專利名稱：用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程鉆探領(lǐng)域，具體涉及一種用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓 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)七十年代中期我國開始推廣應(yīng)用，但在應(yīng)用廣 度和深度上與國外發(fā)達(dá)國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， 而且對縮短整個鉆探周期有著直接的意義。目前，國內(nèi)鉆探施工的扭矩旋扣設(shè)備以液壓動 力大鉗和擰管機(jī)為主。液壓大鉗勞動強(qiáng)度大，不適合勞動者使用，而擰管機(jī)具有減輕勞動者 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)盤上的傳動桿帶動扭叉或自由鉗轉(zhuǎn)動；助推部 分通常采用棘輪式助推機(jī)構(gòu)，即油缸推動活塞桿，活塞桿前部帶有棘爪，棘爪推動轉(zhuǎn)盤外側(cè) 的棘輪轉(zhuǎn)動，有的還采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)來實現(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面積更加緊張，能自 動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，本發(fā)明提供一種用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口 的液壓擰管機(jī)，其可用于外平鉆桿擰卸，且可讓開孔口。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔 口的液壓擰管機(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；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)、滾動裝置(42)、鉗體(43)、制動機(jī)構(gòu)(44)、動力傳送裝置0 ；懸掛上鉗的吊鉗包括底板乂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)、浮動裝置(12)；其中旋 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)，其安裝在立柱(6)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)裝置 (8)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， 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 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04)、 滑輪軸(25)、滑輪06)、吊梁板07)，吊鉤(11)通過吊鉤軸02)與吊梁板(XT)相連，滑 輪06)通過滑輪軸0 與吊梁板、2Τ)相連，整個平移裝置通過四個滑輪06)沿工字鋼 方向移動；浮動裝置(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Q8)與吊鉤(11) 連接，通過彈簧a(30)解決擰卸鉆桿螺紋時的浮動問題，防止絲扣破壞。
吊鉗1、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，下鉗 3夾緊下部鉆桿，吊鉗1將上鉗2送到孔口，鎖緊擰緊螺栓95，使其壓縮彈簧c 92，使制動盤 座91和顎板架82壓緊，通過兩者之間的摩擦使坡板81和顎板82發(fā)生相對轉(zhuǎn)動；同時，上 鉗2的液壓馬達(dá)36帶動主動齒輪97逆時針轉(zhuǎn)動，通過中間齒輪組98，驅(qū)動開口齒輪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 —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，下鉗3夾緊下部鉆桿，吊鉗1將上鉗2送到孔口，鎖緊擰緊螺栓95，使其壓縮彈簧 c 92，使制動盤座91和顎板架82壓緊，通過兩者之間的摩擦使坡板81和顎板82發(fā)生相對 轉(zhuǎn)動；同時，上鉗2的液壓馬達(dá)36帶動主動齒輪97順時針轉(zhuǎn)動，通過中間齒輪組98，驅(qū)動 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 —起旋轉(zhuǎn)，從而松卸鉆桿。在擰緊或松卸鉆桿時，浮動裝 置12中的彈簧a 30處于自由狀態(tài)，當(dāng)擰緊鉆桿時，彈簧a 30被伸長，當(dāng)松卸鉆桿時，彈簧 a 30被壓縮，避免鉆桿螺紋損傷。
本發(fā)明的擰管機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.采用吊鉗結(jié)構(gòu)設(shè)計，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 工人在孔口操作。
2.適用于繩索取芯工藝中外平鉆桿的機(jī)械化擰卸，可實現(xiàn)擰緊、浮動、沖扣等全部 動作，扭矩大、體積小、工作可靠安全。
3.上鉆時能為鉆桿提供預(yù)緊力，下鉆時能為鉆桿提供大扭矩沖扣力。
4.采用彈簧解決了鉆桿的浮動問題，避免了鉆桿絲扣的磨損，延長了鉆桿的壽命。
5.本發(fā)明的擰管機(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。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于礦山、地質(zhì)、水利水電、煤炭、石油、天然氣、海洋等工程勘探 中涉及外平(或帶切口)鉆桿擰卸的工作場合，極大地降低工人勞動強(qiáng)度，提高工作效率。


