一种智能液压钳的节能电控方法.pdf

本发明公开了一种智能液压钳的节能电控方法，可以控制液压钳水平移动就位装置、自动对缺口器、远程电控装置和操作盘，可在井口无人操作情况下完成液压钳自动就位、上卸扣和对缺口等功能；所述液压钳平移就位装置包括支撑杆、连接缸向花篮螺栓、液压缸、液压钳、油管、防喷器、油管卡盘、定位花篮螺丝和支座；所述液压钳自动对口器主要由自动归位控制阀、对位止动盘、阀支架、增高架等组成；所述远程电控制装置主要由十字主令开关、三通电磁阀、电磁换向阀、单向常开、常闭行程开关等部件组成。该装置设计安全可靠、性能稳定，便于维护，从而大大减轻了工人劳动强度，提高了安全操作水平。

1.一种智能液压钳的节能电控方法，其特征在于：所述包括十字主令开关、电磁换向
阀、液压钳平移进退油缸、液压钳马达、三通电磁阀、常闭行程开关、自动归位控制阀、对位
制动盘、单向常开继电器；十字主令开关向电磁换向阀A的一端供电，电磁换向阀A得电后向
液压钳就位液压缸供油，使活塞伸出完成液压钳就位；转向给电磁换向阀A的另一端供电，
则完成液压钳的电控回位；十字主令开关转向连通2#电磁换向阀的一端，同时依次连通单
向常开F、常闭行程开关D、三通电磁阀，三通电磁阀得电后向电磁换向阀B供油，得电、得油
的电磁换向阀B向液压钳马达定向供油，液压钳马达驱动主钳及制动盘上面的对位止动盘
沿预设顺向旋转；逆动销在弹性件的作用下向外伸出，对位止动盘的外缘沿逆动销的锯齿
状凸头顺向旋转，逆动销受挤压在逆动销腔内收缩，即使锯齿状凸头进入止动凹口，凸头斜
面可使其顺利通过，不影响液压钳上扣。
2.根据权利要求1所述的智能液压钳的节能电控方法，其特征在于：液压钳完成顺向旋
转后，十字主令开关换向，连通电磁换向阀B的另一端，得电得油的电磁换向阀B换向供油，
液压钳马达驱动主钳及对位止动盘反转，当逆动销锯齿状凸头进入对位止动盘的凹口时，
锯齿状凸头的直面产生阻挡，并在对位止动盘凹口的推动下横向移动，推动逆动销前部的
圆柱体挤压活塞的半球形顶部，活塞在活塞腔内后退的同时推动撞块向外移动，随之推动
常闭行程开关D的连杆触头，则常闭行程开关D断开。
3.根据权利要求1或2所述的智能液压钳的节能电控方法，其特征在于：三通电磁阀失
电后，停止向电磁换向阀B供油，液压钳马达因断油而停转，此时对位止动盘凹口、主钳与背
钳钳头开口正好对齐在一条直线上，完成主钳与背钳钳头开口的自动对缺口。
4.根据权利要求3所述的智能液压钳的节能电控方法，其特征在于：逆动销以锯齿状凸
头为基准，可在逆动销腔内换向180。
5.根据权利要求3所述的智能液压钳的节能电控方法，其特征在于：各常闭行程开关虽
反向获得电流，但因单向常闭开关不闭合则避免了对电磁换向阀的两端同时供电。

一种智能液压钳的节能电控方法

技术领域

本发明涉及液压钳技术领域，尤其是一种智能液压钳的节能电控方法。

背景技术

液压油管钳(简称：液压钳，下同)是油气田修井作业中用来上卸油管扣的一种专
用工具。液压钳主要由主钳和背钳两部分组成，主钳在背钳上面，由导杆联成一体，导杆上
的弹簧支撑着主钳。上卸油管扣时，背钳夹紧下面油管的接箍，主钳夹紧上面油管的管体，
旋扣时主钳相对于背钳向上或向下浮动。上卸扣完毕，作业工人通过手动换向阀反向给油，
背钳松开接箍，主钳复位对缺口，完成一次操作。液压钳重达1百余千克甚至数百千克，依靠
悬吊系统悬挂在修井机的井架上。上卸油管扣时，需要工人站在井口用力推拉液压钳钳口
咬住油管、扳动液压油路换向阀手柄完成钳头的正反转和对缺口、操作换档手柄变速等，要
求工人操作熟练、动作敏捷、判断准确，否则将直接影响施工速度、施工效率和操作安全性。
更重要的是，由于修井作业常年在野外进行，工作环境差，起下管柱旋扣动作频繁、重复单
调，工人劳动强度很大，而且站在井口操作的工人时刻面临着磕碰夹挤、高空落物、从井中
带出的有害油气水飞溅等多种危险与危害。因此，需要提供一种智能液压钳的节能电控方
法。

