CN101832114A - 一种可让开孔口的高效液压拧管机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于外平钻杆的大扭矩液压拧卸设备，属于钻探机械领域。一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于它包括下钳、上钳、水平移动液压缸，上钳的机架的下端部滑块位于下钳的下钳架上的上钳滑动导槽内，水平移动液压缸的缸体固定在下钳的下钳架上的水平移动液压缸固定板上，水平移动液压缸的活塞杆与上钳的机架的下部铰接。本发明的拧管机适用于外平钻杆的机械化拧卸，可实现对中、旋扣、浮动、冲扣/预紧全部工艺动作，扭矩大、体积小、工作可靠安全、操作简单。

Description

一种可让开孔口的高效液压拧管机

技术领域

本发明涉及一种适用于外平钻杆的大扭矩液压拧卸设备，属于钻探机械领域。

背景技术

现在钻探工程中的拧管机，大多只适用于有切口的钻杆，夹持部分通常采用垫叉，拧卸部分采用自由钳，同时采用棘轮棘爪或是齿轮齿条结构驱动转盘带动垫叉转动，从而实现钻杆的拧卸，控制部分一般采用机械操作和液压操作。

现有拧管机存在的不足：

1、现有的拧管机大多适用于有切口钻杆的拧卸，切口会极大地降低钻杆的强度，从而影响钻探施工工艺，而适用于拧卸外平钻杆的拧管机至今还没有。

2、现有的拧管机大多适用于中浅孔或小扭矩情况下的钻杆拧卸，其冲扣或预紧是通过打叉的冲击完成的，拧卸过程中的冲击对于钻杆和设备寿命有很大影响。

3、现有的拧管机未很好地解决拧卸钻杆过程中的轴向浮动问题，造成钻杆丝扣磨损的加剧。

4、现有的拧管机没有自动对心功能。在上下钻杆对接时，如果两钻杆的中心不在一条直线上，对接时容易乱扣破坏丝扣，从而缩短钻杆的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种可让开孔口的高效液压拧管机，可适用于外平钻杆的拧卸。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于它包括下钳、上钳、水平移动液压缸，上钳的机架的下端部滑块位于下钳的下钳架上的上钳滑动导槽内，水平移动液压缸的缸体固定在下钳的下钳架上的水平移动液压缸固定板上，水平移动液压缸的活塞杆与上钳的机架的下部铰接。

所述的下钳包括下钳架、卡瓦座、第一偏心块、第二偏心块、第一卡瓦、第二卡瓦、偏心块驱动液压缸、水平移动液压缸固定板、同步板、偏心块驱动液压缸架、第一驱动销、第二驱动销，下钳架的左端部、右端部沿前后方向均设有上钳滑动导槽，下钳架的后端部固定有水平移动液压缸固定板，下钳架的前部设有卡瓦座；卡瓦座由第一挡板、第二挡板、底板组成，第一挡板位于第二挡板的后侧，第一挡板的下端、第二挡板的下端均分别与底板固定连接，底板上设有钻杆通过孔；第一卡瓦、第二卡瓦均位于第一挡板与第二挡板之间并搁置在底板上，第一卡瓦位于第二卡瓦的左侧，第一卡瓦的右端面为内凹的弧形面，第二卡瓦的左端面为内凹的弧形面，第一卡瓦与第二卡瓦构成钻杆下夹持腔，底板上的钻杆通过孔位于钻杆下夹持腔下方，底板上的钻杆通过孔下方的下钳架上设有钻杆通过孔；第一偏心块位于第一卡瓦的左侧，第一偏心块与第一卡瓦相接触，第一偏心块由第一偏心块轴与第一挡板、第二挡板铰接；第二偏心块位于第二卡瓦的右侧，第二偏心块与第二卡瓦相接触，第二偏心块由第二偏心块轴与第一挡板、第二挡板铰接；偏心块驱动液压缸的缸体固定在偏心块驱动液压缸架上，偏心块驱动液压缸的活塞杆与同步板铰接，同步板上沿水平方向设有长条状滑动孔，第一偏心块上的第一驱动销位于长条状滑动孔内，第二偏心块上的第二驱动销位于长条状滑动孔内；第一偏心块上设有第一偏心块销滑动长条形孔，第一偏心块销穿过第一偏心块销滑动长条形孔，第一偏心块销固定在下钳架上，第二偏心块上设有第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销穿过第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销固定在下钳架上。

