CN1007531B - 伸长杆钻探设备的开启装置 - Google Patents

Abstract

伸长杆钻探设备的开启装包括：支承套筒(3)，它装在底座(1)内并可以旋转；和一对夹爪(6，7)，它们装在支承套筒内并可以移动，用于夹紧钻杆。为了使该装置能够夹紧钻杆并带动钻杆旋转，支承套筒连接到一个旋转机构(14)，支承套筒内开有相对于套筒轴线(A)偏心布置的圆筒形导向槽(4，5)，以致套筒相对于夹爪的旋转运动引起夹爪分别向对中的钻杆松开位置移动或离开对中位置，这取决于支承套筒的旋转方向。

Description

本发明涉及伸长杆钻探设备的开启装置，其定心器包括：

一底座;

一支承套筒，有一个供钻杆穿过的通孔，套筒装在上述的底座上并且可以旋转;

一夹紧机构，它装在支承套筒内并且可以移动，用于夹紧钻杆;和

一位移机构，它可以使夹紧机构彼此相向移动和反向移动。

在机械化的伸长杆钻探设备中，夹持定心器在开动钻探作业时用于给钻杆导向，在脱开钻机或钻杆时用于夹持钻杆。相对于钻机来说，夹持定心器被安置在进给梁的另一端。除了夹持定心器以外，在进给梁的外侧还必须设置一个与进给梁相连的单独的钻杆旋转机构。将旋转机构移动到钻轴中心线和同时夹紧钻杆，就可以旋转装在进给梁上的钻杆，使其与夹持定心器所夹持的不旋转的钻杆脱开。

分开的夹持定心器和旋转机构需要占很多地方，并且很笨重。许多的操作机构使得操作很慢和结构很复杂。

芬兰专利申请书66，052号公开了一个伸长杆的开启装置，它是这样连接到钻机上的，可以旋转但是轴向上固定不动。该开启装置的夹紧机构，在支承套筒由液压缸驱动相对于底座作轴向运动时，可以在夹紧位置和松开位置之间移动。这种开启装置的缺点是：该装置必须连接到钻机上并且需要在进给梁的端部采用普通的夹持定心器。

本发明的目标是提供一种开启装置，它避免了上述的缺点，并且它可以作为一个夹持和脱开钻杆的独立装置。这个目标可以用按照本发明的夹持定心器来达到，该夹持定心器的特征在于：

一支承套筒连接到一个可使套筒绕通孔轴线旋转的旋转机构，和

一支承套筒开有夹紧机构的导向槽，上述导向槽是这样布置的，使得支承套筒相对于夹紧机构的旋转运动引起夹紧机构的凹口离开对中的钻杆的松开位置或相应地向对中位置移动，这取决于支承套筒的旋转方向。

本发明基于这样的想法，使夹持定心器和旋转机构联合起来得到一种开启装置，在这种装置中，不仅可能利用旋转运动来带动该装置的夹紧机构旋转使钻杆脱开，而且可能利用旋转运动带动夹紧机构在钻杆夹紧位置和钻杆松开位置之间的移动。该开启装置能够装在钻机的进给梁的端部代替以前的不旋转的夹持定心器。因为该装置包括了几个同时发生的操作动作，所以这种装置结构简单、轻便和易于使用。

本发明将在下面根据附图更详细地加以描述，这里

图1是按照本发明的开启装置的最佳实施例的轴向剖视图，

图2和图3是分别沿图1的Ⅱ-Ⅱ线和Ⅲ-Ⅲ线所切取的剖视图，

图4和5分别是本装置的支承套筒的局部剖开的轴向剖视图和顶视图，

图6和7分别是本装置的支承叉的侧视图和剖视图。

图8和9以及相对应的图10和11分别是本装置的一对夹紧机构的内侧视图和顶视图，

图12和13分别图示处在松开位置和夹紧位置的按照本发明的开启装置的操作想法。

附图图1所示的开启装置用于装在伸长杆钻探设备的进给梁的岩石侧一端。

开启装置包括一个开有通孔2的底座1，底座是打算按这样一种方式固定在进给梁上，使通孔的轴线A与进给梁的钻轴中心线在一条直线上。支承套筒3以这样一种方式装在底座上，它可以旋转，套筒孔和底座孔2是同轴线的。支承套筒开有两种圆筒形的导向槽4、5，它们的轴线平行于支承套筒的轴线A，不过是偏心布置在轴线A的相对两侧，特别是从图4和5可以显示出来。

