專利名稱：用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程鉆探領(lǐng)域，具體涉及一種用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)。
背景技術(shù)：
繩索取芯鉆探技術(shù)被稱為鉆探技術(shù)的第一次革命，是全球鉆探施工中應(yīng)用最廣 泛、綜合地質(zhì)效果最佳的鉆探技術(shù)。自上世紀(jì)七十年代中期我國(guó)開始推廣應(yīng)用，但在應(yīng)用廣 度和深度上與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距，利用繩索取芯鉆探技術(shù)完成的巖心鉆探工 作量仍不足全部固體巖心鉆探工作量的30%。鉆探取芯(樣)的關(guān)鍵技術(shù)是鉆探設(shè)備、鉆 具和工藝方法，它們不僅對(duì)鉆探效率、施工成本、取芯質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)等方面有重要影響， 而且對(duì)縮短整個(gè)鉆探周期有著直接的意義。目前，國(guó)內(nèi)鉆探施工的扭矩旋扣設(shè)備以液壓動(dòng) 力大鉗和擰管機(jī)為主。液壓大鉗勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合勞動(dòng)者使用，而擰管機(jī)具有減輕勞動(dòng)者 強(qiáng)度的作用。但現(xiàn)有擰管機(jī)的夾持部分通常采用墊叉，主要用于有切口鉆桿，擰卸部分為扭叉 或自由鉗；回轉(zhuǎn)部分一般為轉(zhuǎn)盤式，通過轉(zhuǎn)盤上的傳動(dòng)桿帶動(dòng)扭叉或自由鉗轉(zhuǎn)動(dòng)；助推部 分通常采用棘輪式助推機(jī)構(gòu)，即油缸推動(dòng)活塞桿，活塞桿前部帶有棘爪，棘爪推動(dòng)轉(zhuǎn)盤外側(cè) 的棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，有的還采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)擰卸鉆桿的目的，控制部分一般采用機(jī)械操 作和液壓操作。然而，現(xiàn)有擰管機(jī)存在以下缺點(diǎn)1、隨著金剛石鉆進(jìn)和繩索取芯工藝的大力推廣，外平鉆桿得到廣泛的應(yīng)用，而現(xiàn) 有擰管機(jī)都只適用于有切口鉆桿的擰卸，適用于擰卸外平鉆桿的擰管機(jī)或是兩用擰管機(jī)至 今還沒有；2、現(xiàn)有擰管機(jī)大多是固定在孔口，這讓原本有限的鉆探平臺(tái)面積更加緊張，能自 動(dòng)讓開孔口的功能已成為廣大擰管機(jī)用戶的要求；3、現(xiàn)有擰管機(jī)未能很好地解決擰卸鉆桿過程中的軸向浮動(dòng)問題，造成鉆桿絲扣磨 損的加劇，從而影響鉆桿的使用壽命；4、現(xiàn)有擰管機(jī)大多適用于中淺孔或小扭矩情況下的鉆桿擰卸，而且其沖扣或預(yù)緊 是通過打叉的沖擊完成的，擰卸過程中的沖擊對(duì)于鉆桿和設(shè)備壽命有很大影響。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有擰管機(jī)的上述問題，本實(shí)用新型提供一種用于鉆桿擰卸的液壓擰管 機(jī)，其可用于外平鉆桿擰卸，且可讓開孔口。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案一種用于鉆桿擰卸的液壓擰管 機(jī)，其特征在于包括吊鉗(1)、上鉗⑵及下鉗⑶；其中下鉗固定在孔口，用于夾緊孔內(nèi) 鉆桿；上鉗懸掛于吊鉗上端；用于夾緊鉆桿和擰卸鉆桿的上鉗(2)包括液壓馬達(dá)(36)、三位 四通閥(37)、復(fù)位機(jī)構(gòu)(38)、懸吊機(jī)構(gòu)(39)、上殼體(40)、下殼體(41)、滾動(dòng)裝置(42)、鉗 體(43)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)、動(dòng)力傳送裝置(45) 0[0011] 吊鉗l1上鉗2和下鉗3相互獨(dú)立，用于外平鉆桿的擰卸。當(dāng)需要擰緊鉆桿時(shí)，下鉗3夾緊下部鉆桿，吊鉗l將上鉗2送到孔口，鎖緊擰緊螺栓95，使其壓縮彈簧C 92，使制動(dòng)盤座9l和顎板架82壓緊，通過兩者之間的摩擦使坡板8l和顎板82發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，上鉗2的液壓馬達(dá)36帶動(dòng)主動(dòng)齒輪97逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過中間齒輪組98，驅(qū)動(dòng)開口齒輪79旋轉(zhuǎn)，顎板架82在顎板82的限位下向孔口移動(dòng)夾緊鉆桿，夾緊鉆桿后，松開擰緊螺栓95，顎板82和開口齒輪79一起旋轉(zhuǎn)，從而擰緊鉆桿，然后吊鉗3將上鉗2吊離孔口。