钻机大钩液压拆装装置的研制

2021-01-05蒋启珍阎永林

设备管理与维修 2020年19期

蒋启珍，阎永林

（川西钻探公司机电工程公司，四川遂宁 629001）

0 引言

大钩作为钻机提升系统的重要组成部分，需悬持整个钻柱的重量，因此结构强度要求非常高。某公司目前使用的铸造大钩，型号分别为DG225、DG315、DG450 及DG675，外形不规则，钩身和筒体采用螺纹连接，是整个大钩比较薄弱的部位。修理时，拆卸和装配钩身与筒体间的连接螺纹非常困难，既不便于固定、对中，也不便于施力，容易损坏螺纹造成大钩报废。近年，因大钩两年内必须强制探伤的规定，大钩的修理量、修理频次大幅提升，上述问题更加突出，因此需研制专用的大钩液压拆装装置。

1 结构及工作原理

大钩液压拆装装置主要由大钩支撑平台、上卸扣装置、液压系统等部分组成，通过专用的支撑工作平台和随动小车分别对钩身和筒体吊环进行固定，由液缸和丝杆微调机构调节大钩钩身位置，使其与筒体同轴。上卸扣采用钢丝绳和行车配合的方式，将钢丝绳一端用固定螺栓卡在筒体上，然后均匀缠绕在大钩筒体上，通过正向或反向缠绕来控制需要的旋转方向，用行车提升钢丝绳另一端，旋转筒体完成螺纹的拆卸和装配（图1）。为满足不同型号大钩的修理需要，配备相应的专用筒体吊环支撑座，以保证每种大钩在放置好后筒体与钩身处于同一水平面上。钩身支撑平台则包括底座、钩身支撑平台、随动小车、筒体吊环支撑座等部分

2 结构设计

2.1 底座和钩身支撑平台（图2）

图2 左侧为钩身固定装置，由钩身支撑座、导向架、钩身前支撑和压紧装置等部分组成，用于放置、调节和固定钩身。由于大钩为铸造件，外形很不规则，并且现有的大钩型号、数量多，钩身固定过程中需对钩身位置、角度进行微调，以保证其与筒体轴线的对中精度。

（1）钩身支撑座。用于支撑钩身的主要重量，承受上卸扣时产生的反扭矩力，在竖直方向进行微调以保证对中精度。主要由下部的2 组液缸微调装置和钩身支撑座组成，通过2 根销轴连接在一起。2 组液缸微调装置可分别进行调节。

（2）导向架。用于承受上卸扣时产生的反扭矩力、在水平方向进行微调以保证对中精度、承受压紧钩身时产生的拉力。配有4 套M56 横向微调顶丝可对钩身进行水平方向的调节和固定。导向架的上方固定有压紧销轴，用于连接压紧丝杆，压紧丝杆可在销轴上滑动和转动，以适应不同型号大钩钩身的压紧位置，操作也更加方便。

图1 大钩液压拆装装置

图2 底座和钩身支撑平台

（3）钩身前支撑。用于承受钩身的小部分重量，调节钩身螺纹轴线角度，保证轴线水平并与筒体对中。前支撑由支撑座、丝杆、调节螺母和支撑杆等组成，通过调节螺母调节支撑杆位置来达到支撑效果并保证钩身轴线处于水平位置。

（4）钩身压紧装置（图3）。由压紧丝杆、压紧螺母和压紧杆等组成，压紧丝杆可在销轴上滑动和转动，以适应不同型号大钩钩身的压紧位置。

2.2 随动小车和筒体吊环支撑座（图4）

（1）随动小车。起支撑和固定筒体吊环的作用。筒体吊环支撑座卡座与小车焊接成一个整体，上卸扣时筒体可随小车沿轴向平移，保证上卸扣过程顺畅。小车滚轮采用90°V 形槽滚轮，便于定位导向，保证轴线对中精度。

图3 钩身固定

图4 随动小车和筒体吊环支撑座

（2）筒体吊环支撑座。用于支撑和定位组装好的吊环、吊环座、筒体和内部的钩杆、弹簧等。为了减少对中调节的工作量，每种型号大钩配备一套专用的筒体吊环支撑座。

（3）压紧装置（图5）。大钩筒体吊环部分放置好后，先用吊环压紧装置压紧吊环部分，使吊环处于水平位置，再将吊环座压紧固定。

2.3 上卸扣装置（图6）

上卸扣装置由钢丝绳和固定螺栓组成，与行车配合使用。将专用的钢丝绳一端用固定螺栓卡在筒体上，然后均匀缠绕在大钩筒体上，通过正向或反向缠绕来控制需要的旋转方向，用行车提升钢丝绳另一端，旋转筒体来拆卸和装配大钩钩身螺纹。

图5 筒体吊环固定

3 现场应用

该装置已投入使用，效果良好。采用工装平台的锁紧和微调对大钩进行固定，可适应DG225、DG315、DG450 型大钩。对中采用液压和丝杆微调相结合的方式，省力省时，对中精度高。上卸扣仍采用传统方法，对中和固定工作完成后，将专用的钢丝绳均匀缠绕在大钩筒体上，用行车提升钢丝绳旋转筒体来达到拆卸和装配大钩钩身螺纹的目的，操作简单。能有效降低操作者的劳动强度，提高生产效率，减少丝扣损坏率，提高修理质量，确保安全生产。