CQ—1200型液压抽油杆钳

图1　CQ—1200型液压抽油杆钳结构简图
1—底钳；2—主钳；3—操作手柄；4—弹簧吊筒；5—液压马达；6—手动换向阀；7—调节弹簧

    主钳由腭板、腭板架、开口大齿轮和惰轮等组成，在工作过程中起传动和上卸扣作用。
    手动换向阀由阀体和操作手柄组成，其作用是操纵钳子复位和上卸扣。
    液压马达是一种内啮合摆线齿轮式的小型低速大扭矩马达，经两级齿轮减速将动力传给主钳。
    底钳钳头中装有方补心，通过更换方补心，可上卸不同规格的抽油杆螺纹，满足利用同一底钳卡紧不同规格抽油杆扳方的要求。底钳与主钳配合，完成上卸扣动作。
    弹簧吊筒是将钳子吊起来的装置，其内装有压缩弹簧，以满足上卸扣时钳子上下浮动的要求。
    调节弹簧设在底钳下面，可使底钳随上下接头扳方的距离变化而上下移动。
    2.基本原理
    CQ—1200型液压抽油杆钳采用低速大扭矩液压马达驱动，手动换向阀控制主钳转向和速度，动力由现场使用的油管动力钳的动力源提供，其工作原理与液压油管钳相似。与油管螺纹相比，抽油杆螺纹数较少，上卸扣所需的时间也就短，因此设计时省掉了转速换挡机构。另外对主钳中开口大齿轮的爬坡弧度与制动板的制动力进行了理论计算和试验，同时还改变了制动板上压簧螺栓的结构，以便在制动板被磨损减薄时，可不断调整压簧螺栓，使腭板滚子有足够的爬坡力量，从而有效地解决了制动板减薄时腭板滚子爬坡力量不足这一技术难题。
    图2为CQ—1200型液压抽油杆钳工作原理简图。工作时，一定压力的液压油经手动换向阀进入液压马达，驱动液压马达转动，液压马达主轴上装有主动齿轮，经两级齿轮减速，将动力传给开口大齿轮。开口大齿轮内侧有由不同弧面组成的工作曲面，当开口大齿轮开始转动时，其中的腭板架在制动板的制动作用下，先不转动，使开口大齿轮与腭板架之间有相对运动过程。此时，处在开口大齿轮中位的腭板开始在工作曲面内爬坡，腭板架中的腭板不断向抽油杆中心移动，直至抱住上面抽油杆扳方，并与开口大齿轮一起带动抽油杆转动，执行上卸扣动作。在主钳工作的同时，下面抽油杆扳方则由装在底钳中的方补心卡住，完成上卸扣动作。底钳只卡住抽油杆扳方，并不转动。上卸扣完毕后，操作手动换向阀，使开口大齿轮反转，腭板在片簧的作用下，松开抽油杆扳方，同时随腭板架退回到大齿轮中位，腭板架缺口与钳头缺口对齐复位。整个上扣或卸扣动作至此即可完成。

图2　CQ—1200型液压抽油杆钳工作原理简图
1—液压站；2—主动齿轮；3—惰轮；4—开口大齿轮；5—液压马达；6—手动换向阀

    技　术　参　数
    CQ—1200型液压抽油杆钳适用于ø15.9、ø19.1、ø21.2、ø22.2和ø25.4mm的抽油杆上卸扣，其主要技术参数为：额定扭矩1200N.m， 大扭矩1500N.m，额定转速60r/min， 转速77r/min，液压系统额定压力10MPa，液压系统 大压力12.5MPa，额定转速的供油量63L/min，移运质量45kg，外形尺寸（长×宽×高）475mm×320mm×610mm。
    室　内　试　验
    根据设计要求，对每套抽油杆钳进行了全面的试验，确保现场使用安全可靠。
    首先，对液压抽油杆钳的手动换向阀进行承压试验。用丝堵密封换向阀的出口，入口处接油泵，然后打压到12.5MPa，保压3min，再仔细检查各密封处有无渗漏现象。经检查，换向阀各密封处无渗漏现象，符合设计要求。
    其次，在液压抽油杆钳正常工作时，对其上扣扭矩进行测量。对不同规格抽油杆的上扣测扭矩试验证明，CQ—1200型液压抽油杆钳达到了设计要求，满足了抽油杆上扣所需的扭矩。
    现　场　应　用
    CQ—1200型液压抽油杆钳研制成功后，于1997年11月开始在长庆石油勘探局的3个采油厂试用。表2为采油二厂岭南作业区使用液压抽油杆钳前后的情况对比。从表中可以看出，1996和1997两年未使用液压抽油杆钳时，每年因抽油杆脱扣需修井15井次，修井费用为10余万元。而在使用液压抽油杆钳修井后，直到1999年3月，在正常的修井周期内，还没有发现抽油杆脱扣现象。在其它区块使用，也取得了同样的效果。
    结　　　论
    (1)CQ—1200型液压抽油杆钳与油管动力钳联合使用，进一步实现了修井作业的机械化，减轻了修井工人的劳动强度。
    (2)使用液压抽油杆钳能够保证不同规格抽油杆的上扣扭矩，从而减少修井次数，降低采油成本。
    (3)使用液压抽油杆钳上卸抽油杆螺纹，能大大提高修井速度。采用人力上卸抽油杆螺纹，每次 少需2人，每小时大约可起下抽油杆60根；使用液压抽油杆钳上卸抽油杆螺纹，只需1人，每小时可起下抽油杆90多根，工作效率是人工上卸扣的3倍多。