當(dāng)需要松卸鉆桿時(shí)，下鉗3夾緊下部鉆桿，吊鉗l將上鉗2送到孔口，鎖緊擰緊螺栓95，使其壓縮彈簧C 92，使制動(dòng)盤座9l和顎板架82壓緊，通過兩者之間的摩擦使坡板8l和顎板82發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，上鉗2的液壓馬達(dá)36帶動(dòng)主動(dòng)齒輪97順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過中間齒輪組98，驅(qū)動(dòng)開口齒輪79旋轉(zhuǎn)，顎板架83在顎板82的限位下向孔口移動(dòng)夾緊鉆桿，夾緊鉆桿后，松開擰緊螺栓95，顎板82和開口齒輪79一起旋轉(zhuǎn)，從而松卸鉆桿。在擰緊或松卸鉆桿時(shí)，浮動(dòng)裝置12中的彈簧a 30處于自由狀態(tài)，當(dāng)擰緊鉆桿時(shí)，彈簧a 30被伸長(zhǎng)，當(dāng)松卸鉆桿時(shí)，彈簧a 30被壓縮，避免鉆桿螺紋損傷。[oo12] 本實(shí)用新型的擰管機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)[oo13] 1．采用吊鉗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用于擰管機(jī)的讓開孔口，解決孔口空間小的問題，方便勞動(dòng)工人在孔口操作。[oo14] 2．適用于繩索取芯工藝中外平鉆桿的機(jī)械化擰卸，可實(shí)現(xiàn)擰緊1浮動(dòng)1沖扣等全部動(dòng)作，扭矩大1體積小1工作可靠安全。[oo15] 3．上鉆時(shí)能為鉆桿提供預(yù)緊力，下鉆時(shí)能為鉆桿提供大扭矩沖扣力。[oo16] 4．采用彈簧解決了鉆桿的浮動(dòng)問題，避免了鉆桿絲扣的磨損，延長(zhǎng)了鉆桿的壽命。[oo17] 5．本實(shí)用新型的擰管機(jī)采用液壓控制，并且與鉆機(jī)共用液壓站，減小了擰管機(jī)體積，節(jié)省了成本。[oo18] 本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于礦山1地質(zhì)1水利水電1煤炭1石油1天然氣1海洋等工程勘探中涉及外平(或帶切口)鉆桿擰卸的工作場(chǎng)合，極大地降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。


[oo19] 圖l為本實(shí)用新型的擰管機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 圖2為本實(shí)用新型的擰管機(jī)中吊鉗l的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021] 圖3為本實(shí)用新型的吊鉗中旋轉(zhuǎn)裝置8的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022] 圖4為本實(shí)用新型的吊鉗中平移裝置lo的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023] 圖5為本實(shí)用新型的擰管機(jī)中浮動(dòng)裝置12的結(jié)構(gòu)示意圖；[0024] 圖6為本實(shí)用新型的擰管機(jī)中上鉗2的結(jié)構(gòu)示意圖；[0025] 圖7為本實(shí)用新型的上鉗中復(fù)位結(jié)構(gòu)38的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026] 圖8為本實(shí)用新型的上鉗中懸吊結(jié)構(gòu)39的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027] 圖9為本實(shí)用新型的上鉗中滾動(dòng)裝置42的結(jié)構(gòu)示意圖；[0028] 圖lo為本實(shí)用新型的上鉗中鉗體43的結(jié)構(gòu)示意圖；[0029] 圖11為本實(shí)用新型的鉗體中夾持鉗組83的結(jié)構(gòu)示意圖；[0030] 圖12為本實(shí)用新型的上鉗中制動(dòng)機(jī)構(gòu)44的結(jié)構(gòu)示意圖；[0031]圖13為本實(shí)用新型的上鉗中動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)45的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本實(shí)用新型的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)中中間齒輪組98的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本實(shí)用新型的下鉗3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-吊鉗，2-上鉗，3-下鉗，4-底板a，5_加強(qiáng)筋，6_立柱，7_抱箍，8_旋轉(zhuǎn)裝 置，9-工字鋼，10-平移裝置，11-吊鉤，12-浮動(dòng)裝置，14-軸用彈性擋圈a，15-深溝球軸承 a, 