圖1為本發(fā)明的擰管機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的擰管機(jī)中吊鉗1的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的吊鉗中旋轉(zhuǎn)裝置8的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明的吊鉗中平移裝置10的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明的擰管機(jī)中浮動裝置12的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明的擰管機(jī)中上鉗2的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明的上鉗中復(fù)位結(jié)構(gòu)38的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的上鉗中懸吊結(jié)構(gòu)39的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明的上鉗中滾動裝置42的結(jié)構(gòu)示意圖10為本發(fā)明的上鉗中鉗體43的結(jié)構(gòu)示意圖11為本發(fā)明的鉗體中夾持鉗組83的結(jié)構(gòu)示意圖12為本發(fā)明的上鉗中制動機(jī)構(gòu)44的結(jié)構(gòu)示意圖13為本發(fā)明的上鉗中動力傳遞機(jī)構(gòu)45的結(jié)構(gòu)示意圖14為本發(fā)明的動力傳遞機(jī)構(gòu)中中間齒輪組98的結(jié)構(gòu)示意圖15為本發(fā)明的下鉗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-滾動裝置，43-鉗體，44-制動機(jī)構(gòu)，45-動力傳送裝置，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-制動盤座，92-彈簧c，93-靜盤，94-動盤，95-擰緊螺栓，96-深溝球軸承c，97-主動 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。
具體實施方式
本發(fā)明的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)主要由以下幾部分組 成
(一)吊鉗用于懸吊上鉗，同時實現(xiàn)讓開孔口，可使擰管機(jī)在不需要使用時退到 孔邊，便于勞動者在孔口操作；
(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)動或打滑。
(四)浮動裝置使得在擰緊或拆卸鉆桿時，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)所有動作液壓閥操控， 并借用鉆機(jī)上液壓泵站提供動力。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)包括吊 鉗1、上鉗2、下鉗3和浮動裝置12。上鉗2通過浮動裝置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)，并通過四個滑輪沈坐在工字鋼9上，使其能沿工字鋼9來回運(yùn)動，同時通過吊鉤 軸22連接吊鉤11，整個裝置主要起讓開孔口的作用。
如圖5所示，浮動裝置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自動浮動，從而防止鉆桿絲扣 破壞，延長鉆桿壽命。吊筒31后端接有鉗體吊筒35，用于懸吊上鉗2。
如圖6顯示本發(fā)明的擰管機(jī)的上鉗2，其為本發(fā)明的擰管機(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、滾動裝置 42、鉗體43、制動機(jī)構(gòu)44、動力傳送裝置45。液壓馬達(dá)36和三位四通閥37通過花鍵與動力 傳送裝置45相連上殼體40和下殼體41通過3個銷軸進(jìn)行定位，使兩者能完全蓋合。
如圖7顯示本發(fā)明的上鉗中的復(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正，以及開口齒輪缺口與顎 板缺口的對正。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55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，先掰動轉(zhuǎn)向柄47，轉(zhuǎn)向軸48隨著轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向軸48下端的半圓槽口轉(zhuǎn)動一定角度，使顎板架82和開口齒輪79對正，然后向左擺動手柄57，控制桿56繞轉(zhuǎn)位 支軸討向右擺動，當(dāng)開口齒輪79轉(zhuǎn)動到控制桿56位置時，滾輪a 53與凸輪座46相卡，使開口齒輪79和殼體的缺口對正。這樣所有的零部件都與缺口對正，從而方便擰管機(jī)移開孔□。
如圖8顯示本發(fā)明的上鉗的懸吊機(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顯示本發(fā)明的上鉗的滾動裝置42，其包括滾輪軸a 74、深溝球軸承b 75、螺 母a 76。21對滾動裝置42分布在上下兩部分中，上面10對，下面11對。下面的11對滾 動裝置安裝在下殼體41的11個孔內(nèi)，上面的10對滾動裝置安裝在上殼體40的孔內(nèi)，與下 面的11對滾動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，先通過制動機(jī)構(gòu)44使顎板架82不動，開 口齒輪79轉(zhuǎn)動，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，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，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，用于夾緊鉆桿。
如圖12顯示本發(fā)明的上鉗的制動機(jī)構(gòu)44，其包括制動盤座91、彈簧c 92、靜盤 93、動盤94、擰緊螺栓95。制動盤座91通過4個螺釘與顎板架82相連，兩塊動盤94安裝 在靜盤93的兩側(cè)，同時在制動盤座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的三個槽中。制動機(jī)構(gòu)44主要用于使坡板81和顎 板架82發(fā)生相對運(yùn)動。當(dāng)需要擰緊鉆桿時，先擰動擰緊螺栓95，使其壓縮彈簧c 92，通過 動盤94和靜盤93壓緊制動盤座91，通過摩擦使顎板架82和坡板81發(fā)生相對運(yùn)動，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 一起運(yùn)動，借此實現(xiàn)鉆桿的擰卸。
如圖13顯示本發(fā)明的上鉗的動力傳送裝置45，其包括深溝球軸承c 96、主動齒輪 97、中間齒輪組98。主動齒輪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通過花鍵與主動齒輪97相連，驅(qū)動主動齒輪運(yùn)動，為防止開口齒輪79的缺口與主動齒輪 嚙合時不能傳遞力矩，而采用兩個中間齒輪組98，來將主動齒輪97上的扭矩傳遞到開口齒 輪79。