所述的上钳包括下拉板、机架、开口大齿轮、浮动板、第一颚板轴、第一浮动弹簧、第一颚板、第二颚板、第一液压马达、第一输入齿轮、惰轮、支撑轴承座、支撑轴承、第二颚板轴、第三颚板轴、第三颚板、定位叉、定位液压缸、第二液压马达，机架的下端部设有滑块，机架的上至少固定有2个支撑轴承座，每一支撑轴承座上设有一支撑轴承，所有支撑轴承均与开口大齿轮的下端部接触，开口大齿轮上设有开口，开口大齿轮的下端由螺栓与下拉板固定连接，下拉板上至少设有2个轴承，轴承与机架上的凹槽的上面相接触，下拉板上设有钻杆插入开口，下拉板上的钻杆通过孔位于开口的下方；开口大齿轮的上端面设有圆形的浮动板槽，圆形的浮动板位于浮动板槽内，浮动板上固定有第一颚板轴、第二颚板轴、第三颚板轴，第一颚板轴、第二颚板轴、第三颚板轴均布，第一颚板轴上套有第一浮动弹簧、第一颚板，第一浮动弹簧位于第一颚板与开口大齿轮之间，第一颚板轴的上端部设有限位块，限位块位于第一颚板的上方；第二颚板轴上套有第二浮动弹簧、第二颚板，第二浮动弹簧位于第二颚板与开口大齿轮之间，第二颚板轴的上端部设有限位块，限位块位于第二颚板的上方；第三颚板轴上套有第三浮动弹簧、第三颚板，第三浮动弹簧位于第三颚板与开口大齿轮之间，第三颚板轴的上端部设有限位块，限位块位于第三颚板的上方；第一颚板、第二颚板、第三颚板的一面均为弧形面，第一颚板、第二颚板、第三颚板的弧形面上均设有凸出卡块；定位液压缸的缸体与机架固定，定位液压缸的活塞杆与定位叉固定连接，定位叉的叉口朝向第一颚板、第二颚板、第三颚板；机架上设有第一液压马达、第二液压马达，第一液压马达的输出轴为第一输入齿轮轴，第一输入齿轮轴上设有第一输入齿轮，第二液压马达的输出轴为第二输入齿轮轴，第二输入齿轮轴上设有第二输入齿轮，第一输入齿轮、第二输入齿轮分别与开口大齿轮、惰轮相啮合，惰轮设置在机架上；开口大齿轮上固定有第一锁紧销轴、第二锁紧销轴、第三锁紧销轴，第一锁紧销轴、第二锁紧销轴、第三锁紧销轴上均套有滚套，滚套内填有钢珠，第一锁紧销轴、第二锁紧销轴、第三锁紧销轴的上端部均与连接板固定连接，连接板上设有钻杆插入开口，连接板上的钻杆通过孔位于开口的上方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的拧管机适用于外平钻杆的机械化拧卸，可实现对中、旋扣、浮动、冲扣/预紧全部工艺动作，扭矩大、体积小、工作可靠安全、操作简单；

2、实现了拧卸钻杆的自动对心，防止了乱扣现象的发生；

3、解决了钻杆拧/卸过程中的浮动问题，避免了钻杆丝扣的磨损，延长了钻杆的寿命；

4、让开孔口结构的设计扩大了下钳的上部空间，有利于人员在孔口操作；

5、下钳通过增加一个增力油缸(即偏心块驱动液压缸)，避免了孔内钻杆少时冲扣容易出现打滑现象；

6、本发明之拧管机采用全液压控制，上钳回转与开口定位采用液压顺序控制，操作更加简单，减小了拧管机体积，节省了成本，必要时可使用钻机上的泵站系统提供动力。

本发明适用于深孔大扭矩钻进中外平钻杆的拧/卸，可广泛应用于矿山、地质、水利水电、煤炭、石油、天然气、海洋等工程勘探中涉及外平(或带切口)钻杆拧卸的工作场合，极大地降低工人劳动强度，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1中A向视图；