16-心軸，17-定位扳手，18-鎖緊螺母a，19-緊定螺釘a，20-軸承套，21-推力球軸承， 22-吊鉤軸，23-吊鉤軸套，24-支承軸，25-滑輪軸，26-滑輪，27-吊梁板，28-彈簧導(dǎo)桿， 29-吊筒蓋，30-彈簧a，31-吊筒，32-彈簧擋圈，33-鎖緊螺母b，34-開口銷a，35-鉗體吊 筒，36-液壓馬達(dá)，37-三位四通閥，38-復(fù)位機(jī)構(gòu)，39-懸吊機(jī)構(gòu)，40-上殼體，41-下殼體， 42-滾動(dòng)裝置，43-鉗體，44-制動(dòng)機(jī)構(gòu)，45-動(dòng)力傳送裝置，46-凸輪座，47-轉(zhuǎn)向柄，48-轉(zhuǎn) 向軸，49-鋼球，50-彈簧b，51-緊定螺釘b，52-銷軸，53-滾輪a，54-轉(zhuǎn)位支軸，55-扶手， 56-控制桿，57-手柄，58-手柄桿，59-撥叉，60-調(diào)位桿，61-螺母桿，62-開口銷b，63-短調(diào) 位桿，64-轉(zhuǎn)位桿，65-支座軸，66-支座，67-鎖緊螺釘a，68-吊耳，69-聯(lián)接螺栓a，70-吊柱， 71-吊梁，72-緊定螺釘c，73-吊梁螺母，74-滾輪軸a，75-深溝球軸承b，76-螺母a，77-開 口齒輪蓋，78-連接螺釘a，79-開口齒輪，80-連接螺釘b，81-坡板，82-顎板架，83-夾持鉗 組，84-弓彈簧，85-顎板，86-滾輪軸b，87-鎖緊螺釘b，88-滾輪b，89-彈簧壓板，90-卡瓦 a, 91-制動(dòng)盤座，92-彈簧c，93-靜盤，94-動(dòng)盤，95-擰緊螺栓，96-深溝球軸承c，97-主動(dòng) 齒輪，98-中間齒輪組，99-鎖緊螺釘c，100-中間齒輪軸，101-軸用彈性擋圈b，102-中間齒 輪，103-孔用彈性擋圈，104-深溝球軸承d，105-下鉗架，106-偏心塊，107-凸輪，108-偏心 塊軸，109-同步連桿，110-限位板，111-底板b，112-螺母b，113-卡瓦b，114-聯(lián)接螺栓b， 115-限位槽，116-銷釘。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)主要由以下幾部分組成(一)吊鉗用于懸吊上鉗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)讓開孔口，可使擰管機(jī)在不需要使用時(shí)退到 孔邊，便于勞動(dòng)者在孔口操作；(二)上鉗擰管機(jī)的核心部件，主要用于完成上節(jié)鉆桿的夾持、擰緊和沖扣等動(dòng)作。(三)下鉗下鉗夾住孔口下節(jié)鉆桿，支撐鉆桿孔內(nèi)鉆桿的自重，克服預(yù)緊或沖扣 扭矩，防止隨上部鉆桿的擰卸在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)或打滑。(四)浮動(dòng)裝置使得在擰緊或拆卸鉆桿時(shí)，上下夾持系統(tǒng)可沿鉆桿軸向伸縮調(diào) 節(jié)，從而減小工作阻力，避免鉆桿螺紋損傷。彈簧導(dǎo)桿觀和彈簧a 30解決擰緊或松開鉆桿 過程中鉆桿軸向的伸縮浮動(dòng)問題。(五)液壓控制系統(tǒng)部分本擰管機(jī)采用液壓控制，擰管機(jī)所有動(dòng)作液壓閥操控， 并借用鉆機(jī)上液壓泵站提供動(dòng)力。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)包括吊鉗1、上鉗2、下 鉗3和浮動(dòng)裝置12。上鉗2通過浮動(dòng)裝置12與吊鉤11相連。如圖2，、圖3、圖4所示，吊鉗1包括底板a 4、加強(qiáng)筋5、立柱6、抱箍7、旋轉(zhuǎn)裝置 8、工字鋼9、平移裝置10、吊鉤11。旋轉(zhuǎn)裝置8包括軸用彈性擋圈a 14、深溝球軸承a 15、心軸16、定位扳手17、鎖緊螺母a 18、緊定螺釘a 19、軸承套20、推力球軸承21。平移裝置 10包括吊鉤軸22、吊鉤軸套23、支承軸M、滑輪軸25、滑輪26、吊梁板27。底板a 4、加強(qiáng) 筋5、立柱6焊接在一起，并通過抱箍7鎖緊，用地腳螺釘將焊接件固定在孔邊，旋轉(zhuǎn)裝置8 通過心軸16和深溝球軸承a 15安裝在空心立柱內(nèi)，并繞立柱旋轉(zhuǎn)，工字鋼9通過螺釘連接 在旋轉(zhuǎn)裝置8的心軸16上，平移裝置10用兩個(gè)支承軸M將兩塊吊梁板27安裝在工字鋼 9的兩側(cè)，并通過四個(gè)滑輪沈坐在工字鋼9上，使其能沿工字鋼9來回運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過吊鉤 軸22連接吊鉤11，整個(gè)裝置主要起讓開孔口的作用。如圖5所示，浮動(dòng)裝置12包括彈簧導(dǎo)桿28、吊筒蓋四、彈簧a 30、吊筒31、彈簧擋 圈32、鎖緊螺母b33、開口銷a 34、鉗體吊筒35。彈簧導(dǎo)桿觀伸入吊筒31內(nèi)，吊筒31內(nèi)放 有彈簧a 30，并在彈簧a 30底端有彈簧擋圈32，用雙頭鎖緊螺母b33和開口銷a 34固定。 這樣彈簧處于自由狀態(tài)，可使得鉆桿能在擰緊或松卸鉆桿時(shí)自動(dòng)浮動(dòng)，從而防止鉆桿絲扣 破壞，延長(zhǎng)鉆桿壽命。