CN104265201B - 一种车载钻机及其夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹紧装置，用于对钻机的钻杆夹紧，其包括：与钻机的动力头相连，且能够使所述钻杆通过的导向套；安装在导向套上，用于夹紧钻杆的夹具；与夹具相连驱动夹具夹紧钻杆的驱动装置。本申请通过安装的夹紧装置对钻机的钻杆进行夹紧，降低了钻杆施加给钻机的动力头主轴的力，从而降低了动力头主轴的磨损，延长了使用寿命，降低了维修成本。本发明还公开了一种具有上述夹紧装置的车载钻机。

Description

一种车载钻机及其夹紧装置

技术领域

本发明涉及工业机械技术领域，更具体的说，是涉及一种车载钻机及其夹紧装置。

背景技术

车载式钻机是一种新型能源开采施工机械，将钻井装置安装在汽车底盘上，具有良好的移动性和操作性，因此广泛应用于打水井、地质勘探、矿山救援、煤层气开采等工程领域。根据不同的需要其钻孔深度从几百米到几千米不等。

其中，钻机主要包括桅杆、动力头、车架与动力系统。该动力头包括沿桅杆滑动的滑架和驱动钻杆转动的动力头箱体，具体地，该动力头与钻杆通过螺纹连接。在钻井过程中，钻机将一节钻杆钻入后，需要提起动力头，连接新的钻杆继续钻进。当到达所需深度后，又需要将钻杆全部提出。由于钻杆与动力头通过螺纹连接，在上钻杆时，动力头上翘，钻杆的重量全部作用在主轴上，对主轴磨损较大，此外，在气钻时，需要将钻杆完全从井内提升到井外，此时动力头不旋转，只作为提升工具，使得对动力头的主轴螺纹磨损极大，且主轴为动力头的关键部件价格昂贵且不易更换，增大了成本。

因此，如何降低钻杆对动力头的主轴的磨损，以降低成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种夹紧装置，降低钻杆对动力头的主轴的磨损，以降低成本。本发明还提供了一种具有上述夹紧装置的车载钻机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种夹紧装置，用于对钻机的钻杆夹紧，其包括：

