專利名稱：全液壓鉆機孔端液控夾持裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種地質工程勘探設備，特別是一種全液壓鉆機孔端液控夾持裝置。
背景技術：
隨著我國國民經濟的高速發展，我國地質勘探、地熱、水井、煤層氣等的鉆探施工行業也保持了多年高速增長，勘查開發投入相應持續增加。在國內，地質勘探設備以立軸式巖心鉆機為勘探市場主力軍的局面將被打破，全液壓式巖心鉆機逐步占領了部分市場，勘探市場從淺、中孔逐步向深孔發展。水井、地熱的鉆探也趨向于全液壓式水井地熱鉆機，并向深孔發展。近些年，全液壓式鉆機已成為鉆探設備制造企業研制開發的重中之重，相應的競爭也十分激烈。可以說，鉆探市場已進入了設備大變革，大轉型的階段，而隨著勘探施工人員成本的增加，人們對勘探設備自動化，智能化的要求的也隨之提高，相對比較先進的全液壓式鉆機,將逐步成為鉆探市場的主力軍。不管是全液壓式巖心鉆機、煤層氣鉆機、水井地熱鉆機、石油鉆機，還是全液壓式工程鉆機，在施工作業時用的鉆具上、卸扣組合體裝置是作為這類鉆機必須配備的一組部件。而液壓夾持器裝置是這一組合體部件的重要組成部分，液壓夾持器裝置是上、卸扣器組合體部件反映安全、性能及成本的重要保證部分，也一直是影響評價鉆機整體性能優劣的重要組成部分。目前市場上，全液壓式鉆機配置的上、卸扣組合體部件大體有三種類型，第一種類型是配置于較小機型，比如HYDX-4、HYDX-5鉆機配置的夾持卸扣器，主要是用于繩索取心鉆桿鉆進工藝，卡緊與松開鉆具，主要靠油缸拉動或推動卡瓦座在導向斜面的移動，使卡瓦徑向位移來實現卡緊或松開鉆具的目的。這種夾持方式采用的卡瓦座軸向移動距離不大，另外鉆桿的軸線與卡瓦座導向斜面的夾角較小，松開或卡緊時，卡瓦的徑向移動距離小，松開后通過量的空間直徑小。而普通鉆進用的不同規格的鉆桿、鉆鋌、鉆頭，變徑范圍大，相對比繩索取心鉆桿工藝鉆進需要更大的通過直徑量，第一種類型的加持卸扣裝置，不太適用普鉆或用石油鉆桿鉆進的工藝施工，這種局限性導致了使用范圍窄的問題；第二種類型，一般適用于普鉆或石油鉆桿鉆進工藝的類型，主要作用于卡住和懸持井中鉆具的夾持器組件和用于鉆探作業中鉆桿、鉆鋌的上、卸扣組件，也稱鉆桿液壓動力鉗。此種類型相對結構復雜，成本較高，一般由于動力鉗價格的問題，用戶會選擇配置其它類型的上、卸扣組合體部件；第三種類型的上、卸扣組合體部件，是由三部分組成，第一部分，用于卡住和懸持井中鉆具的夾持器組件，第二部分，用于阻止鉆具轉動的油缸式被鉗組件，第三部分，用于擰緊或松開鉆桿、鉆鋌連接螺紋的油缸式主動鉗組件。這種類型的結構相對簡單，但這種直推卡緊式兩組主、被動鉗的卡緊推力油缸直徑較大，再加上主、被動組合鉗靠懸臂托著轉動，移離孔位，所以懸臂結構體積大且較重，施工時常有托懸臂變形的情況。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出一種結構簡單，操作方便，既可減輕懸臂承受工作載荷，又能保證鉆具較大通過空間的全液壓鉆機孔端液控夾持裝置。