吊筒31后端接有鉗體吊筒35，用于懸吊上鉗2。如圖6顯示本實(shí)用新型的擰管機(jī)的上鉗2，其為本實(shí)用新型的擰管機(jī)的核心部件。 上鉗2包括液壓馬達(dá)36、三位四通閥37、復(fù)位機(jī)構(gòu)38、懸吊機(jī)構(gòu)39、上殼體40、下殼體41、 滾動(dòng)裝置42、鉗體43、制動(dòng)機(jī)構(gòu)44、動(dòng)力傳送裝置45。液壓馬達(dá)36和三位四通閥37通過 花鍵與動(dòng)力傳送裝置45相連上殼體40和下殼體41通過3個(gè)銷軸進(jìn)行定位，使兩者能完全蓋合。如圖7顯示本實(shí)用新型的上鉗中的復(fù)位機(jī)構(gòu)38，其包括凸輪座46、轉(zhuǎn)向柄47、轉(zhuǎn) 向軸48、鋼球49、彈簧b 50、緊定螺釘b 51、銷軸52、滾輪a 53、轉(zhuǎn)位支軸Μ、扶手55、控制 桿56、手柄57、手柄桿58、撥叉59、調(diào)位桿60、螺母桿61、開口銷b 62、短調(diào)位桿63、轉(zhuǎn)位桿 64、支座軸65、支座66。所述復(fù)位包括開口齒輪缺口與殼體缺口的對(duì)正，以及開口齒輪缺 口與顎板缺口的對(duì)正。轉(zhuǎn)向軸48半圓槽口的一端與和顎板架82連接的限位柱相連，另一 端通過開口齒輪蓋77、凸輪座46和轉(zhuǎn)向柄47，凸輪座46用兩個(gè)螺釘固定在開口齒輪蓋77 上，滾輪a 53通過銷軸52與控制桿56連接，控制桿56通過轉(zhuǎn)位支軸M固定在上殼體40 上，扶手陽固定在上殼體40上，手柄57和撥叉59通過螺紋與手柄桿58連接成一體，連接 體固定在扶手55上，控制桿56和調(diào)位桿60連接在撥叉59的槽內(nèi)，調(diào)位桿60通過螺母桿 61、開口銷b 62、短調(diào)位桿63、轉(zhuǎn)位桿64、支座軸65、支座66連接在三位四通閥37上，當(dāng)擰 緊或松卸完鉆桿需要復(fù)位時(shí)，先掰動(dòng)轉(zhuǎn)向柄47，轉(zhuǎn)向軸48隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向軸48下端的半圓 槽口轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使顎板架82和開口齒輪79對(duì)正，然后向左擺動(dòng)手柄57，控制桿56繞轉(zhuǎn) 位支軸討向右擺動(dòng)，當(dāng)開口齒輪79轉(zhuǎn)動(dòng)到控制桿56位置時(shí)，滾輪a 53與凸輪座46相卡， 使開口齒輪79和殼體的缺口對(duì)正。這樣所有的零部件都與缺口對(duì)正，從而方便擰管機(jī)移開 孔口。如圖8顯示本實(shí)用新型的上鉗的懸吊機(jī)構(gòu)39，其包括鎖緊螺釘a 67、吊耳68、聯(lián) 接螺栓a 69、吊柱70、吊梁71、緊定螺釘c 72、吊梁螺母73。兩桿吊柱70通過聯(lián)接螺栓a 69與上殼體40上的吊耳68相連，用鎖緊螺釘a 67定位，兩桿吊柱70通過兩個(gè)緊定螺釘c 72與吊梁71連接，吊梁螺母73的一端通過螺紋連接在吊梁71上，另一端通過螺栓與鉗體 吊筒35連接，從而起到懸吊上鉗的作用。如圖9顯示本實(shí)用新型的上鉗的滾動(dòng)裝置42，其包括滾輪軸a 74、深溝球軸承b 75、螺母a 76。21對(duì)滾動(dòng)裝置42分布在上下兩部分中，上面10對(duì)，下面11對(duì)。下面的11對(duì)滾動(dòng)裝置安裝在下殼體41的11個(gè)孔內(nèi)，上面的10對(duì)滾動(dòng)裝置安裝在上殼體40的孔內(nèi)， 與下面的11對(duì)滾動(dòng)裝置一起承受開口齒輪79的徑向力。如圖10為上鉗的鉗體43，其包括開口齒輪蓋77、連接螺釘a 78、開口齒輪79、連 接螺釘b 80、坡板81、顎板架82、夾持鉗組83、弓彈簧84，限位槽115。開口齒輪蓋77通過 5個(gè)連接螺釘a 78與開口齒輪79連接，開口齒輪7坐在下殼體41內(nèi)，通過滾動(dòng)裝置42徑 向定位，四塊坡板81放在開口齒輪79的槽內(nèi)，并通過8個(gè)連接螺釘b 80與開口齒輪79相 連，顎板架82坐在開口齒輪79上，兩塊夾持鉗組83放在顎板架82的限位槽中，兩塊夾持 鉗組83通過弓彈簧84連接。當(dāng)需要擰緊鉆桿時(shí)，先通過制動(dòng)機(jī)構(gòu)44使顎板架82不動(dòng)，開 口齒輪79轉(zhuǎn)動(dòng)，夾持鉗組83在坡板81和顎板架82的限位槽的作用下向孔方面移動(dòng)，從而 夾緊鉆桿。如圖11顯示鉗體43中的夾持鉗組83，其包括顎板85、滾輪軸b 86、鎖緊螺釘b 87、滾輪b 88、彈簧壓板89、卡瓦a 90?？ㄍ遖 90直接放在顎板85的槽內(nèi)，當(dāng)卡瓦a 90磨 損時(shí)，只需要把其從槽內(nèi)拿出，更換新卡瓦即可。彈簧壓板89用于壓緊弓彈簧84。滾輪b 88通過滾輪軸b 86和顎板85連接，并用鎖緊螺釘b 87鎖緊，滾輪b 88沿著開口齒輪79 的圓形槽內(nèi)和坡板81運(yùn)動(dòng)，用于夾緊鉆桿。