專利名稱：兩用擰管機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆探機(jī)械，特別是一種擰管機(jī)。
鉆探工程使用的擰管機(jī)一般由下述部分組成首先是夾持部分，夾住欲擰絲扣的下部，支撐鉆桿柱重量，限制孔內(nèi)鉆桿柱轉(zhuǎn)動(dòng)；第二是擰卸部分，夾住欲擰絲扣的上部鉆桿；第三是回轉(zhuǎn)部分，帶動(dòng)擰卸部分轉(zhuǎn)動(dòng)；第四是助推部分，提供助扭矩；第五是操作部分，即控制系統(tǒng)。
現(xiàn)有擰管機(jī)中，夾持部分通常為墊叉或夾持器，前者用于有切口鉆桿，后者用于無切口的圓鉆桿。與此相應(yīng)，擰卸部分則為扭叉或自由鉗。自由鉗通常由兩塊卡瓦，一個(gè)鉗臂和兩個(gè)軸銷組成?；剞D(zhuǎn)部分一般是轉(zhuǎn)盤式的，通過轉(zhuǎn)盤上的傳動(dòng)桿帶動(dòng)扭叉或自由鉗轉(zhuǎn)動(dòng)。助推部分由油缸、助推桿、轉(zhuǎn)盤齒和助推頭組成，現(xiàn)在常用的是棘輪式助推機(jī)構(gòu)，即油缸推動(dòng)助推桿，助推桿前部帶棘爪，棘爪推動(dòng)轉(zhuǎn)盤外側(cè)的齒(即轉(zhuǎn)盤齒)轉(zhuǎn)動(dòng)。操作部分一般是液壓操作系統(tǒng)或機(jī)械操作系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)的主要不足之處如下第一，現(xiàn)有擰管機(jī)只能在上鉆卸扣時(shí)提供卸扣輔助扭矩，下鉆緊扣時(shí)則無法提供預(yù)緊輔助扭矩，致使下井鉆桿絲扣缺乏預(yù)緊力。試驗(yàn)表明，這是造成鉆桿折斷事故的重要原因，此問題長(zhǎng)期不能解決的根源就在于缺乏一種能提供預(yù)緊扭矩的擰管機(jī)。
第二，現(xiàn)有擰管機(jī)或者適用于有切口鉆桿，或者適用于無切口的圓鉆桿，即繩索取心鉆桿。在實(shí)際工作中，理想的方式是繩索取心與普通取心技術(shù)的交替使用。注意到使用有切口鉆桿的安全性、可靠性、方便性均高于無切口鉆桿，所以希望做到有切口鉆桿與無切口鉆桿的交替使用。因此需要一種既能使用夾持器與自由鉗配合擰卸無切口鉆桿，又能方便地?fù)Q成墊叉與扭叉配合擰卸有切口鉆桿的兩用擰管機(jī)。
第三，現(xiàn)有擰管機(jī)在打斜孔時(shí)采用墊高一邊的方式控制角度，不僅控制不準(zhǔn)，操縱麻煩，而且不可靠。
第四，現(xiàn)有單臂自由鉗，單臂受力，無法保證上下鉆桿的對(duì)中性，絲扣偏心受力，影響絲扣壽命。
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型提出了一種兩用預(yù)扭矩式擰管機(jī)，既能擰卸不帶切口的繩索取心圓鉆桿，又能方便地?fù)Q上墊叉和扭叉用普通操作方式擰卸帶切口鉆桿，它還設(shè)有專門的變角機(jī)構(gòu)以適應(yīng)打斜孔的需要。其最大的優(yōu)點(diǎn)還在于能提供下鉆緊扣時(shí)所需的預(yù)緊扭矩。
本實(shí)用新型的任務(wù)是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的首先將現(xiàn)有技術(shù)助推部分中只能單向助推的棘輪式助推頭改為可雙向助推的鉸接式助推頭，使得下鉆時(shí)也可提供緊扣助推扭矩作為預(yù)緊扭矩。
鉸接式助推頭由助推輪，插銷式換向機(jī)構(gòu)，及兩個(gè)鉸接式連接頭所組成，即助推桿與助推輪之間，油缸與支座之間通過軸銷形成鉸接式連接。
第二，夾持器與轉(zhuǎn)盤間采用了平面排布方式，即夾持器和轉(zhuǎn)盤都固定在擰管機(jī)本體上，夾持器在內(nèi)圈，轉(zhuǎn)盤在夾持器外圈，使夾持器的活動(dòng)套略高于轉(zhuǎn)盤平面。
本實(shí)用新型還采用了如下輔助方案完成設(shè)計(jì)任務(wù)
它有一個(gè)專門的變角機(jī)構(gòu)，它由擰管機(jī)本體兩側(cè)的兩個(gè)同軸短軸，支撐兩短軸的兩個(gè)支架及連接擰管機(jī)本體與底板的調(diào)節(jié)桿所組成。
它的插銷式換向機(jī)構(gòu)由殼體、傳力銷和彈簧所組成。
它將現(xiàn)有技術(shù)中的單臂自由鉗改為雙臂的，并且增設(shè)了扭簧。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述