本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案是實現的，一種全液壓鉆機孔端液控夾持裝置，其特點是:包括固定在孔端工作平臺上的支撐架，在支撐架上設有鉆具通過孔，在鉆具通過孔的兩側對稱設置有左、右卡鉗，所述的卡鉗包括擺動臂和卡瓦組件，擺動臂的一端鉸接有連接座，卡瓦組件固定在連接座上，擺動臂的另一端與支撐架鉸接，在擺動臂的中部向下與擺動驅動油缸鉸接，擺動驅動油缸的缸體鉸接在支撐架上，左、右卡鉗在打開狀態下兩個卡瓦組件呈V形設置，在每個卡瓦組件下部的連接座上均設有導向坡口，所述擺動臂與連接座之間設有防止卡瓦組件在打開狀態下下垂的限位機構，左、右卡鉗在夾緊狀態下擺動臂與水平向的夾角為18-28°，在卡鉗的兩側設有與固定在支撐架上的卡瓦組件導向墻板。本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所述限位機構包括在擺動臂的前端下沿設有凸起的定位角，在連接座上設有與凸起的定位角配合的凸緣。與現有技術相比，本發明通過鉸接在支撐架上的擺動驅動油缸向下拉動左、右卡鉗，使得左、右卡鉗上的卡瓦組件向鉆具的中心靠攏夾持鉆具，達到了卡住和懸持井中鉆具的目的；通過鉸接在支撐架上的擺動驅動油缸向上推動左、右卡鉗，使得左、右卡鉗上的卡瓦組件在擺動臂的擺動下呈V形打開，對稱的卡瓦張開開口大，保證了鉆具較大通過空間的量。利用固定在支撐架上的卡瓦組件導向墻板限制卡瓦組件的位置，再通過與主動鉗的配合，組成卸扣機構，實現了反扭矩的功能，同時，使得懸臂只承受主動鉗的工作載荷，減輕了懸臂所承受的工作載荷。實現了鉆機的上、卸扣鉆具的操作，達到了操作過程的既安全、可靠，又方便。它適用于工程地質勘探，煤層氣開發、瓦斯抽放、礦山坑道通風、排水、淺、中層石油開采、水文、水井鉆進、還適用于大口徑基礎樁工程施工等。
圖1為本發明的結構示意 圖2為圖1的左視 圖3為卡鉗打開狀態結構示意 圖4為卡鉗夾緊狀態結構示意圖。
具體實施例方式一種全液壓鉆機孔端液控夾持裝置，包括固定在孔端工作平臺上的支撐架2，在支撐架2上設有鉆具通過孔，在鉆具通過孔的兩側對稱設置有左、右卡鉗，所述的卡鉗包括擺動臂4和卡瓦組件7，擺動臂4的一端鉸接有連接座6，卡瓦組件7固定在連接座6上，擺動臂4的另一端與支撐架2鉸接，在擺動臂4的中部向下與擺動驅動油缸鉸接，擺動驅動油缸的缸體I鉸接在支撐架2上，左、右卡鉗在打開狀態下兩個卡瓦組件7呈V形設置，在每個卡瓦組件7下部的連接座6上均設有導向坡口，所述擺動臂4與連接座6之間設有防止卡瓦組件7在打開狀態下下垂的限位機構，左、右卡鉗在夾緊狀態下擺動臂4與水平向的夾角為18-28°，在卡鉗的兩側設有固定在支撐架2上的卡瓦組件導向墻板5。所述卡瓦組件7包括與連接座6相連的卡瓦座，在卡瓦座上安裝有夾持鉆具的卡瓦；所述的卡瓦組件導向墻板5的形狀必須滿蓋卡瓦座移動的最大軌跡，同時，利用擺動驅動油缸向下的拉力、卡瓦組件導向墻板5的摩擦力和卡瓦組件導向墻板5的反力組合，現實了對鉆具反扭矩的功能；所述鉆具通過孔應保證能使不同規格的鉆桿、鉆鋌、鉆頭通過；所述擺動驅動油缸的活塞桿3收縮下拉擺動臂4時，連接座6也隨之帶動卡瓦組件7下落夾緊鉆具，為了防止連接座6的下頂角卡住鉆具，不能順利的使卡瓦組件7夾緊鉆具，所以在卡瓦組件7下部的連接座6上設有導向坡口，在連接座6的導向坡口與鉆具的滑動配合下，保證了卡瓦組件7可以順利的夾緊鉆具，降低了鉆具的磨損。