如圖12顯示本實(shí)用新型的上鉗的制動(dòng)機(jī)構(gòu)44，其包括制動(dòng)盤座91、彈簧c 92、靜 盤93、動(dòng)盤94、擰緊螺栓95。制動(dòng)盤座91通過4個(gè)螺釘與顎板架82相連，兩塊動(dòng)盤94安 裝在靜盤93的兩側(cè)，同時(shí)在制動(dòng)盤座91和靜盤93之間安裝有5段彈簧c 92，每段彈簧都 套有擰緊螺栓95，靜盤93卡在下殼體41的三個(gè)槽中。制動(dòng)機(jī)構(gòu)44主要用于使坡板81和 顎板架82發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)需要擰緊鉆桿時(shí)，先擰動(dòng)擰緊螺栓95，使其壓縮彈簧c 92，通 過動(dòng)盤94和靜盤93壓緊制動(dòng)盤座91，通過摩擦使顎板架82和坡板81發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而 夾緊鉆桿，當(dāng)夾緊鉆桿后，松開擰緊螺栓95，使彈簧c 92回自由狀態(tài)，使顎板架82隨坡板 81 —起運(yùn)動(dòng)，借此實(shí)現(xiàn)鉆桿的擰卸。如圖13顯示本實(shí)用新型的上鉗的動(dòng)力傳送裝置45，其包括深溝球軸承c 96、主動(dòng) 齒輪97、中間齒輪組98。主動(dòng)齒輪97通過深溝球軸承c 96安裝在下殼體41的孔內(nèi)，液壓 馬達(dá)36通過花鍵與主動(dòng)齒輪97相連，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪運(yùn)動(dòng)，為防止開口齒輪79的缺口與主 動(dòng)齒輪嚙合時(shí)不能傳遞力矩，而采用兩個(gè)中間齒輪組98，來將主動(dòng)齒輪97上的扭矩傳遞到 開口齒輪79。如圖14顯示本實(shí)用新型的動(dòng)力傳送裝置中的中間齒輪組98，其包括鎖緊螺釘c 99、中間齒輪軸100、軸用彈性擋圈b 101、中間齒輪102、孔用彈性擋圈103、深溝球軸承d 104。中間齒輪組98主要起惰輪的作用，只用來傳遞扭矩。在中間齒輪102中放入兩對(duì)深 溝球軸承d 104，中間用孔用彈性擋圈103隔開，同時(shí)用兩個(gè)軸用彈性擋圈b 101對(duì)兩對(duì)深 溝球軸承d 104進(jìn)行軸向定位，中間齒輪軸100通過鎖緊螺釘c 99與上殼體40相連，從而 使中間齒輪軸100在運(yùn)動(dòng)過程中保持不動(dòng)。如圖15顯示本實(shí)用新型的下鉗3，其一方面用于克服孔內(nèi)的鉆桿自重，另一方面 用于克服沖扣扭矩。下鉗3包括下鉗架105、偏心塊106、凸輪107、偏心塊軸108、同步連桿 109、限位板110、底板b 111、螺母b 112、卡瓦b 113、聯(lián)接螺栓b 114，銷釘116。兩限位 板110與底板b 111焊接，底板b 111上設(shè)有鉆桿通過孔，兩個(gè)偏心塊106的一端在下鉗架 105的限位槽內(nèi)，另一端放在底板b 111和限位板的焊接件中，并通過偏心塊軸108與焊接件連接，偏心塊軸108上的兩個(gè)螺紋孔與偏心塊上的兩個(gè)螺紋孔配合，通過聯(lián)接螺栓b 114 將兩者固定，凸輪107通過平鍵與偏心塊軸108連接，并通過螺母b 112鎖緊，同時(shí)，同步連 桿109通過銷釘與凸輪107上的孔連接，卡瓦b 113放在焊接件的槽內(nèi)，當(dāng)鉆桿通過底板b 111的孔時(shí)，兩偏心塊106帶動(dòng)兩同步連桿109繞兩個(gè)偏心塊軸108旋轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)卡 瓦b 113向孔口移動(dòng)，從而夾緊鉆桿。在工作過程中當(dāng)在鉆探過程中需要上鉆桿時(shí)，下鉗3通過同步凸輪機(jī)構(gòu)(偏心塊 106、凸輪107、偏心塊軸108、同步連桿109)對(duì)孔內(nèi)鉆桿夾緊。吊鉗1懸吊上鉗2轉(zhuǎn)動(dòng)一定 角度將上鉗2移到孔口，調(diào)節(jié)吊鉗1的旋轉(zhuǎn)裝置8和平移裝置10，使鉆桿位于上鉗2的孔中 心。擰動(dòng)擰緊螺栓95，通過動(dòng)盤94和靜盤93壓縮彈簧c 92，同時(shí)壓緊制動(dòng)盤座91，通過摩 擦使顎板架82保持不動(dòng)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36帶動(dòng)主動(dòng)齒輪97旋動(dòng)，通過中間齒 輪組98將大扭矩傳遞給開口齒輪79，坡板81和顎板架82發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，夾持鉗組83在坡 板81和顎板架82槽的共同作用下沿孔口方向移動(dòng)，從而夾緊鉆桿。鉆桿夾緊后，松開擰緊 螺栓95，使彈簧c 92處于自由狀態(tài)，顎板架82和坡板81不再發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，顎板架82隨 開口齒輪79 —起旋轉(zhuǎn)，從而擰緊鉆桿。