圖1是本實(shí)用新型擰管機(jī)鉸接式助推機(jī)構(gòu)(包括插銷式換向機(jī)構(gòu))示意圖；圖2是本實(shí)用新型擰管機(jī)的正剖視圖；圖3是本實(shí)用新型擰管機(jī)的俯剖視圖；圖4是本實(shí)用新型擰管機(jī)的變角機(jī)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型擰管機(jī)中雙臂自由鉗圖。
本實(shí)用新型擰管機(jī)中鉸接式助推機(jī)構(gòu)如
圖1所示，(參看圖3)它由轉(zhuǎn)盤齒1、助推輪2、油缸3、助推桿7、軸銷8及插銷式換向機(jī)構(gòu)所組成。
從圖3中可以看到，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)盤齒1就是帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的軸套，現(xiàn)有技術(shù)是在它的外側(cè)圓柱面上加工出一圈齒，本實(shí)用新型則是在它的外側(cè)圓柱面上打出等間距的一圈孔。
助推桿7與助推輪2之間及油缸3與支座4之間通過兩個(gè)軸銷8形成一對(duì)鉸接式連接頭，一對(duì)鉸接式連接頭與獨(dú)立的助推輪2及插銷式換向機(jī)構(gòu)三者構(gòu)成了本實(shí)用新型中可雙向助推的助推頭。
插銷式換向機(jī)構(gòu)由固定于助推輪2外側(cè)面的殼體9、傳力銷5及彈簧6組成。
通過液壓操縱系統(tǒng)控制助推桿7前進(jìn)或后退，助推桿7通過軸銷8推動(dòng)助推輪2側(cè)面的殼體9將此力傳至傳力銷5，當(dāng)助推輪2推動(dòng)傳力銷5沿其端部直邊方向(正面)運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳力銷5推動(dòng)轉(zhuǎn)盤齒1與助推輪2同向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)助推輪2推動(dòng)傳力銷5沿其端部斜邊方向(反面)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在斜面作用下，傳力銷5將沿助推輪2的直徑方向壓縮彈簧6退出轉(zhuǎn)盤齒1的孔，轉(zhuǎn)盤齒1則不隨助推輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，傳力銷5隨之插入轉(zhuǎn)盤齒1中后面一個(gè)孔內(nèi)。所以傳力銷5的正面(其端部直邊方向)方向一定時(shí)，助推輪2只能單向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤齒1轉(zhuǎn)動(dòng)。
將傳力銷5拉出轉(zhuǎn)盤齒1的孔后，(將傳力銷5)旋轉(zhuǎn)180°重新插入轉(zhuǎn)盤齒1的孔內(nèi)，可改變傳力銷5在殼體中的位置，即改變傳力銷5的正面方向。這樣可以改變助推輪2驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤齒1轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。
由于傳力銷5可以在正、反兩個(gè)位置上變換其正面方向，本實(shí)用新型由此具有了雙向助推能力，從而不僅可以提供卸扣時(shí)所需的輔助扭矩，而且還可以提供預(yù)緊所需的輔助扭矩。
本實(shí)用新型中夾持器與轉(zhuǎn)盤都固定于擰管機(jī)本體11上，(如圖2所示)其中夾持器殼體12在擰管機(jī)本體11的內(nèi)圈，轉(zhuǎn)盤齒1在夾持器殼體12的外圈，助推輪2又在轉(zhuǎn)盤齒1的外圈。圖2中還可以看到，夾持器活動(dòng)套13的端部略高于轉(zhuǎn)盤平面，而遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)桿14的高度。由此，對(duì)于無切口鉆桿，由夾持器與自由鉗配合，轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)桿14帶動(dòng)自由鉗轉(zhuǎn)動(dòng)，使用有切口鉆桿時(shí)，可以很方便的換上扭叉，取掉活動(dòng)套13，將墊叉直接架在夾持器殼體12上，由傳動(dòng)桿14帶動(dòng)扭叉轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使本實(shí)用新型成為兩用式擰管機(jī)。