与所述钻机的动力头相连，且能够使所述钻杆通过的导向套；

安装在所述导向套上，用于夹紧所述钻杆的夹具；

与所述夹具相连驱动所述夹具，夹紧所述钻杆的驱动装置。

优选地，上述的夹紧装置中，所述导向套与所述动力头通过螺栓连接，且所述导向套的轴线与所述动力头主轴的轴线共线，且所述导向套的内径大于所述钻杆的直径。

优选地，上述的夹紧装置中，所述夹具包括：

安装在所述导向套上的卡盘，所述卡盘所述驱动装置相连；

安装在卡盘上，用于夹紧所述钻杆的钳牙。

优选地，上述的夹紧装置中，所述驱动装置包括：

可沿所述导向套的轴线方向伸缩的液压缸；

与所述液压缸相连的楔块，所述楔块可滑动的安装在所述卡盘上，且所述楔块与所述导向套的轴线具有预设夹角。

优选地，上述的夹紧装置中，还包括滑块，所述滑块一端与所述楔块通过连接件相连，另一端通过连接块与所述液压缸相连，所述滑块套设在所述导向套外侧。

优选地，上述的夹紧装置中，所述液压缸的缸体与所述动力头铰接，所述液压缸的伸缩杆与所述连接块铰接。

优选地，上述的夹紧装置中，还包括设置在所述连接块与所述滑块之间的轴承。

优选地，上述的夹紧装置中，所述楔块的外周面开设有沿所述导向套的轴线方向延伸的滑槽，所述卡盘上安装有能够与所述滑槽配合以使所述楔块与所述卡盘相对运动的螺钉。

优选地，上述的夹紧装置中，所述螺钉与所述楔块之间具有垫圈。

一种车载钻机，包括夹紧装置，其中，所述夹紧装置为如上述的夹紧装置。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种夹紧装置，用于对钻机的钻杆夹紧，其包括：与钻机的动力头相连，且能够使钻杆通过的导向套；安装在导向套上，用于夹紧钻杆的夹具；与夹具相连驱动夹具夹紧钻杆的驱动装置。本申请通过安装的夹紧装置对钻机的钻杆进行夹紧，降低了钻杆施加给钻机的动力头主轴的力，从而降低了动力头主轴的磨损，延长了使用寿命，降低了维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的夹紧装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种夹紧装置，降低钻杆对动力头的主轴的磨损，以降低成本。本发明的另一核心是提供一种具有上述夹紧装置的车载钻机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1所示，本发明公开了一种夹紧装置，用于对钻机的钻杆夹紧，其包括：与钻机的动力头14相连，且能够套设在钻杆外侧的导向套5，即能够使钻杆穿过的导向套5；安装在导向套5上，用于夹紧钻杆的夹具；与夹具相连驱动夹具夹紧钻杆的驱动装置。在实际中，该夹具可以安装在导向套5的端部以便于夹持钻杆，也可在导向套5上开设对应的通孔便于夹具伸入到导向套5内部夹持钻杆。本申请通过安装的夹紧装置对钻机的钻杆进行夹紧，降低了钻杆施加给钻机的动力头14主轴的力，从而降低了动力头14主轴的磨损，延长了使用寿命，降低了维修成本。

具体的实施例中，上述的导向套5与动力头14通过螺栓11连接，并且该导向套5的轴线与动力头14主轴的轴线共线，以保证导向套5上的夹具对钻杆的稳定夹持。此外，将导向套5的内径设置为大于钻杆的直径，以避免该导向套5对钻杆与动力头14主轴的连接有影响。在实际中可根据钻杆的直径以及动力头14的尺寸选择导向套5的直径。

本申请中公开的夹具具体包括：卡盘7和钳牙8。其中，卡盘7套设在导向套5上并与驱动装置相连，上述的钳牙8安装在卡盘5上，并通过驱动装置实现对卡盘7所围成的直径大小的调节，实现设置钳牙8对钻杆夹紧或释放的过程。在实际中，卡盘7沿该导向套5的周向的个数为三个或四个，以保证对钻杆夹持的稳定性，相应地，在导向套5上开设对应的通孔，便于卡盘7伸入导向套5内部实现对钻杆的夹持。

在一具体实施例中提供了驱动装置的具体结构，其包括：可沿导向套5的轴线方向伸缩的液压缸1和与该液压缸1相连的楔块6，且该楔块6可滑动的安装在卡盘7上，上述的楔块6与导向套5的轴线具有预设夹角。其中，液压缸1作为驱动装置的动力系统为夹具的夹紧和释放过程提供动力，而楔块6作为连接部件，其结构简单，便于加工。将该楔块6与卡盘7可滑动连接，并将楔块6与液压缸1相连，可实现液压缸1对楔块6运动的驱动，而楔块6与导向套5的轴线具有预设夹角，使得楔块6到导向套5的距离逐渐发生变化，本领域技术人员可以根据不同的夹紧需要以及卡盘7上钳牙8的位置设定楔块6与导向套5轴线的夹角大小，只要能保证在楔块6移动过程中能够卡盘7夹紧或释放即可。

本申请中提供的驱动装置结构简单，便于操作，而且可保证卡盘7的同心度，提高对钻杆夹持的稳定性。在实际中，还可采用伸缩杆对卡盘7沿导向套5的径向进行驱动，直接实现卡盘7的夹紧或释放。

进一步的实施例中，该驱动装置还包括：滑块4，且该滑块4一端与楔块6通过连接件12连接，而另一端通过连接块3与液压缸1相连，具体地，该滑块4套设在导向套5的外侧。通过上述设置，可减小液压缸1和楔块的长度，降低成本。具体地，在导向套5外壁上开设凹槽，并将滑块4一部分与凹槽的槽口相对，一部分套在导向套5上，以减小滑块4与导向套5的接触面积，减小两者之间的磨损。本申请中公开的连接件12为螺钉。