擰緊完成后，掰動(dòng)轉(zhuǎn)向柄47，轉(zhuǎn)向軸48隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn) 向軸48下端的半圓槽口轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使顎板架82和開口齒輪79對(duì)正，然后向左擺動(dòng)手 柄57，控制桿56繞轉(zhuǎn)位支軸M逆時(shí)針擺動(dòng)，當(dāng)開口齒輪79轉(zhuǎn)動(dòng)到控制桿56位置時(shí)，滾輪 a 53與凸輪座46相卡，使開口齒輪79和殼體的缺口對(duì)正。這樣所有的零部件都與缺口對(duì) 正，通過吊鉗1將上鉗2移到鉆探平臺(tái)邊上，整個(gè)擰緊過程完成。當(dāng)需要松卸鉆桿時(shí)，下鉗3通過同步凸輪機(jī)構(gòu)(偏心塊106、凸輪107、偏心塊軸 108、同步連桿109)對(duì)孔內(nèi)鉆桿夾緊。吊鉗1懸吊上鉗2轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度將上鉗2移到孔口， 調(diào)節(jié)吊鉗1的旋轉(zhuǎn)裝置8和平移裝置10，使鉆桿位于上鉗2的孔中心。擰動(dòng)擰緊螺栓95， 通過動(dòng)盤94和靜盤93壓縮彈簧c 92，同時(shí)壓緊制動(dòng)盤座91，通過摩擦使顎板架82保持不 動(dòng)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36，讓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主動(dòng)齒輪97旋動(dòng)，通過中間齒輪組98將大 扭矩傳遞給開口齒輪79，坡板81和顎板架82發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，夾持鉗組83在坡板81和顎板 架82槽的共同作用下沿孔口方向移動(dòng)，從而夾緊鉆桿，鉆桿夾緊后，松開擰緊螺栓95，使彈 簧c 92處于自由狀態(tài)，顎板架82和坡板81不再發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，顎板架82隨開口齒輪79 一起旋轉(zhuǎn)，從而起到松卸鉆桿的作用。松卸完成后，掰動(dòng)轉(zhuǎn)向柄47，轉(zhuǎn)向軸48隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn) 向軸48下端的半圓槽口轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使顎板架82和開口齒輪79對(duì)正，然后向左擺動(dòng)手 柄57，控制桿56繞轉(zhuǎn)位支軸M逆時(shí)針擺動(dòng)，當(dāng)開口齒輪79轉(zhuǎn)動(dòng)到控制桿56位置時(shí)，滾輪 a 53與凸輪座46相卡，使開口齒輪79和殼體的缺口對(duì)正。這樣所有的零部件都與缺口對(duì) 正，通過吊鉗1將上鉗2移到鉆探平臺(tái)邊上，整個(gè)松卸過程便完成。
權(quán)利要求1.一種用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于包括吊鉗(1)、上鉗(2)及下鉗(3)； 其中下鉗固定在孔口，用于夾緊孔內(nèi)鉆桿；上鉗懸掛于吊鉗上端；用于夾緊鉆桿和擰卸鉆 桿的上鉗( 包括液壓馬達(dá)(36)、三位四通閥(37)、復(fù)位機(jī)構(gòu)(38)、懸吊機(jī)構(gòu)(39)、上殼體 (40)、下殼體(41)、滾動(dòng)裝置(42)、鉗體(43)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)(44)、動(dòng)力傳送裝置(45) 0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于復(fù)位機(jī)構(gòu)(38) 包括凸輪座(46)、轉(zhuǎn)向柄(47)、轉(zhuǎn)向軸(48)、鋼球(49)、彈簧b (50)、緊定螺釘b (51)、銷 軸(52)、滾輪a(53)、轉(zhuǎn)位支軸(M)、扶手(55)、控制桿(56)、手柄(57)、手柄桿(58)、撥叉 (59)、調(diào)位桿(60)、螺母桿(61)、開口銷b(62)、短調(diào)位桿(63)、轉(zhuǎn)位桿(64)、支座軸(65)、 支座(66)；轉(zhuǎn)向軸08)連接顎板架(82)、開口齒輪蓋(77)、凸輪座06)和轉(zhuǎn)向柄07)， 凸輪座G6)通過螺栓與開口齒輪蓋(77)相連，轉(zhuǎn)向柄07)孔內(nèi)安裝有鋼球G9)和彈簧 b (50)，并用緊定螺釘b (51)鎖緊，控制桿(56)通過轉(zhuǎn)位支軸(54)與上殼體(40)相連，滾 輪a (5 通過銷軸(5 與控制桿(56)連接，扶手(5 通過螺釘與上殼體00)相連，手 柄(57)和撥叉(59)與手柄桿(58)兩端的螺紋連接，撥叉(59)通過螺栓固定在扶手(55) 上，控制桿(56)和調(diào)位桿(60)連接在撥叉(59)內(nèi)，螺母桿(61)與調(diào)位桿(60)通過螺紋 