发明内容

本发明的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供一种远程控制液压油管钳
自动上卸扣装置。

为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：一种智能液压钳的节能电控方法，包
括十字主令开关、电磁换向阀、液压钳平移进退油缸、液压钳马达、三通电磁阀、常闭行程开
关、自动归位控制阀、对位制动盘、单向常开继电器；十字主令开关向电磁换向阀A的一端供
电，电磁换向阀A得电后向液压钳就位液压缸供油，使活塞伸出完成液压钳就位。转向给电
磁换向阀A的另一端供电，则完成液压钳的电控回位。十字主令开关转向连通2#电磁换向阀
的一端，同时依次连通单向常开F、常闭行程开关D、三通电磁阀，三通电磁阀得电后向电磁
换向阀B供油，得电、得油的电磁换向阀B向液压钳马达定向供油，液压钳马达驱动主钳及制
动盘上面的对位止动盘沿预设顺向旋转。逆动销在弹性件的作用下向外伸出，对位止动盘
的外缘沿逆动销的锯齿状凸头顺向旋转，逆动销受挤压在逆动销腔内收缩，即使锯齿状凸
头进入止动凹口，凸头斜面可使其顺利通过，不影响液压钳上扣。液压钳完成顺向旋转后，
十字主令开关换向，连通电磁换向阀B的另一端，得电得油的电磁换向阀B换向供油，液压钳
马达驱动主钳及对位止动盘反转，当逆动销锯齿状凸头进入对位止动盘的凹口时，锯齿状
凸头的直面产生阻挡，并在对位止动盘凹口的推动下横向移动，推动逆动销前部的圆柱体
挤压活塞的半球形顶部，活塞在活塞腔内后退的同时推动撞块向外移动，随之推动常闭行
程开关D的连杆触头，则常闭行程开关D断开。三通电磁阀失电后，停止向电磁换向阀B供油，
液压钳马达因断油而停转，此时对位止动盘凹口、主钳与背钳钳头开口正好对齐在一条直
线上，完成主钳与背钳钳头开口的自动对缺口。逆动销以锯齿状凸头为基准，可在逆动销腔
内换向180。各常闭行程开关虽反向获得电流，但因单向常闭开关不闭合则避免了对电磁换
向阀的两端同时供电。这样一来，十字主令开关通过电路选位即可控制液压钳的进退就位
及正反转，自动归位控制阀的逆动销通过机械选向控制液压钳的反转终点，二者联合起来
完成液压钳就位、上卸扣、钳口自动对缺口等功能的电控。当卸扣时，先把启动销的方向调
转180度，与上扣程序相反即可卸扣。

该发明的有益效果：

本发明公开了一种智能液压钳的节能电控方法，可以控制液压钳水平移动就位装
置、自动对缺口器、远程电控装置和操作盘，可在井口无人操作情况下完成液压钳自动就
位、上卸扣和对缺口等功能；

基于现有修井机的液压及电气条件，综合运用电控及液压驱动技术原理设计的液
压钳远程控制自动上卸扣装置，实现了液压钳远程控制自动就位、上卸扣和对缺口等功能，
取代了人工站在井口操作，降低了劳动强度，削减了安全隐患；

此外，该装置具有结构合理、体积小、重量轻的特点，使用安全，性能可靠，操作简
单，易于推广。

附图说明

图1是本发明智能液压钳的节能电控设备结构示意图；

图2是液压钳自动对缺口器的结构示意图；

其中，1-十字主令开关、2-电磁换向阀A、3-液压钳平移进退油缸、4-电磁换向阀B、
5-液压钳马达、6-三通电磁阀、7-常闭行程开关D、8-自动归位控制阀、9-对位止动盘、10-常
闭行程开关C、11-单向常开继电器F、12-单向常开继电器E、13-常闭行程开关、14-定位座、
15-启动销、16-限位柱、17-撞块、18-自动归位控制阀支架、19-自动归位控制阀箱体、20-复
合旋钮孔、21-螺栓孔、22-锯齿状凸头、23-圆柱形活塞。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详尽描述：

如图1，十字主令开关向电磁换向阀A的一端供电，电磁换向阀A得电后向液压钳就
位液压缸供油，使活塞伸出完成液压钳就位。转向给电磁换向阀A的另一端供电，则完成液
压钳的电控回位。十字主令开关转向连通2#电磁换向阀的一端，同时依次连通单向常开F、
常闭行程开关D、三通电磁阀，三通电磁阀得电后向电磁换向阀B供油，得电、得油的电磁换
向阀B向液压钳马达定向供油，液压钳马达驱动主钳及制动盘上面的对位止动盘沿预设顺
向旋转。逆动销在弹性件的作用下向外伸出，对位止动盘的外缘沿逆动销的锯齿状凸头顺
向旋转，逆动销受挤压在逆动销腔内收缩，即使锯齿状凸头进入止动凹口，凸头斜面可使其
顺利通过，不影响液压钳上扣。液压钳完成顺向旋转后，十字主令开关换向，连通电磁换向
阀B的另一端，得电得油的电磁换向阀B换向供油，液压钳马达驱动主钳及对位止动盘反转，
当逆动销锯齿状凸头进入对位止动盘的凹口时，锯齿状凸头的直面产生阻挡，并在对位止
动盘凹口的推动下横向移动，推动逆动销前部的圆柱体挤压活塞的半球形顶部，活塞在活
塞腔内后退的同时推动撞块向外移动，随之推动常闭行程开关D的连杆触头，则常闭行程开
关D断开。三通电磁阀失电后，停止向电磁换向阀B供油，液压钳马达因断油而停转，此时对
位止动盘凹口、主钳与背钳钳头开口正好对齐在一条直线上，完成主钳与背钳钳头开口的
自动对缺口。逆动销以锯齿状凸头为基准，可在逆动销腔内换向180。各常闭行程开关虽反
向获得电流，但因单向常闭开关不闭合则避免了对电磁换向阀的两端同时供电。这样一来，
十字主令开关通过电路选位即可控制液压钳的进退就位及正反转，自动归位控制阀的逆动
销通过机械选向控制液压钳的反转终点，二者联合起来完成液压钳就位、上卸扣、钳口自动
对缺口等功能的电控。当卸扣时，先把启动销的方向调转180度，与上扣程序相反即可卸扣。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体
实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员
在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多
形式，这些均属于本发明的保护之内。