如圖14顯示本發(fā)明的動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中放入兩對深溝球軸 承d 104，中間用孔用彈性擋圈103隔開，同時用兩個軸用彈性擋圈b 101對兩對深溝球軸 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)動過程中保持不動。
如圖15顯示本發(fā)明的下鉗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上的兩個螺紋孔與偏心塊上的兩個螺紋孔配合，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，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，兩偏心塊106帶動兩同步連桿109繞兩個偏心塊軸108旋轉(zhuǎn)，同時驅(qū)動兩個卡 瓦b 113向孔口移動，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，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)對孔內(nèi)鉆桿夾緊。吊鉗1懸吊上鉗2轉(zhuǎn)動一定 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。擰動擰緊螺栓95，通過動盤94和靜盤93壓縮彈簧c 92，同時壓緊制動盤座91，通過摩 擦使顎板架82保持不動，啟動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36帶動主動齒輪97旋動，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)生相對運(yùn)動，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，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)生相對運(yùn)動，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，掰動轉(zhuǎn)向柄47，轉(zhuǎn)向軸48隨著轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn) 向軸48下端的半圓槽口轉(zhuǎn)動一定角度，使顎板架82和開口齒輪79對正，然后向左擺動手 柄57，控制桿56繞轉(zhuǎn)位支軸M逆時針擺動，當(dāng)開口齒輪79轉(zhuǎn)動到控制桿56位置時，滾輪 a 53與凸輪座46相卡，使開口齒輪79和殼體的缺口對正。這樣所有的零部件都與缺口對 正，通過吊鉗1將上鉗2移到鉆探平臺邊上，整個擰緊過程完成。
當(dāng)需要松卸鉆桿時，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)對孔內(nèi)鉆桿夾緊。吊鉗1懸吊上鉗2轉(zhuǎn)動一定角度將上鉗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。擰動擰緊螺栓95， 通過動盤94和靜盤93壓縮彈簧c 92，同時壓緊制動盤座91，通過摩擦使顎板架82保持不 動，啟動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36，讓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)36反轉(zhuǎn)，帶動主動齒輪97旋動，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)生相對運(yùn)動，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，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)生相對運(yùn)動，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，掰動轉(zhuǎn)向柄47，轉(zhuǎn)向軸48隨著轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn) 向軸48下端的半圓槽口轉(zhuǎn)動一定角度，使顎板架82和開口齒輪79對正，然后向左擺動手柄57，控制桿56繞轉(zhuǎn)位支軸54逆時針擺動，當(dāng)開口齒輪79轉(zhuǎn)動到控制桿56位置時，滾輪 a 53與凸輪座46相卡，使開口齒輪79和殼體的缺口對正。這樣所有的零部件都與缺口對 正，通過吊鉗1將上鉗2移到鉆探平臺邊上，整個松卸過程便完成。
權(quán)利要求
1.一種用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(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；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)、滾動裝置(42)、鉗體(43)、制動機(jī)構(gòu)(44)、動力傳送裝置0 ；懸掛上 鉗的吊鉗包括底板乂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)、浮動裝置(12)；其中旋轉(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)，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a(15)和 推力球軸承繞立柱(6)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需要固定時，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⑶通過4個螺栓相連，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(沈)、吊梁板(27)， 吊鉤(11)通過吊鉤軸02)與吊梁板、2Τ)相連，滑輪(26)通過滑輪軸05)與吊梁板07) 相連，整個平移裝置通過四個滑輪06)沿工字鋼方向移動；浮動裝置(1 包括彈簧導(dǎo)桿 (28)、吊筒蓋(29)、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 時的浮動問題，防止絲扣破壞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(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(48)連接顎板架(82)、開口齒輪蓋(77)、凸輪座(46) 