連接，螺母桿(61)與短調(diào)位桿(63)相連，并通過開口銷b(62)限位，短調(diào)位桿(63)與轉(zhuǎn)位 桿(64)通過螺紋連接，轉(zhuǎn)位桿(64)通過螺栓鉸接與支座軸(6 連接，支座軸(6 通過支 座(66)與三位四通閥(37)固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于懸吊機(jī)構(gòu)(39)包 括鎖緊螺釘a(67)、吊耳(68)、聯(lián)接螺栓a(69)、吊柱(70)、吊梁(71)、緊定螺釘c (72)、吊梁 螺母(73)；吊耳(68)焊接在上殼體^))表面，吊柱(70)通過聯(lián)接螺栓a(69)固定在吊耳 (68)內(nèi)，吊梁(71)穿過吊柱(70)，并用緊定螺釘c (72)固定，吊梁螺母(73)與吊梁(71) 連接，使其能與吊鉗(1)中的鉗體吊筒(3 —起懸吊上鉗部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于滾動(dòng)裝置G2)包 括滾輪軸a (74)、深溝球軸承b (75)、螺母a (76)；每個(gè)滾輪軸a (74)上連接有兩對(duì)深溝球軸 承b (75)，整個(gè)擰管機(jī)共有21組滾動(dòng)裝置，上面10組、下面11組地分布在擰管機(jī)的上下殼 體內(nèi)，并用螺母a(76)擰緊，下面11組滾動(dòng)裝置緊靠開口齒輪(79)，使開口齒輪徑向定位， 同時(shí)當(dāng)開口齒輪(79)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)滾動(dòng)裝置一起轉(zhuǎn)動(dòng)；上面有10組滾動(dòng)裝置，與開口齒輪 蓋(77)緊靠，和下面11組滾動(dòng)裝置一起使鉗體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于鉗體G3)包括開 口齒輪蓋(77)、連接螺釘a(78)、開口齒輪(79)、連接螺釘b (80)、坡板(81)、顎板架(82)、 夾持鉗組(83)、弓彈簧(84)；開口齒輪蓋(77)通過連接螺釘a(78)與開口齒輪(79)連接， 4塊坡板(81)通過8個(gè)連接螺釘b(80)固定在開口齒輪(79)內(nèi)，顎板架(8 座在開口齒 輪(79)內(nèi)，2個(gè)夾持鉗組(83)放在顎板架(82)的限位槽(115)內(nèi)，當(dāng)顎板架(82)不轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)夾持鉗組(8 只能沿孔口方向移動(dòng)，從而夾緊孔內(nèi)鉆桿，弓彈簧(84)主要用來連接2個(gè) 夾持鉗組(83)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于夾持鉗組(83)包 括顎板(85)、滾輪軸b (86)、鎖緊螺釘b (87)、滾輪b (88)、彈簧壓板(89)、卡瓦a(90)；顎板 (85)和滾輪b (88)通過滾輪軸b (86)連接，彈簧壓板(89)用于壓緊彈簧，通過螺釘與顎板 (85)聯(lián)接，卡瓦a (90)安裝在顎板(85)的槽中；當(dāng)卡瓦磨損后需要更換時(shí)，只需要將卡瓦a從顎板槽中拿出即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于制動(dòng)機(jī)構(gòu)G4)包 括制動(dòng)盤座(91)、彈簧c (92)、靜盤(93)、動(dòng)盤(94)、擰緊螺栓(95)；當(dāng)需要夾緊鉆桿時(shí)，為 了使坡板(81)和顎板架(8 發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，首先要固定顎板架(82)，這里通過7個(gè)擰緊螺 栓(％)擰緊，壓縮彈簧c (92)，使制動(dòng)盤座(91)和顎板架(8 壓緊，通過兩者之間的摩擦 讓顎板架(8 不隨坡板(81)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)夾緊鉆桿后，松開擰緊螺栓(95)，彈簧(:(9 回原長(zhǎng) 狀態(tài)，顎板架(8 隨坡板(81) —起運(yùn)動(dòng)；靜盤(9 卡在下殼體的缺口內(nèi)，使擰卸鉆桿過程 中靜盤(9 不隨開口齒輪(79)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)動(dòng)盤(94)分布在靜盤(9 的兩側(cè)，在靜盤(93) 的限位下隨開口齒輪(79) —起旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于動(dòng)力傳送裝置 (45)包括深溝球軸承c (96)、主動(dòng)齒輪(97)、中間齒輪組(98)；液壓馬達(dá)(36)通過花鍵與 主動(dòng)齒輪(97)相連，主動(dòng)齒輪(97)通過深溝球軸承c (96)安裝在下殼體Gl)內(nèi)，主動(dòng)齒輪 (97)通過中間齒輪組(98)將動(dòng)力傳遞給開口齒輪(79)，其中中間齒輪組(98)包括鎖緊螺 