccylinderisdetermined，includingtheminimumopeningofrollerandthemaximumandminimumlengthofhydrauliccylinder．Theautomaticcenteringmechanismisalsodesigned．WiththereferenceofST80／IR80ironroughneck，thespintorqueandmaxi

5、mumspinspeedaredetermined．UGNX7．0softwareisuseforthemotionsimulationofnewdesignedspinner．Thesimulationresultsshowthatallpartsarefunctionedinaccordancewithmake--upandbreak--outoperationwithoutinterferencewitheachother，andthepartsmotiontrailsareconsistentwiththedesignedmot

6、iontrails．Keywords：ironroughneck；spinner；spinning；torquewrench；centeringmechanism；motionsimulation场的需求开发出适应性广、稳定性高和性能优良的0引言铁钻工具有非常重要的意义。宝鸡石油机械有限责任公司目前研制成功的伸铁钻工是自动化钻井生产中钻机的主要配套设缩臂式铁钻工主要由冲扣钳、旋扣钳、伸缩臂和液备之一。目前，欧美国家的主要石油设备厂商已开压系统等部分组成。旋扣钳采用开放式钳体，由液发出几代铁钻工产品，具有较成熟的技术，其产品压缸的伸缩行程

7、控制钳口的开合大小，实现夹持直的应用也比较普遍I2。国内对铁钻工的研究还处径不同钻具的目的。旋扣钳钳体可以实现一定的角于起步阶段，只有个别厂家开发了集旋扣、紧扣、度倾斜，也可以上、下移动一定距离，这样扩大了卸扣及扭矩钳于一体的铁钻工产品，但进行现场试钻具的夹持范围，能满足套管、钻杆和井下工具等验的铁钻工很少，而国外产品价格昂贵，限制了该大小不同管径钻具的连接需要。旋扣钳可以与冲扣产品在我国的普及和应用。因此，针对国内钻井市钳一起工作完成钻具的上卸扣功能，也可以单独作基金项目：国家工信部高技术船舶科研计划项目“深海半潜式钻井平台工程开发”

8、(2008K24180)资助。石油机械2014年第42卷第7期最大长度。衡架和连杆。yll1I’～一一r、／一一＼～L。／G＼上。厂，_。图5自动对中机构结构简图Fig．5Structurediagramo