图5为本发明下钳的结构示意图(图中画出卡瓦)；

图6为图5的左视图；

图7为图5中沿B-B线的剖视图；

图8为图5中沿C-C线的剖视图；

图9为图5中D向视图；

图10为图5中E向视图；

图11为本发明上钳的结构示意图(也是图12中沿F-F线的剖视图)；

图12为图11中沿G-G线的剖视图(移开G-G面上部零件)；

图13为图12中H向视图；

图14为图11中I向视图；

图15为图13中J向视图；

图16为图11的左视图；

图17为本发明的液压系统原理图；

图中：1-下钳，2-上钳，3-水平移动液压缸，4-钻杆上夹持腔，5-下钳架，6-上钳滑动导槽，7-第一挡板，8-第一偏心块，9-第一偏心块销，10-第二挡板，11-第一卡瓦限位销，12-连杆，13-钻杆下夹持腔，14-第二卡瓦限位销，15-第二偏心块销，16-第二偏心块，17-第一卡瓦，18-第二卡瓦，19-偏心块驱动液压缸(或称方形液压缸)，20-水平移动液压缸固定板，21-第一偏心块轴，22-第二偏心块轴，23-同步板，24-偏心块驱动液压缸架，25-长条状滑动孔，26-上钳滑动导槽压板，27-第一驱动销，28-第二驱动销，29-钻杆通过孔；30-下拉板，31-机架，32-开口大齿轮，33-浮动板，34-第一颚板轴，35-第一浮动弹簧，36-第一锁紧销轴，37-第一颚板，38-第二颚板，39-连接板，40-第二锁紧销轴，41-钢珠，42-第一液压马达，43-第一输入齿轮轴，44-第一输入齿轮，45-惰轮轴，46-惰轮(或称从动轮)，47-滚套，48-支撑轴承座，49-支撑轴承，50-第二颚板轴，51-开口，52-第三颚板轴，53-第三颚板，54-定位叉，55-定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)，56-第二输入齿轮轴，57-第二液压马达，58-第三锁紧销轴，59-凸出卡块，60-滑块，61-轴承，62-定位销；63-滤油器，64-油泵，65-溢流阀，66-压力油管，67-电磁换向阀，68-顺序阀，69-梭阀，70-第一油管，71-第二油管，72-第一手动换向阀，73-第三油管，74-第四油管，75-第五油管，76-第六油管，77-第二手动换向阀，78-第七油管，79-液压油箱，80-液压动力站。

具体实施方式

本发明的一种可让开孔口的高效液压拧管机主要由以下几部分组成：

(一)下钳：下钳夹住孔口下节钻杆，支撑钻杆孔内钻杆的自重，克服预紧或冲扣扭矩，防止随上部钻杆的拧卸在孔内转动或是打滑。

(二)上钳：上钳主要完成上节钻杆夹持、拧/卸和拧卸过程中的轴向伸缩补偿。

(三)水平移动液压缸3(让开孔口部分)：由于孔口空间有限，水平移动液压缸就是为了实现拧管机在不需要使用时退到孔边，便于孔口操作。

(四)液压系统部分：本拧管机采用全液压控制，拧管机所有动作通过3个液压阀操控，由3个相应的液压控制回路组成。可借用钻机上液压泵站提供动力。

如图1、图2、图3、图4所示，一种可让开孔口的高效液压拧管机，它包括下钳1、上钳2、水平移动液压缸3、液压系统，上钳2的机架的下端部滑块位于下钳1的下钳架5上的上钳滑动导槽6内，水平移动液压缸3的缸体固定在下钳1的下钳架5上的水平移动液压缸固定板20上，水平移动液压缸3的活塞杆与上钳2的机架的下部铰接[活塞杆缩回，可让开孔口(钻杆的孔口)；活塞杆伸出，推动上钳2向前移动，上钳2的钻杆上夹持腔4、下钳1的钻杆下夹持腔13、钻杆的孔口同于由一垂直线上，即钻杆可从钻杆下夹持腔13、钻杆上夹持腔4中穿过；]。

