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一种动力钳背钳驱动机构
    【技术领域】

    本发明涉及石油钻井和修井用动力钳，特别是动力钳背钳驱动机构。它属于油田机械领域。

    背景技术

    目前，石油钻井和修井用动力钳是油田上卸钻杆、套管和油管作业的常用设备，一般动力钳根据工作需要分为主钳和背钳，在工作时，背钳夹住接箍或接头不动，主钳夹住管体或接头旋转，实现上扣或卸扣作业。在作业时，背钳随着主钳同步夹紧或松开，这部分动作由背钳驱动机构来执行。现有背钳驱动机构由尾把、盖板、油缸盖、齿条柱塞、双联齿轮、芯轴等零件组成。齿条柱塞两端带密封圈，与缸套之间形成油缸结构，齿条柱塞中部的齿条与双联齿轮的小齿轮啮合，双联齿轮装在芯轴上，芯轴固定在尾把和盖板上，油压驱动齿条柱塞平动，从而带动双联齿轮转动，由双联齿轮的大齿轮驱动背钳钳头转动，实现夹紧或松开管柱。如专利号为“ZL9421328.2”的一种新型液动背钳就是采用的这种背钳驱动结构。该结构存在以下不足之处：一是整体缸套较长，中间又有圆弧形缺口，难加工，只能采用精密的无缝钢管，难以提高表面硬度，齿条柱塞与双联齿轮的啮合推力使得齿条柱塞的背部与整体缸套偏磨严重，导致密封失效；二是整体缸套在尾把中没有固定，整体缸套可以转动，中间弧形缺口处会被双联小齿轮啃伤，啃下来的铁屑夹在缸套中会使缸套出现拉伤，使密封严重失效；三是如果出现密封失效，需要同时更换整体缸套和密封圈，需要把尾把全部拆开才能更换。后来经过改进，如专利号为“200620129967.0”的一种动力钳背钳驱动机构，它是把齿条和活塞分离，中间为齿条套、两侧为油缸套的三段式结构取代整体缸套，活塞与油缸套间、齿条与齿条套间形成坚硬光滑的摩擦面，避免油缸偏磨，改善油缸密封性能，延长使用寿命，方便维修。该结构也存在以下不足：一是没有固定缸套，缸套还可以转动；二是齿条套用两个轴承限制转动，增加多个零件，增加了成本及加工难度；三是需要更换齿条和齿条套时还需要拆开整个尾把油缸，维修麻烦。

    【发明内容】

    为了克服现有的背钳驱动机构结构复杂，制造成本高，维修麻烦，可靠性差的不足，本发明提供一种改进的动力钳背钳驱动机构。

    本发明技术方案是由尾把、背钳头盖板、芯轴、双联齿轮、油缸盖、缸套、活塞、支撑环、齿条等组成。双联齿轮上的小齿轮与齿条啮合，双联齿轮装在芯轴上，芯轴安装在背钳头盖板和尾把的轴孔中，齿条两端装有支撑环，支撑环支撑在两端的缸套内，活塞带动支撑环、齿条随液缸中的压力变化而移动，从而通过齿条带动双联齿轮转动。两个活塞装在两端的缸套内与油缸盖构成常规液缸。齿条不与缸套接触，支撑环是由耐磨材料制造，缸套内表面光滑坚硬耐磨。卸掉油缸盖即把缸套、活塞、支撑环和齿条全部取出。其特征在于：两外径大于齿条外径的支撑环从两端将齿条支撑于缸套内，且齿条两端的支撑环随两支撑环外端的活塞在缸套内移动。缸套伸出尾把由油缸盖固定。支撑环为耐磨材料，缸套内孔经过硬化处理。所述的齿条在缸套内移动过程中始终不与缸套接触。

    本发明的有益效果是，提高背钳尾把驱动机构的密封可靠性，同时方便拆卸，结构简单，降低了成本，经济及社会效益显著。

    【附图说明】

    图1是本发明的主剖视图。

    图2是图1的I--I剖视图。

    图中1.背钳头盖板，2.芯轴，3.双联齿轮，4.螺钉，5.尾把，6.油缸盖，7.缸套，8.活塞，9.支撑环，10.齿条。

    【具体实施方式】

    如图1、2所示，双联齿轮3装在芯轴2上，芯轴2装在背钳头盖板1和尾把5的轴孔中，背钳头盖板1和尾把5用螺钉4紧固，双联齿轮3上的小齿轮与齿条10啮合，齿条10两端装有支撑环9，支撑环9与缸套7内壁间隙配合，且可在缸套7内移动。活塞8与油缸盖6和缸套7形成液缸。齿条10的外径比缸套7内径小，齿条10不与缸套7接触。支撑环9是耐磨材料，缸套7的内孔经过硬化处理，提高了耐磨性能。而且整体缸套分为两节缸套，缸套7出尾把5被油缸盖6固定，防止转动，并且去掉中间的一段，避免被双联齿轮3上小齿轮啃伤，活塞8和活塞上的密封圈也不被损坏。如上所述，活塞8带动支撑环9、齿条10随液缸中的压力变化而移动，从而通过齿条10带动双联齿轮3转动。在上述过程中，齿条10不与缸套7接触，因而齿条10不磨损缸套7内壁，延长了缸套7的使用寿命。本设计中，双联齿轮3上的小齿轮与齿条10啮合部位不设计弧形缺口，因而不存在双联齿轮3上的小齿轮啃伤缸套7的现象。同时由于设计结构的变化带来缸套7变短，方便加工，精度和硬度也能保证。本设计中，只要卸开油缸盖6后，缸套7、活塞8、支撑环9和齿条10都可以取出来。