專利名稱：變扭矩石油鉆井液壓大鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油鉆井設(shè)備，涉及一種變扭矩石油鉆井液壓大鉗。
背景技術(shù)：
液壓大鉗是通過公扣和母扣的配合對鉆具進(jìn)行上扣操作的石油鉆井設(shè)備，現(xiàn)有液 壓大鉗液壓大鉗的上扣操作主要通過人工控制液壓馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)實現(xiàn)，其操作過程中扭矩顯 示不直觀，工人在操作時不能按照要求對鉆具上扣，上扣的力矩一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)定的數(shù)值， 不符合API標(biāo)準(zhǔn)的要求，加速了鉆具的損壞，容易引發(fā)井下事故。另外，在液壓大鉗的使用 過程中，操作工人往往不能按要求使用門框，使得大鉗主體變形，無法修復(fù)不得不做報廢處 理。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可對液壓大鉗上扣過程中的扭矩進(jìn) 行自動控制、避免違規(guī)操作、上扣操作可靠性高的變扭矩石油鉆井液壓大鉗。本實用新型的變扭矩石油鉆井液壓大鉗包括有可進(jìn)行上扣操作的液壓馬達(dá)；液壓 馬達(dá)上連接有可檢測上扣扭矩的扭矩檢測裝置和可檢測上扣圈數(shù)的計數(shù)器；所述扭矩檢測 裝置和計數(shù)器的檢測信號輸出到一個PLC模塊的信號輸入部分，使PLC模塊可對上扣的扭 矩和圈數(shù)進(jìn)行實時檢測并與設(shè)定值進(jìn)行比較和判斷；所述PLC模塊的執(zhí)行信號輸出部分與 控制液壓馬達(dá)的電磁閥連接。所述PLC模塊還連接有一個報警及顯示模塊，用來對上扣操作過程信息進(jìn)行顯示 并對操作錯扣進(jìn)行報警提示。所述PLC模塊的信號輸入部分還與安裝在液壓大鉗門框上的位置傳感器連接，以 獲得門框位置信息。本實用新型的優(yōu)點是1、通過安裝在液壓馬達(dá)上的扭矩檢測裝置，將液壓大鉗運(yùn) 行時產(chǎn)生的扭矩信號傳送到顯示和數(shù)字控制單元，不同鉆具的扭矩控制通過軟件設(shè)定后傳 到PLC模塊的控制單元實現(xiàn)扭矩控制；通過對液壓大鉗的高低速控制，當(dāng)鉆具臺階面沒有 接觸時高速小扭矩，接觸時采用低速大扭矩，從而可通過PLC模塊實現(xiàn)自動換擋；2、可對液 壓大鉗的門框?qū)崿F(xiàn)智能控制，如果不關(guān)大門，不能上扣，解決原來由于不關(guān)門框就上扣影響 液壓大鉗使用壽命的問題；3、可通過設(shè)定鉆桿上扣扭矩初始值和對初始上扣圈數(shù)計數(shù)，解 決鉆桿扣不合理磨損的問題。

圖1是本實用新型的原理結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施方式
如圖所示，該變扭矩石油鉆井液壓大鉗包括有可進(jìn)行上扣操作的液壓馬達(dá)1 ；液壓馬達(dá)上連接有可檢測上扣扭矩的扭矩檢測裝置2和可檢測上扣圈數(shù)的計數(shù)器3，扭矩傳 感器可通過壓力傳感器檢測液壓馬達(dá)的工作壓力來獲得扭矩檢測信號。扭矩檢測裝置和計 數(shù)器的檢測信號輸出到一個PLC模塊4的信號輸入部分，使PLC模塊可對上扣的扭矩和圈 數(shù)進(jìn)行實時檢測并與設(shè)定值進(jìn)行比較和判斷；PLC模塊4的執(zhí)行信號輸出部分與控制液壓 馬達(dá)的電磁閥5連接。PLC模塊還連接有一個報警及顯示模塊6，用來對上扣操作過程信息 進(jìn)行顯示并對操作錯扣進(jìn)行報警提示。LC模塊的信號輸入部分還與安裝在液壓大鉗門框上 的位置傳感器7連接，以獲得門框位置信息，對液壓大鉗門框?qū)嵭谢ユi控制，避免不關(guān)門就 上扣。本實用新型的工作過程是在開始上扣時，由PLC模塊通過電磁閥控制液壓馬達(dá)高速低扭矩旋轉(zhuǎn)，在此過程 中PLC模塊根據(jù)上扣操作的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和扭矩變化的對應(yīng)狀況判斷是否發(fā)生錯扣或未對扣 好，例如當(dāng)上扣圈數(shù)超過設(shè)定的圈數(shù)而扭矩始終較小則可判斷未對扣好，這時停止操作并 通過報警及顯示模塊提示操作工人重新對扣；當(dāng)上扣圈數(shù)低于設(shè)定圈數(shù)時扭矩即增大，則 可判斷發(fā)生了錯扣，這時停止操作并通過報警及顯示模塊提示操作工人重新對扣。如未發(fā)生錯扣并已對扣好，則當(dāng)上扣圈數(shù)在匹配的扭矩下達(dá)到設(shè)定值時即進(jìn)入最 終緊扣過程，由PLC模塊通過電磁閥控制液壓馬達(dá)低速大扭矩旋轉(zhuǎn)，直到上扣完成。
權(quán)利要求一種變扭矩石油鉆井液壓大鉗，包括有可進(jìn)行上扣操作的液壓馬達(dá)(1)，其特征是液壓馬達(dá)上連接有可檢測上扣扭矩的扭矩檢測裝置(2)和可檢測上扣圈數(shù)的計數(shù)器(3)；所述扭矩檢測裝置和計數(shù)器的檢測信號輸出到一個PLC模塊(4)的信號輸入部分；所述PLC模塊的執(zhí)行信號輸出部分與控制液壓馬達(dá)的電磁閥(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變扭矩石油鉆井液壓大鉗，其特征是所述PLC模塊還連接 有一個報警及顯示模塊(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變扭矩石油鉆井液壓大鉗，其特征是所述PLC模塊的 信號輸入部分還與安裝在液壓大鉗門框上的位置傳感器(7)連接。
專利摘要本實用新型屬于石油鉆井設(shè)備，涉及一種變扭矩石油鉆井液壓大鉗。它包括有可進(jìn)行上扣操作的液壓馬達(dá)；液壓馬達(dá)上連接有可檢測上扣扭矩的扭矩檢測裝置和可檢測上扣圈數(shù)的計數(shù)器；所述扭矩檢測裝置和計數(shù)器的檢測信號輸出到一個PLC模塊的信號輸入部分，使PLC模塊可對上扣的扭矩和圈數(shù)進(jìn)行實時檢測并與設(shè)定值進(jìn)行比較和判斷；所述PLC模塊的執(zhí)行信號輸出部分與控制液壓馬達(dá)的電磁閥連接。本實用新型可對液壓大鉗上扣過程中的扭矩進(jìn)行自動控制、避免違規(guī)操作、上扣操作可靠性高。
文檔編號E21B19/16GK201751529SQ20102022393
公開日2011年2月23日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者王以順, 王軍, 肖文漢, 陳翔 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司