如图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，所述的下钳1包括下钳架5、卡瓦座、第一偏心块8、第一卡瓦限位销11、连杆12、第二卡瓦限位销14、第二偏心块16、第一卡瓦17、第二卡瓦18、偏心块驱动液压缸19、水平移动液压缸固定板20、同步板23、偏心块驱动液压缸架24、第一驱动销27、第二驱动销28，下钳架5的左端部、右端部沿前后方向均设有上钳滑动导槽6(图5中的左边为左侧，右边为右侧，上方为前，下方为后；图5为下钳1的俯视图)，下钳架5的后端部固定有水平移动液压缸固定板20，下钳架5的前部设有卡瓦座；卡瓦座由第一挡板7、第二挡板10、底板组成，第一挡板7位于第二挡板10的后侧(实际上构成一个滑动槽)，第一挡板7的下端、第二挡板10的下端均分别与底板固定连接(卡瓦座为一悬空架)，底板上设有钻杆通过孔；第一卡瓦17、第二卡瓦18均位于第一挡板7与第二挡板10之间并搁置在底板上(第一卡瓦17、第二卡瓦18相当于滑动的夹持块)，第一卡瓦17位于第二卡瓦18的左侧，第一卡瓦17的右端面为内凹的弧形面，第二卡瓦18的左端面为内凹的弧形面，第一卡瓦17与第二卡瓦18构成钻杆下夹持腔13，底板上的钻杆通过孔位于钻杆下夹持腔13下方，底板上的钻杆通过孔下方的下钳架5上设有钻杆通过孔29(钻杆穿过钻杆通过孔、钻杆下夹持腔13、钻杆上夹持腔4；第一卡瓦17向右移动、第二卡瓦18向左移动时，将下节钻杆夹持住；上钳2夹持上节钻杆并旋转，实现外平钻杆的拧卸)；第一卡瓦限位销11位于第一卡瓦17的上方(即第一卡瓦17的上方设有第一卡瓦限位销11)，第一卡瓦限位销11的前端部与第二挡板10固定连接，第一卡瓦限位销11的后端部与第一挡板7固定连接；第二卡瓦限位销14位于第二卡瓦18的上方(即第二卡瓦18的上方设有第二卡瓦限位销14)，第二卡瓦限位销14的前端部与第二挡板10固定连接，第二卡瓦限位销14的后端部与第一挡板7固定连接(第一卡瓦限位销11、第二卡瓦限位销14均起限位作用)；第一偏心块8位于第一卡瓦17的左侧，第一偏心块8与第一卡瓦17相接触，第一偏心块由第一偏心块轴21与第一挡板7、第二挡板10铰接(即第一偏心块8能旋转)，第一偏心块8上设有第一偏心块销滑动长条形孔，第一偏心块销9穿过第一偏心块销滑动长条形孔，第一偏心块销9固定在下钳架5上(即第一偏心块8与下钳架5铰接)；第二偏心块16位于第二卡瓦18的右侧，第二偏心块16与第二卡瓦18相接触，第二偏心块16由第二偏心块轴22与第一挡板7、第二挡板10铰接(即第二偏心块16能旋转)，第二偏心块16上设有第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销15穿过第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销15固定在下钳架5上(即第二偏心块销15与下钳架5铰接)；连杆12的左端部与第一偏心块轴21的前端部铰接，连杆12的右端部与第二偏心块轴22的前端部铰接(设置连杆12，起同步作用)；偏心块驱动液压缸19的缸体固定在偏心块驱动液压缸架24上，偏心块驱动液压缸19的活塞杆与同步板23铰接，同步板23上沿水平方向设有长条状滑动孔，第一偏心块8上的第一驱动销27位于长条状滑动孔内，第二偏心块16上的第二驱动销28位于长条状滑动孔内(偏心块驱动液压缸19的活塞杆伸出，同步板23向下运动，使第一驱动销27向右移动，带动第一偏心块8向右旋转，挤压第一卡瓦17向右滑动；同步板23向下运动，使第二驱动销28向左移动，带动第二偏心块16向左旋转，挤压第二卡瓦18向左移动；实现对钻杆的夹持；偏心块驱动液压缸19的活塞杆缩回时，第一卡瓦17向左滑动、第二卡瓦18向右移动，第一卡瓦17、第二卡瓦18松开钻杆)。