所述限位機構包括在擺動臂的前端下沿設有凸起的定位角8，在連接座上設有與凸起的定位角8配合的凸緣9。左、右卡鉗在松開鉆具時，擺動驅動油缸的活塞桿3推動卡瓦組件7向上移動，使得兩個卡瓦組件7呈V形設置，同時，利用限位機構支撐連接座6，使得卡瓦組件7不會因為自重而下垂；在左、右卡鉗夾緊鉆具時，擺動驅動油缸的活塞桿3拉動卡瓦組件7向下移動，使得限位機構的凸起定位角8與連接座6的凸緣9分離，卡瓦組件7在導向坡口的作用下夾持鉆具。所述擺動驅動油缸的活塞桿3與靠近連接座6的一端鉸接，因為擺動驅動油缸鉸接在支撐架2下方，所述在支撐架2上設有擺動驅動油缸的活塞桿3通過的開口槽。 本設備將卡住和懸持井中鉆具的夾持功能和被動鉗的反扭矩的功能合成為一個組合體，組成了全液壓孔端液控夾持裝置。全液壓孔端液控夾持裝置在卡緊鉆桿體狀態時，加持部位在鉆桿接頭部位(敦粗部位)的下部，正好起到了防止鉆具向井中滑落的作用。該裝置通過與主動鉗組件的配合還可以組成一套卸扣裝置，這樣，使得懸臂只承受主動鉗的工作載荷，大大減輕了懸臂所承受的工作載荷。
權利要求
1.一種全液壓鉆機孔端液控夾持裝置，其特征在于:包括固定在孔端工作平臺上的支撐架，在支撐架上設有鉆具通過孔，在鉆具通過孔的兩側對稱設置有左、右卡鉗，所述的卡鉗包括擺動臂和卡瓦組件，擺動臂的一端鉸接有連接座，卡瓦組件固定在連接座上，擺動臂的另一端與支撐架鉸接，在擺動臂的中部向下與擺動驅動油缸鉸接，擺動驅動油缸的缸體鉸接在支撐架上，左、右卡鉗在打開狀態下兩個卡瓦組件呈V形設置，在每個卡瓦組件下部的連接座上均設有導向坡口，所述擺動臂與連接座之間設有防止卡瓦組件在打開狀態下下垂的限位機構，左、右卡鉗在夾緊狀態下擺動臂與水平向的夾角為18-28°，在卡鉗的兩側設有與固定在支撐架上的卡瓦組件導向墻板。
2.根據權利要求1所述的全液壓鉆機孔端液控夾持裝置，其特征在于:所述限位機構包括在擺動臂的前端下沿設有凸起的定位角，在連接座上設有與凸起的定位角配合的凸緣。
全文摘要
一種全液壓鉆機孔端液控夾持裝置，包括固定在孔端工作平臺上的支撐架，在支撐架上設有鉆具通過孔，在鉆具通過孔的兩側對稱設置有左、右卡鉗，所述的卡鉗包括擺動臂和卡瓦組件，擺動臂的一端鉸接有連接座，卡瓦組件固定在連接座上，擺動臂的另一端與支撐架鉸接，在擺動臂的中部向下與擺動驅動油缸鉸接，擺動驅動油缸的缸體鉸接在支撐架上，在卡鉗的兩側設有固定在支撐架上的卡瓦組件導向墻板。對稱的卡瓦開口大，保證了鉆具較大通過空間的量；再與主動鉗的配合，組成卸扣機構，實現了反扭矩的功能，同時，使得懸臂只承受主動鉗的工作載荷，減輕了懸臂所承受的工作載荷。實現了鉆機的上、卸扣鉆具的操作，操作過程既安全、可靠，又方便。
文檔編號E21B19/16GK103174388SQ20131012332
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者馬增福 申請人:連云港黃海機械股份有限公司