开启装置还包括一对夹紧机构，由盘形夹爪6和7所构成。夹爪的外表面具有相对应于支承套筒的导向槽4、5的圆柱形表面，因此夹爪6具有相对应于导向槽4的导向表面8，而另一个夹爪7具有相对应于导向槽5的导向表面9，特别是从图8至11可以显示出来。夹爪的一个平表面有一个半圆筒形的凹口10，凹口是按这样一种方式相对于夹爪导向表面偏心布置的，在夹爪的平表面彼此靠住时，凹口是处在对准位置还是处在彼此相对错开位置，这取决于夹爪的导向表面8、9是彼此相对错开还是彼此对齐。

支承叉11装在支承套筒内并可以旋转，它有圆筒形端板12和安置在端板之间的臂13。支承叉的臂13之间的距离相当于一对夹爪的厚度，因此夹爪可以在臂之间滑动。臂用于保持夹爪彼此压住。

本装置还包括一个旋转机构14，后者包括一个紧固在本装置底座的液压马达15。固定在液压马达上的嵌齿轮16和装在底座上的中间嵌齿轮17相啮合，后者又如支承套筒的外齿圈18相啮合。

底座是用盖板19盖住，在上述盖板和支承叉端部之间以及在底座内端和支承叉另一端部之间设置了摩擦板20。

开启装置按下列方式运转：

在钻岩石时，钻杆穿过底座的孔2。当支承套筒相对于夹爪旋转到这样一个位置，使得夹爪的凹口处在图12所示的对准位置时，夹爪不与钻杆接合。这样钻杆能够在开启装置内自由旋转。

当液压马达驱动支承套筒的齿圈旋转时，摩擦板势必阻止支承叉以及夹爪随同支承套筒一起旋转。结果，支承套筒的偏心导向槽迫使夹爪彼此沿它们的公共分界平面相向移动，使得夹爪的凹口如图13所示相互错开。因此钻杆被定心在钻轴中心线上，即底座的轴线A上，并且最终被锁紧随同支承套筒一起旋转。支承叉控制夹爪彼此相对滑动。

当支承套筒的齿圈按相反方向旋转时，支承套筒的偏心导向槽迫使夹爪彼此错开，使得凹口彼此接近，钻杆从夹爪的压力下解脱出来。这样开启装置在正常钻探操作过程中仅起夹持定心器的作用。当齿圈再继续旋转时，夹爪再彼此错开，因此钻杆被锁紧随同支承套筒一起旋转。

应当注意开启装置既能作为普通的夹持定心器又能作为使钻杆或钻头柄脱开的旋转机构。

使夹爪移动到夹紧位置和使钻杆开始随同开启装置一起旋转的所需扭矩是通过摩擦板的预加压紧力来得到。

至此所涉及到的附图和描述只是用于说明本发明的想法。按照本发明的开启装置，在其细则方面，可以在权利要求的范围内变动。可以采用其他种类的夹紧机构代替盘形夹爪，诸如能在钻杆的夹紧位置和松开位置之间移动偏心轮或径向活塞。

Claims (4)

1、伸长杆钻探设备的开启装置，其定心器包括：

一底座(1)；

一支承套筒(3)，有一个供钻杆穿过的通孔，它装在上述的底座上并可以旋转；

一夹紧机构(6、7)，用于夹紧钻杆，它装支承套筒内并可以移动；和

一支承套筒(3)连接到一个可使套筒，绕通孔轴线(A)旋转的旋转机构(14)；

支承套筒(3)开有与夹紧机构(6、7)配合的导向槽(4，5)，上述导向槽是这样布置的。因此支承套筒相对于夹紧机构的旋转运动引起夹紧机构的凹口(10)离开对中的钻杆松开位置或相应地向对中位置移动，这取决于支承套筒的旋转方向；其特征在于：支承套筒(3)的与夹紧机构(6、7)配合的导向槽(4、5)为圆筒形，上述导向槽平行于支承套筒通孔的轴线(A)延伸，并且偏心布置在上述轴线的相对两侧；

夹紧机构(6、7)的一对夹爪有导向表面(8、9)，导向表面在导向槽的径向上相对的位置上靠紧支承套筒的相应导向槽(4、5)。

2、如权利要求1所述的开启装置，其特征在于所述夹紧机构（6，7）是由基本上盘形的夹爪构成，夹爪有彼此靠紧又可滑动的平表面，借此凹口（10）是在上述平表面内加工成形的，用于夹紧钻杆。

3、如权利要求2所述的开启装置，其特征在于支承叉（11）装在支承套筒（3）内并可以旋转，夹紧机构（6、7）安置在上述支承叉内，它们在支承叉内不能旋转但是可以径向滑动，上述支承叉用于维持上述夹紧机构彼此靠紧。

4、如权利要求3所述的开启装置，其特征在于摩擦板（20）装在底座内以这样一种方式压紧支承叉（11），摩擦板势必阻止支承叉和夹紧机构（6、7）随同支承套筒（3）一起旋转。