如图11、图12、图13、图14、图15、图16所示，所述的上钳2包括下拉板30、机架31、开口大齿轮32、浮动板33、第一颚板轴34、第一浮动弹簧35、第一颚板37、第二颚板38、第一液压马达42、第一输入齿轮44、惰轮46、支撑轴承座48、支撑轴承49、第二颚板轴50、第三颚板轴52、第三颚板53、定位叉54、定位液压缸55、第二液压马达57，机架31的下端部设有滑块60，机架31的上至少固定有2个支撑轴承座48(本实施例采用8个支撑轴承座)，每一支撑轴承座48上设有一支撑轴承49，所有支撑轴承49均与开口大齿轮32的下端部接触(即开口大齿轮32由支撑轴承49托住)，开口大齿轮32上设有开口51(用于钻杆的插入)，开口大齿轮32的下端由螺栓与下拉板30固定连接，下拉板30上至少设有2个轴承61，轴承与机架31上的凹槽的上面相接触(设置下拉板30，使开口大齿轮32不向上移动；可旋转)，下拉板30上设有钻杆插入开口，下拉板30上的钻杆通过孔位于开口51的下方；开口大齿轮32的上端面设有圆形的浮动板槽，圆形的浮动板33位于浮动板槽内(浮动板33相对开口大齿轮32能旋转)，浮动板33上固定有第一颚板轴34、第二颚板轴50、第三颚板轴52，第一颚板轴34、第二颚板轴50、第三颚板轴52均布，第一颚板轴34上套有第一浮动弹簧35、第一颚板37(第一颚板37在第一颚板轴34上能上下移动，也可旋转)，第一浮动弹簧35位于第一颚板37与开口大齿轮32之间，第一颚板轴34的上端部设有限位块，限位块位于第一颚板37的上方；第二颚板轴50上套有第二浮动弹簧、第二颚板38(第二颚板38在第二颚板轴50上能上下移动，也可旋转)，第二浮动弹簧位于第二颚板38与开口大齿轮32之间，第二颚板轴50的上端部设有限位块，限位块位于第二颚板38的上方；第三颚板轴52上套有第三浮动弹簧、第三颚板53(第三颚板53在第三颚板轴52上能上下移动，也可旋转)，第三浮动弹簧位于第三颚板53与开口大齿轮32之间，第三颚板轴52的上端部设有限位块，限位块位于第三颚板53的上方；第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53的一面均为弧形面，第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53的弧形面上均设有凸出卡块59(凸出卡块59与定位叉54配套，定位叉叉住凸出卡块时，浮动板33不能旋转；第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53用于将钻杆夹住)；定位液压缸55的缸体与机架31固定，定位液压缸55的活塞杆与定位叉54固定连接，定位叉54的叉口朝向第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53(定位叉54可叉住第一颚板37、第二颚板38或第三颚板53上的凸出卡块59)；

开口大齿轮32上固定有第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58，第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58上均套有滚套47(滚套能旋转，开口大齿轮32旋转时，第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58上的滚套均可与第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53接触，压迫三个颚板夹紧钻杆上节并旋转，)，滚套47内填有钢珠41，第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58的上端部均与连接板39固定连接，连接板39上设有钻杆插入开口，连接板39上的钻杆通过孔位于开口51的上方；

机架31上设有第一液压马达42、第二液压马达57，第一液压马达42的输出轴为第一输入齿轮轴43，第一输入齿轮轴43上设有第一输入齿轮44，第二液压马达57的输出轴为第二输入齿轮轴56，第二输入齿轮轴56上设有第二输入齿轮，第一输入齿轮44、第二输入齿轮分别与开口大齿轮32、惰轮46相啮合，惰轮46设置在机架31上。

如图17所示，所述的液压系统包括液压动力站80、压力油管66、电磁换向阀67、顺序阀68、梭阀69、第一油管70、第二油管71、第一手动换向阀72、第三油管73、第四油管74、第五油管75、第六油管76、第二手动换向阀77、第七油管78；液压动力站80包括滤油器63、油泵64、溢流阀65、液压油箱79；压力油管66的输入端与液压动力站80的输出相连，压力油管66的输出端分别与电磁换向阀67、第一手动换向阀72、第二手动换向阀77的压力油口相连；电磁换向阀67的输出口由第一油管70分别第一液压马达42的第一腔、第二液压马达57的第一腔、梭阀69的第一输入油口相连，第二油管71的输入端与压力油管66相连通，第二油管71的输出分别第一液压马达42的第二腔、第二液压马达57的第二腔、梭阀69的第二输入油口相连通；梭阀69的输出油口由第七油管78与顺序阀68的输入油口相连通，顺序阀68的输出油口由管道与定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55的油腔相连通(另一段弹簧腔连通大气)；第一手动换向阀72的输出口由第三油管73与水平移动液压缸3的第一腔相连通，第三油管73上设有第一液控单向阀，第一液控单向阀的油控口由分管与第四油管74相连通，第四油管74的输入端与压力油管66相连通，第四油管74的输出端与水平移动液压缸3的第二腔相连通；第二手动换向阀77的输出口由第五油管75与偏心块驱动液压缸(或称方形液压缸)19的第一腔相连通，第五油管75上设有第二液控单向阀，第二液控单向阀的油控口由分管与第六油管76相连通，第六油管76的输入端与压力油管66相连通，第六油管76的输出端与偏心块驱动液压缸19的第二腔相连通。