圖3中可以看到擰管機(jī)本體11的兩側(cè)各有一個(gè)同軸短軸21，兩個(gè)同軸短軸21共一根軸線。從圖4中可以看出，兩同軸短軸21與軸承支架22，以及調(diào)節(jié)桿23共同組成了本實(shí)用新型擰管機(jī)的變角機(jī)構(gòu)。
軸承支架22通過同軸短軸21支撐著擰管機(jī)本體11，并允許其繞一對(duì)同軸短軸21的公共軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)桿23通過兩個(gè)鉸接機(jī)構(gòu)與擰管機(jī)本體11及底板24相連接，改變調(diào)節(jié)桿23的長(zhǎng)度，可以確定擰管機(jī)本體11的角度，以適應(yīng)打斜孔的需要。
圖5中可以看到，本實(shí)用新型擰管機(jī)的自由鉗由卡瓦27，鉗臂25，軸銷28，扭簧26所組成，并帶有一個(gè)把手29。
卡瓦27卡住鉆桿后，鉗臂25在扭簧26的作用下，可以鎖住卡瓦27，所以松手后自由鉗不會(huì)從鉆桿上掉下，可以松手后再啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤上的兩個(gè)傳動(dòng)桿14同時(shí)推動(dòng)自由鉗的兩個(gè)鉗臂25，帶動(dòng)自由鉗轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，鉗臂25自動(dòng)鎖緊卡瓦27。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)首先，下鉆緊扣時(shí)可對(duì)鉆桿絲扣提供預(yù)緊力，可減少鉆進(jìn)過程中的折斷鉆桿事故。第二可以實(shí)現(xiàn)有切口鉆桿與無切口鉆桿的通用，不必因工藝變化而更換擰管機(jī)。第三可適應(yīng)打斜孔的需要，可以準(zhǔn)確、方便、可靠地控制鉆孔角度。第四雙臂自由鉗可保證擰卸絲扣時(shí)上下鉆桿的對(duì)中性，以減少絲扣的磨損。
權(quán)利要求1.一種擰管機(jī)，由下述部分組成(1)夾持部分，(2)擰卸部分，有扭叉與自由鉗兩種，其中自由鉗包括(2.1)卡瓦27，(2.2)鉗臂25，(2.3)軸銷28，(3)回轉(zhuǎn)部分，(4)助推部分，它包括(4.1)油缸3，(4.2)助推桿7，(4.3)轉(zhuǎn)盤齒1，(4.4)助推頭，(5)操縱部分，其特征在于它的(4.4)助推頭是鉸接式雙向助推頭，它有(4.4.1)助推輪2，(4.4.2)插銷式換向機(jī)構(gòu)，并且，(4.4.3)助推桿7與助推輪2之間，油缸3與支座4之間，都通過軸銷8形成鉸接式連接，(6)夾持器與轉(zhuǎn)盤都固定在擰管機(jī)本體11上，并且夾持器在內(nèi)圈，轉(zhuǎn)盤在外圈，二者屬平面排布方式。
2.一種如權(quán)利要求1所述的擰管機(jī)，其特征在于所說的(4.4.2)插銷式換向機(jī)構(gòu)由殼體9，傳力銷5和彈簧6組長(zhǎng)。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的擰管機(jī)，其特征在于(7)它有一個(gè)變角機(jī)構(gòu)，它由(7.1)擰管機(jī)本體11上的兩個(gè)同軸短軸21，(7.2)支架22，和(7.3)調(diào)節(jié)桿23所組成。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述的擰管機(jī)，其特征在于其中(2)扭卸部分的自由鉗是(2.4)帶扭簧26的，(2.5)有兩個(gè)鉗臂25的。
專利摘要兩用擰管機(jī)，涉及鉆探機(jī)械。為解決下鉆時(shí)對(duì)鉆桿絲扣提供預(yù)緊扭矩的問題，本實(shí)用新型提供了一種鉸接式雙向助推機(jī)構(gòu)，它由助推輪、插銷式換向機(jī)構(gòu)及兩個(gè)鉸接式連接頭所組成。本實(shí)用新型中夾持器與轉(zhuǎn)盤間的平面排布形式使它實(shí)現(xiàn)了有切口鉆桿和無切口鉆桿的通用。它自帶的變角機(jī)構(gòu)使它可以方便地適應(yīng)打斜孔的需要。它所附的雙臂自由鉗可以保證擰卸過程中上下鉆桿的對(duì)中性。
文檔編號(hào)E21B19/18GK2103001SQ9121620
公開日1992年4月29日 申請(qǐng)日期1991年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月18日
發(fā)明者鄭超, 王智慧 申請(qǐng)人:中國有色金屬工業(yè)總公司礦產(chǎn)地質(zhì)研究院