釘c(99)，中間齒輪軸(100)，軸用彈性擋圈b(101)，中間齒輪(102)，孔用彈性擋圈(103)， 深溝球軸承d(104)；中間齒輪軸(100)通過鎖緊螺釘c(99)固定在上殼體(40)，在中間齒 輪(10 中安裝兩對(duì)深溝球軸承d(104)，上下通過2個(gè)軸用彈性擋圈b (101)進(jìn)行定位，兩 對(duì)深溝球軸承間用孔用彈性擋圈(10 分開，當(dāng)主動(dòng)齒輪(97)帶動(dòng)中間齒輪(10 轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，中間齒輪(102)隨深溝球軸承d(104) —起轉(zhuǎn)動(dòng)，中間齒輪軸(100)不動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于吊鉗(1)包括底 板乂4)、四根加強(qiáng)筋(5)、立柱(6)、抱箍(7)、旋轉(zhuǎn)裝置(8)、工字鋼(9)、平移裝置(10)、吊 鉤(11)、浮動(dòng)裝置(1 ；旋轉(zhuǎn)裝置(8)包括軸用彈性擋圈a(14)、深溝球軸承a(15)、心軸 (16)、定位扳手(17)、鎖緊螺母a(18)、緊定螺釘a(19)、軸承套(20)、推力球軸承01)，其安 裝在立柱(6)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)裝置(8)的心軸(16)通過深溝球軸承和推力球軸承繞 立柱(6)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需要固定時(shí)，通過定位扳手(17)和鎖緊螺母a(18)壓緊心軸(16)；工字鋼 (9)與旋轉(zhuǎn)裝置(8)通過4個(gè)螺栓相連，繞立柱(6)旋轉(zhuǎn)；平移裝置(10)包括吊鉤軸(22)、 吊鉤軸套(23)、支承軸(M)、滑輪軸(25)、滑輪06)、吊梁板07)，吊鉤(11)通過吊鉤軸 (22)與吊梁板、2Τ)相連，滑輪06)通過滑輪軸0 與吊梁板、2Τ)相連，整個(gè)平移裝置通 過四個(gè)滑輪06)沿工字鋼方向移動(dòng)；浮動(dòng)裝置(1 包括彈簧導(dǎo)桿(觀)、吊筒蓋( )、彈簧 a(30)、吊筒(31)、彈簧擋圈(32)、鎖緊螺母b(33)、開口銷a(34)、鉗體吊筒(35)，其通過彈 簧導(dǎo)桿08)與吊鉤(11)連接，通過彈簧a(30)解決擰卸鉆桿螺紋時(shí)的浮動(dòng)問題，防止絲扣 破壞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，其特征在于下鉗(3)包括 下鉗架(105)，偏心塊(106)，凸輪(107)，偏心塊軸(108)，同步連桿(109)，限位板(110)， 底板b (111)，螺母b (112)，卡瓦b (113)，聯(lián)接螺栓b (114)；兩限位板(110)與底板b (111) 焊接，底板b(lll)上設(shè)有鉆桿通過孔，兩個(gè)偏心塊(106)的一端在下鉗架(10 的限位槽 內(nèi)，另一端放在底板b(lll)和限位板(110)的組成的焊接件中，偏心塊軸(108)穿的限位 板(110)，偏心塊軸(108)上的兩個(gè)螺紋孔與偏心塊上的兩個(gè)螺紋孔配合，通過聯(lián)接螺栓 b(114)將兩者固定，凸輪(107)通過平鍵與偏心塊軸(108)聯(lián)接，并通過螺母鎖緊， 同時(shí)，同步連桿(109)通過銷釘(116)與凸輪(107)連接，卡瓦b (113)放在底板b (111)和限位板(Iio)的組成的焊接件中，當(dāng)鉆桿穿過底板b(lll)時(shí)，兩個(gè)偏心塊(106)帶動(dòng)兩同 步連桿(109)繞兩個(gè)偏心塊軸(108)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)卡瓦b(113)向孔口移動(dòng)，從而夾 緊鉆桿。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于鉆桿擰卸的液壓擰管機(jī)，涉及工程鉆探領(lǐng)域。其主要包括上鉗體、下鉗體和吊鉗三部分。其中下鉗體固定在孔口，用于夾持孔內(nèi)鉆桿，防止落桿事件發(fā)生；上鉗體是擰管機(jī)的主體部分，用于實(shí)現(xiàn)上部鉆桿的大扭矩?cái)Q卸扣，作用是夾緊鉆桿和擰卸鉆桿；吊鉗主要用于擰管機(jī)的讓開孔口，從而減小鉆井平臺(tái)的面積，減少鉆探成本。本實(shí)用新型的擰管機(jī)適用于各類鉆桿的擰卸，可實(shí)現(xiàn)鉆桿的旋扣、預(yù)緊、大扭矩沖扣等工作過程，具有體積小、重量輕，扭矩大、工作操作安全方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B19/18GK201891398SQ20102063508
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者劉德剛, 張國(guó)棟, 張琦, 曾志軍, 朱文林, 李波, 王玉丹, 許華松, 陳靜權(quán), 韓光超, 高厚秀 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢), 武漢金地探礦機(jī)械有限公司