在钻探过程中需要将若干钻杆依次连接(或拧开)，连接钻杆时，下钳1的偏心块驱动液压缸19的伸缩，通过同步板23驱动第一偏心块8、第二偏心块16反向旋转，从而推动第一卡瓦17、第二卡瓦18沿着钻杆径向移动，使下钳夹紧下节钻杆；钻杆的自重，克服预紧或冲扣扭矩，防止随上部钻杆的拧卸在孔内转动或是打滑。

水平移动液压缸(或称让开孔口油缸)3推动上钳2至钻杆的孔口，使下钳1、上钳2的轴线在同一直线上从而实现上下钻杆的对心，避免丝扣乱扣，延长钻杆的使用寿命。

上钳2的液压马达启动，驱动开口大齿轮32旋转，带动第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58旋转，带动第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58旋转到一定位置后压迫三个颚板夹紧钻杆上节并旋转，与下钳1配合实现两节钻杆的拧/卸，同时补偿拧/卸过程中钻杆轴向的伸缩，避免丝扣在拧/卸过程中的磨损。

上钳2的工作过程，上钳2夹紧钻杆：第一液压马达42和第二液压马达57为可双向回转马达，当第一液压马达42和第一液压马达57转动时，分别驱动第一输入齿轮44和第二输入齿轮56，第一输入齿轮44和第二输入齿轮56分别与开口大齿轮32啮合，驱动开口大齿轮32回转，开口大齿轮32带动固定在它上面的第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58一起转动，此时浮动板33在定位叉54上的定位销62作用下处于静止状态，开口大齿轮32及其上的第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58与浮动板33及其上的第一颚板轴34、第一颚板37、第二颚板轴50、第二颚板38、第三颚板轴52、第三颚板53之间有相互运动，第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58分别作用在第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53上，使第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53绕各自颚板轴转动，夹紧钻杆。钻杆被夹紧后，第一液压马达42和第一液压马达57继续转动会使液压系统压力升高，顺序阀68会打开，压力油进入定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55的有杆腔，定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55活塞杆缩回，实现第一液压马达42和第一液压马达57驱动第一输入齿轮44和第二输入齿轮56，第一输入齿轮44和第二输入齿轮56再将运动传递给开口大齿轮32及其上的第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58，第一锁紧销轴36、第二锁紧销轴40、第三锁紧销轴58将动力传递给第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53，最终实现钻杆的拧卸。

上述第一输入齿轮44和第二输入齿轮56分别与惰轮46啮合，其作用主要是保证第一输入齿轮44和第二输入齿轮56经过开口大齿轮32开口51处，进入下一侧啮合时，始终保持轮齿的准确啮合。

上述钻杆拧卸过程中，两节钻杆之间会产生轴向距离的伸缩，为了补偿轴向伸缩量，设计了第一浮动弹簧35、第二浮动弹簧、第三浮动弹簧，保证第一颚板37、第二颚板38、第三颚板53可分别在第一颚板轴34、第二颚板轴50、第三颚板轴52上移动补偿。

液压系统的工作过程，液压控制系统由三个控制回路组成：

控制回路一，油泵64经过滤油器63从液压油箱79将液压油通过压力油管66输出到第一手动换向阀72，经第一手动换向阀72通过第三油管73、第四油管74，连接水平移动液压缸3。第一手动换向阀72为中位H型的三位四通阀，切换第一手动换向阀72的不同位置，会改变水平移动液压缸3进油和出油方向，实现水平移动液压缸3的伸缩，推动上钳2至钻杆的孔口(或离开钻杆的孔口)，使下钳1、上钳2的轴线在同一直线上从而实现上下钻杆的对心，避免丝扣乱扣，延长钻杆的使用寿命。第一手动换向阀72与水平移动液压缸3之间第三油管73、第四油管74上有一液控单向阀，该液控单向阀锁定水平移动液压缸3活塞杆，保证上钳2定位可靠。

控制回路二，油泵64经过滤油器63从液压油箱79将液压油通过压力油管66输出到第二手动换向阀77，第二手动换向阀77为中位H型的三位四通阀，切换第二手动换向阀77的不同位置，会改变偏心块驱动液压缸(或称方形液压缸)19进油和出油方向，使偏心块驱动液压缸(或称方形液压缸)19的活塞杆伸缩，实现下钳1对钻杆的夹紧或松开。第二手动换向阀77与偏心块驱动液压缸(或称方形液压缸)19之间第五油管75、第六油管76上有一液控单向阀，该液控单向阀锁定偏心块驱动液压缸(或称方形液压缸)19活塞杆，保证夹持可靠。