更进一步的实施例中，将上述的液压缸1的缸体与动力头14铰接，而液压缸1的伸缩杆与连接块3铰接，以保证液压缸1的伸缩杆在伸缩过程中能够避免应力集中的问题，提高液压缸1连接的稳定性，提高使用寿命。具体地，该液压缸1与连接块3之间通过销轴2可转动连接，同时，液压缸1与动力头14之间也通过销轴可转动连接，此处只是提供了一种具体的连接方式，但并不仅限于此种连接方式。

更进一步的实施例中该夹紧装置还包括设置在连接块3与滑块4之间的轴承13。通过上述设置，在正常钻井钻进过程中，动力头14的主轴转动，带动与主轴连接的导向套5转动，进而带动套设在导向套5上的滑块4、楔块6以及卡盘7同步转动，而由于液压缸1的连接块3与滑块4的连接件12之间设置了轴承13可保证液压缸1不转，即动力头14不转，从而避免了对液压缸的扭转力，提高了整个装置的使用寿命。

优选的实施例中，本申请中公开的楔块6外周面具有沿导向套5的轴线方向延伸的滑槽，而上述的卡盘7具有安装在该滑槽内并在该滑槽内滑行的螺钉9，通过上述设置，可实现楔块6与卡盘7的可滑动连接。通过螺钉9与滑槽的配合不仅能够保证楔块6与卡盘7的连接还可实现楔块6与卡盘7之间的相对滑动，实现楔块6对卡盘7的挤压或释放。本申请中公开的滑槽的长度可实现对楔块运动距离的限定。

为了防止螺钉9对楔块6的磨损，进一步的实施例中在螺钉9与楔块6之间设置了垫圈10，通过垫圈10的设置使得螺钉9与楔块6之间的弹性接触。具体地，该垫圈9为橡胶圈。

本发明还公开了一种车载钻机，其包括夹紧装置，且该夹紧装置为上述实施例中公开的夹紧装置，因此，具有该夹紧装置的车载钻机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种夹紧装置，用于对钻机的钻杆夹紧，其特征在于，包括：

与所述钻机的动力头(14)相连，且能够使所述钻杆通过的导向套(5)；

安装在所述导向套(5)上，用于夹紧所述钻杆的夹具；

与所述夹具相连驱动所述夹具，夹紧所述钻杆的驱动装置；

所述夹具包括：

安装在所述导向套(5)上的卡盘(7)，所述卡盘(7)与所述驱动装置相连；

安装在卡盘(7)上，用于夹紧所述钻杆的钳牙(8)；

所述驱动装置包括：

可沿所述导向套(5)的轴线方向伸缩的液压缸(1)；

与所述液压缸(1)相连的楔块(6)，所述楔块(6)可滑动的安装在所述卡盘(7)上，且所述楔块(6)与所述导向套(5)的轴线具有预设夹角；

所述驱动装置还包括滑块(4)，所述滑块一端与所述楔块(6)通过连接件(12)相连，另一端通过连接块(3)与所述液压缸(1)相连，所述滑块(4)套设在所述导向套(5)外侧；所述液压缸(1)的缸体与所述动力头(14)铰接，所述液压缸(1)的伸缩杆与所述连接块(3)铰接；还包括设置在所述连接块(3)与所述滑块(4)之间的轴承(13)。

2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，所述导向套(5)与所述动力头(14)通过螺栓(11)连接，且所述导向套(5)的轴线与所述动力头(14)主轴的轴线共线，且所述导向套(5)的内径大于所述钻杆的直径。

3.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，所述楔块(6)的外周面开设有沿所述导向套(5)的轴线方向延伸的滑槽，所述卡盘(7)上安装有能够与所述滑槽配合以使所述楔块(6)与所述卡盘(7)相对运动的螺钉(9)。

4.根据权利要求3所述的夹紧装置，其特征在于，所述螺钉(9)与所述楔块(6)之间具有垫圈(10)。

5.一种车载钻机，包括夹紧装置，其特征在于，所述夹紧装置为如权利要求1-4任一项所述的夹紧装置。