淺談動力大鉗鉗尾固定裝置的技術改造

隋葳

（大慶油田鉆探工程公司鉆探機械廠，黑龍江 大慶 163413）

老式鉗尾固定裝置拆裝時需要三人配合才能完成，完成用時都在15分鐘左右，并且在使用過程中存在一定的安全隱患，所以我們決定對此固定裝置進行技術改造。目前，改造好的固定裝置已經批量投入使用，現已向大慶鉆井二公司推廣應用24個鉆井隊24套(大慶鉆井二公司41個隊，推廣應用58.5%)，向大慶鉆井三公司推廣應用16個鉆井隊16套(大慶鉆井四公司共44個鉆井隊，推廣應用36.4%)，改后的固定裝置的鉗尾氣缸更換固定位置的平均用時為3分鐘左右，而且只需1人操作便可完成，使用效果非常良好，受到了井隊工人的好評，目前正在陸續向大慶鉆井公司各鉆井隊全面推廣應用。

1 結構及工作原理

改造的鉗尾固定裝置主要由可移動式鉗尾氣缸固定座、換向連接節、固定滑管和固定銷組成。（如圖1所示）

圖1 鉗尾固定裝置結構圖

為解決更換鉗尾位置時鉗尾移動困難，在考慮不拆裝鉗尾固定銷的前提下，設計制作了可移動式鉗尾氣缸連接支座，然后在鉗尾座橫管上更換鉗尾的位置打上安裝固定孔并且鑲上套用來固定支座。可移動式鉗尾氣缸連接支座的滑動部分采用φ159套管料加工制作，其強度足夠滿足使用要求，連接耳板采用30mm鋼板加工制作，并與滑動部分焊死，為保證焊接強度，我們對每道焊口焊接三遍。

為了保證強度要求，對其耳板進行了抗彎強度計算：

耳板的材料為 Q235，屈服強度為235MPa

取安全系數為2.35吧，那么需用應力就是100MPa。

設最大能承受力為F，則在固定端的最大力矩為：M=FL，其中L= 0.11m

梁的抗彎慣性矩可以用這個計算：W=bh2/6，b=0.03m是橫截面寬，h=0.1m是橫截面高

最大應力就是：M/W=6FL/bh2＜= 100MPa

代入數值后可得：F=45.5kN，相當于承受4643kg重物的力，而氣缸本體重為150kg以上，大鉗本體重2100kg左右，當大鉗與氣缸全部重力都作用在耳板上時，耳板也不會發生變形。

為了能將可移動式鉗尾氣缸連接支座與氣缸尾座連接起來，設計制作了換向連接節，它采用一體加工制作，強度滿足使用要求。

固定滑管兩端各有一個連接固定座，焊接在井架人字架上，這樣便于井隊搬家拆裝。橫管采用鉆井用φ127鉆桿料加工制作，上面鉆了10個φ40的通孔，為了加強其使用強度和精度，我們用45鋼加工制作了套子并經調質處理，滿足HRA≥60后，將套子鑲入φ40孔中。

連接固定銷采用45剛調質處理后，加工制作。

在更換鉗尾氣缸的安裝位置時，只需要拔出固定銷4將固定滑管3滑到要更換的位置后，再將固定銷4插上即可完成整個更換鉗尾氣缸固定位置過程。

2 技術參數（如表1）

表1 鉗尾固定裝置的技術參數

3 特點

3.1 提高使用安全性

改造后，在更換鉗尾位置時不需要拔出鉗尾氣缸與換向連接節之間的銷子，這樣可以避免因操作失誤造成氣缸尾部脫落砸傷現象。

表2 鉗尾換位安裝情況統計表

3.2 降低勞動強度

原來需要3人完成的任務，現在只需1人即可完成。

3.3 縮短更換位置用時

由原來的平均完成用時的16分鐘縮短到現在的3分半。

3.4 延長了使用壽命

鉗尾固定裝置的平均使用壽命是原來的2-3倍。

4 現場使用情況

實施后，我們在2009年5月對鉆井二公司12個井隊的甩鉆時鉗尾的換位安裝情況進行了詳細的調查與統計（表2）。

結論

從上表可以看出，鉗尾的換位安裝只需1人平均在3分30秒便可完成整個安裝過程，可見該套鉗尾固定裝置不但縮短了更換安裝時間，還大大降低了勞動強度，原來需要3人配合完成的現在只需1人便可完成鉗尾的更換安裝任務。

鉗尾樁子在2009年4月投入生產開始，我們一直對其使用情況進行跟蹤，及時了解鉗尾樁的使用情況，截止2009年12月末，使用情況一切良好，使用壽命也得到了延長。

[1]劉常福，宋開利，張振海，馬恩才.自動化液壓動力大鉗 [J].石油礦場機械，2002,30(09)：61-62.