控制回路三，油泵64经过滤油器63从液压油箱79将液压油通过压力油管66输出到电磁换向阀67，电磁换向阀67为中位H型的三位四通阀，切换电磁换向阀67的不同位置，驱动第一液压马达42、第二液压马达57同时正转(或反转)，同时通过梭阀69、第七油管78、顺序阀68，实现定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55的控制。控制回路三通过梭阀69与顺序阀68组合，实现了第一液压马达42、第二液压马达57和定位液压缸55的顺序动作。电磁换向阀67得电动作，第一液压马达42和第二液压马达57同时正转(或反转)，此时顺序阀68将定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55进油口断开，定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55活塞杆在无杆腔弹簧作用下处于伸出状态，当系统压力随载荷增加升高到一定值时，顺序阀68打开，定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55有杆腔进油，定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55活塞杆缩回；电磁换向阀67断电，回到中位后，第一液压马达42、第二液压马达57停止转动，同时定位液压缸(或称弹簧伸出液压复位油缸)55活塞杆在无杆腔弹簧作用下伸出。

Claims (5)

1.一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于它包括下钳(1)、上钳(2)、水平移动液压缸(3)，上钳(2)的机架的下端部滑块位于下钳(1)的下钳架(5)上的上钳滑动导槽(6)内，水平移动液压缸(3)的缸体固定在下钳(1)的下钳架(5)上的水平移动液压缸固定板(20)上，水平移动液压缸(3)的活塞杆与上钳(2)的机架的下部铰接。

2.根据权利要求1所述的一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于：所述的下钳(1)包括下钳架(5)、卡瓦座、第一偏心块(8)、第二偏心块(16)、第一卡瓦(17)、第二卡瓦(18)、偏心块驱动液压缸(19)、水平移动液压缸固定板(20)、同步板(23)、偏心块驱动液压缸架(24)、第一驱动销(27)、第二驱动销(28)，下钳架(5)的左端部、右端部沿前后方向均设有上钳滑动导槽(6)，下钳架(5)的后端部固定有水平移动液压缸固定板(20)，下钳架(5)的前部设有卡瓦座；卡瓦座由第一挡板(7)、第二挡板(10)、底板组成，第一挡板(7)位于第二挡板(10)的后侧，第一挡板(7)的下端、第二挡板(10)的下端均分别与底板固定连接，底板上设有钻杆通过孔；第一卡瓦(17)、第二卡瓦(18)均位于第一挡板(7)与第二挡板(10)之间并搁置在底板上，第一卡瓦(17)位于第二卡瓦(18)的左侧，第一卡瓦(17)的右端面为内凹的弧形面，第二卡瓦(18)的左端面为内凹的弧形面，第一卡瓦(17)与第二卡瓦(18)构成钻杆下夹持腔(13)，底板上的钻杆通过孔位于钻杆下夹持腔(13)下方，底板上的钻杆通过孔下方的下钳架(5)上设有钻杆通过孔(29)；第一偏心块(8)位于第一卡瓦(17)的左侧，第一偏心块(8)与第一卡瓦(17)相接触，第一偏心块由第一偏心块轴(21)与第一挡板(7)、第二挡板(10)铰接；第二偏心块(16)位于第二卡瓦(18)的右侧，第二偏心块(16)与第二卡瓦(18)相接触，第二偏心块(16)由第二偏心块轴(22)与第一挡板(7)、第二挡板(10)铰接；偏心块驱动液压缸(19)的缸体固定在偏心块驱动液压缸架(24)上，偏心块驱动液压缸(19)的活塞杆与同步板(23)铰接，同步板(23)上沿水平方向设有长条状滑动孔，第一偏心块(8)上的第一驱动销(27)位于长条状滑动孔内，第二偏心块(16)上的第二驱动销(28)位于长条状滑动孔内；

第一偏心块(8)上设有第一偏心块销滑动长条形孔，第一偏心块销(9)穿过第一偏心块销滑动长条形孔，第一偏心块销(9)固定在下钳架(5)上，第二偏心块(16)上设有第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销(15)穿过第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销(15)固定在下钳架(5)上。