和轉(zhuǎn)向柄(47)，凸輪座06)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GO)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 (40)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(5 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(6 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(65連接，支座 軸(65)通過支座(66)與三位四通閥(37)固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(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⑴中的鉗體吊筒(35) —起懸吊上鉗部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)，其特征在 于滾動裝置0 包括滾輪軸a (74)、深溝球軸承b (75)、螺母a (76)；每個滾輪軸a (74)上 連接有兩對深溝球軸承b (75)，整個擰管機(jī)共有21組滾動裝置，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組滾動裝置緊靠開口齒輪(79)，使 開口齒輪徑向定位，同時當(dāng)開口齒輪(79)旋轉(zhuǎn)時，帶動滾動裝置一起轉(zhuǎn)動；上面有10組滾動裝置，與開口齒輪蓋(77)緊靠，和下面11組滾動裝置一起使鉗體轉(zhuǎn)動時受力均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)，其特征在 于鉗體包括開口齒輪蓋(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個連接螺釘b(80)固定在開口齒輪(79)內(nèi)，顎板 架(82)座在開口齒輪(79)內(nèi)，2個夾持鉗組(83)放在顎板架(82)的限位槽(115)內(nèi)，當(dāng) 顎板架(8 不轉(zhuǎn)動時夾持鉗組(8 只能沿孔口方向移動，從而夾緊孔內(nèi)鉆桿，弓彈簧(84) 主要用來連接2個夾持鉗組(83)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)，其特征在 于夾持鉗組(8 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，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所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)，其特征在 于制動機(jī)構(gòu)(44)包括制動盤座(91)、彈簧c(92)、靜盤(93)、動盤(94)、擰緊螺栓(95)；當(dāng) 需要夾緊鉆桿時，為了使坡板(81)和顎板架(82)發(fā)生相對運(yùn)動，首先要固定顎板架(82)， 這里通過7個擰緊螺栓(％)擰緊，壓縮彈簧c (92)，使制動盤座(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，當(dāng)夾緊鉆桿后，松開擰緊螺栓(95)， 彈簧(:(9 回原長狀態(tài)，顎板架(8 隨坡板(81) —起運(yùn)動；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，兩個動盤(94)分布在靜盤(93) 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所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)，其特征在 于動力傳送裝置0 包括深溝球軸承c (96)、主動齒輪(97)、中間齒輪組(98)；液壓馬達(dá) (36)通過花鍵與主動齒輪(97)相連，主動齒輪(97)通過深溝球軸承c (96)安裝在下殼體 (41)內(nèi)，主動齒輪(97)通過中間齒輪組(98)將動力傳遞給開口齒輪(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 中安裝兩對深溝球軸承d(104)，上下通過2個軸用彈性擋圈 b(101)進(jìn)行定位，兩對深溝球軸承間用孔用彈性擋圈(103)分開，當(dāng)主動齒輪(97)帶動中 間齒輪(102)轉(zhuǎn)動時，中間齒輪(102)隨深溝球軸承d(104) —起轉(zhuǎn)動，中間齒輪軸(100) 不動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(jī)，其特征 在于下鉗C3)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(lll)焊接，底板b(lll)上設(shè)有鉆桿通過孔，兩個偏心塊(106)的一端在下 鉗架(105)的限位槽內(nèi)，另一端放在底板b(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)上的兩個螺紋孔與偏心塊上的兩個螺紋孔配 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b (112)鎖緊，同時，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(lll)和限位板(110)的組成的焊接件中，當(dāng)鉆桿穿過底板b(lll)時，兩個偏心 塊(106)帶動兩同步連桿(109)繞兩個偏心塊軸(108)旋轉(zhuǎn)，同時驅(qū)動兩個卡瓦b (113)向 孔口移動，從而夾緊鉆桿。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于外平鉆桿擰卸的可讓開孔口的液壓擰管機(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，用于實現(xiàn)上部鉆桿的大扭矩擰卸扣，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，從而減小鉆井平臺的面積，減少鉆探成本。本發(fā)明的擰管機(jī)適用于各類鉆桿的擰卸，可實現(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E21B19/18GK102031939SQ20101056664
公開日2011年4月27日 申請日期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 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢), 武漢金地探礦機(jī)械有限公司