3.根据权利要求2所述的一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于：第一卡瓦(17)的上方设有第一卡瓦限位销(11)，第一卡瓦限位销(11)的前端部与第二挡板(10)固定连接，第一卡瓦限位销(11)的后端部与第一挡板(7)固定连接；第二卡瓦(18)的上方设有第二卡瓦限位销(14)，第二卡瓦限位销(14)的前端部与第二挡板(10)固定连接，第二卡瓦限位销(14)的后端部与第一挡板(7)固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于：第一偏心块轴(21)的前端部与连杆(12)的左端部铰接，第二偏心块轴(22)的前端部与连杆(12)的右端部铰接。

5.根据权利要求1所述的一种可让开孔口的高效液压拧管机，其特征在于：所述的上钳(2)包括下拉板(30)、机架(31)、开口大齿轮(32)、浮动板(33)、第一颚板轴(34)、第一浮动弹簧(35)、第一颚板(37)、第二颚板(38)、第一液压马达(42)、第一输入齿轮(44)、惰轮(46)、支撑轴承座(48)、支撑轴承(49)、第二颚板轴(50)、第三颚板轴(52)、第三颚板(53)、定位叉(54)、定位液压缸(55)、第二液压马达(57)，机架(31)的下端部设有滑块(60)，机架(31)的上至少固定有2个支撑轴承座(48)，每一支撑轴承座(48)上设有一支撑轴承(49)，所有支撑轴承(49)均与开口大齿轮(32)的下端部接触，开口大齿轮(32)上设有开口(51)，开口大齿轮(32)的下端由螺栓与下拉板(30)固定连接，下拉板(30)上至少设有2个轴承(61)，轴承与机架(31)上的凹槽的上面相接触，下拉板(30)上设有钻杆插入开口，下拉板(30)上的钻杆通过孔位于开口(51)的下方；开口大齿轮(32)的上端面设有圆形的浮动板槽，圆形的浮动板(33)位于浮动板槽内，浮动板(33)上固定有第一颚板轴(34)、第二颚板轴(50)、第三颚板轴(52)，第一颚板轴(34)、第二颚板轴(50)、第三颚板轴(52)均布，第一颚板轴(34)上套有第一浮动弹簧(35)、第一颚板(37)，第一浮动弹簧(35)位于第一颚板(37)与开口大齿轮(32)之间，第一颚板轴(34)的上端部设有限位块，限位块位于第一颚板(37)的上方；第二颚板轴(50)上套有第二浮动弹簧、第二颚板(38)，第二浮动弹簧位于第二颚板(38)与开口大齿轮(32)之间，第二颚板轴(50)的上端部设有限位块，限位块位于第二颚板(38)的上方；第三颚板轴(52)上套有第三浮动弹簧、第三颚板(53)，第三浮动弹簧位于第三颚板(53)与开口大齿轮(32)之间，第三颚板轴(52)的上端部设有限位块，限位块位于第三颚板(53)的上方；第一颚板(37)、第二颚板(38)、第三颚板(53)的一面均为弧形面，第一颚板(37)、第二颚板(38)、第三颚板(53)的弧形面上均设有凸出卡块(59)；定位液压缸(55)的缸体与机架(31)固定，定位液压缸(55)的活塞杆与定位叉(54)固定连接，定位叉(54)的叉口朝向第一颚板(37)、第二颚板(38)、第三颚板(53)；机架(31)上设有第一液压马达(42)、第二液压马达(57)，第一液压马达(42)的输出轴为第一输入齿轮轴(43)，第一输入齿轮轴(43)上设有第一输入齿轮(44)，第二液压马达(57)的输出轴为第二输入齿轮轴(56)，第二输入齿轮轴(56)上设有第二输入齿轮，第一输入齿轮(44)、第二输入齿轮分别与开口大齿轮(32)、惰轮(46)相啮合，惰轮(46)设置在机架(31)上；

开口大齿轮(32)上固定有第一锁紧销轴(36)、第二锁紧销轴(40)、第三锁紧销轴(58)，第一锁紧销轴(36)、第二锁紧销轴(40)、第三锁紧销轴(58)上均套有滚套(47)，滚套(47)内填有钢珠(41)，第一锁紧销轴(36)、第二锁紧销轴(40)、第三锁紧销轴(58)的上端部均与连接板(39)固定连接，连接板(39)上设有钻杆插入开口，连接板(39)上的钻杆通过孔位于开口(51)的上方。

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