CN104481427A - 锚杆钻机及钻杆夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻杆夹持器，包括动夹持器，动夹持器包括中部设置钻杆穿孔的保持架，设置于保持架内的卡瓦，卡瓦的夹持端滑动设置有沿钻杆穿孔的开孔方向滑移的卡瓦体，卡瓦和卡瓦体之间设置带动卡瓦体回复至卡瓦上的初始滑移位置的弹性复位装置。卡瓦体可沿钻杆穿孔方向，即钻杆的长度方向滑移，钻杆转动拆卸时，钻杆长度方向的延伸可带动卡瓦体在卡瓦上滑动，对钻杆受到动夹持器在其长度方向的力矩实现卸荷，装卸完成后，弹性复位装置将卡瓦体滑移后回复至初始滑移位置，既保证每次对钻杆装夹过程中，卡瓦体卡接位置的稳定性，也使得卡瓦体和卡瓦之间预留一定的滑移余量，提高设备的安全性。本发明还提供了一种锚杆钻机。

Description

锚杆钻机及钻杆夹持器

技术领域

本发明涉及锚杆钻机技术领域，更具体地说，涉及一种锚杆钻机及钻杆夹持器。

背景技术

锚杆钻机是一种工程钻机，适用于基坑支护、抗浮桩、边坡处理等，在打孔之后可以插入锚杆、锚索等加固。锚杆钻机在工作时，因每根钻杆的长度有限，因此在钻进的过程中要加装钻杆，提钻的时候要拆卸钻杆，因此锚杆钻机需要配备钻杆夹持的装置。

锚杆钻机的夹持器是一种夹持钻杆的机构，分为动钳和定钳，定钳夹紧钻杆，旋转动钳可以转动钻杆实现卸下钻杆，夹持器大致有三种，分为单夹持器、双夹持器和三卡具夹持器。其中双夹持器应用较为广泛。单夹持器只有夹紧钻杆的功能，依靠动力头的反转实现钻杆的拆卸。而双夹持器可以独立拆卸钻杆，双夹持器包括动夹持器和定夹持器两部分，动夹持器可以以钻杆为圆心进行转动，在夹紧钻杆的情况下转动即可旋开钻杆，由于在旋开钻杆的同时动夹持器的螺纹被旋开(就如同圆珠笔一样，当旋转圆珠笔会使圆珠笔的螺纹扣旋开，而圆珠笔的总长度也因此增加)，因此会产生两个钻杆之间的位移增加。

在双夹持器中，由于定夹持器只起到夹紧钻杆的作用，动夹持器在夹紧钻杆的同时需要旋转，因此动夹持器在拆卸钻杆的同时会与钻杆发生同样的位移，即动夹持器和定夹持器之间有产生相对位移的趋势。而动夹持器的自由度使其不可以沿着钻杆方向的产生位移。所以在拆卸钻杆的时候动夹持器会产生沿着钻杆方向的力矩，这会产生夹持器上与钻杆接触的部分的卡瓦结构与钻杆之间打滑，或者会造成动夹持器的焊缝开裂以及使油缸的密封性得到破坏等后果。

因此，如何消除因钻杆螺距而产生的拆卸钻杆时的沿着钻杆方向上的力矩，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钻杆夹持器，以实现消除因钻杆螺距而产生的拆卸钻杆时的沿着钻杆方向上的力矩；本发明还提供了一种锚杆钻机。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钻杆夹持器，包括动夹持器，所述动夹持器包括中部设置钻杆穿孔的保持架，设置于所述保持架内的卡瓦，所述卡瓦的夹持端滑动设置有沿所述钻杆穿孔的开孔方向滑移的卡瓦体，所述卡瓦和所述卡瓦体之间设置带动所述卡瓦体回复至所述卡瓦上的初始滑移位置的弹性复位装置。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述卡瓦的夹持端设置有安装所述卡瓦体的滑块，所述弹性复位装置设置于所述滑块的支撑端。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述弹性复位装置为设置于所述滑块的支撑端，且压缩方向沿所述钻杆穿孔的开孔方向的压缩弹簧，所述卡瓦体的安装端与所述压缩弹簧连接。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述卡瓦的端部开设有安装所述滑块的安装槽，所述滑块嵌设于所述安装槽内；所述卡瓦的端部伸出有位于所述安装槽的两侧，对所述压缩弹簧的压缩位置进行限位的上限位板和下限位板。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述卡瓦的夹持端设置有对钻杆夹持配合的第一卡瓦体和第二卡瓦体，所述滑块的端部对应设置有分别对所述第一卡瓦体和所述第二卡瓦体的滑移进行弹性复位的第一弹性复位装置和第二弹性复位装置。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述卡瓦的驱动端设置有驱动所述卡瓦沿所述钻杆穿孔径向滑移的夹紧油缸，所述夹紧油缸的伸出端与所述卡瓦固接。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述夹紧油缸的伸出端设置为球形连接端，所述卡瓦的驱动端设置为与所述球形连接端配合的球形连接孔，所述卡瓦的驱动端还固设有与所述球形连接端压紧配合的压板。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述保持架内固设有对所述卡瓦的滑移进行导向的导向通道，所述导向通道包括分别与所述卡瓦的顶部和底部相抵的上导向板和下导向板。

优选地，在上述钻杆夹持器中，所述弹性复位装置为设置于所述滑块的支撑端，且压缩方向沿所述钻杆穿孔的开孔方向的橡胶垫，所述卡瓦体的安装端滑动安装于所述橡胶垫的压紧侧。

一种锚杆钻机，其上设置有对钻杆进行夹紧的钻杆夹持器，所述钻杆夹持器为如上任意一项所述的钻杆夹持器。

本发明提供的钻杆夹持器，包括动夹持器，动夹持器包括中部设置钻杆穿孔的保持架，设置于保持架内的卡瓦，卡瓦的夹持端滑动设置有沿钻杆穿孔的开孔方向滑移的卡瓦体，卡瓦和卡瓦体之间设置带动卡瓦体回复至卡瓦上的初始滑移位置的弹性复位装置。在对钻杆进行拆卸时，钻杆放入到钻杆夹持器的动夹持器内，钻杆穿过保持架上的钻杆穿孔后，由保持架内的卡瓦与钻杆进行卡紧，卡瓦端部的卡瓦体与钻杆顶紧，设置卡瓦体可沿钻杆穿孔方向，即钻杆的长度方向滑移，因此在对钻杆进行转动拆卸时，钻杆转动后长度的延伸可带动与其卡紧的卡瓦体在卡瓦上滑动，从而对钻杆受到动夹持器在其长度方向的力矩实现卸荷，避免卡瓦体与钻杆打滑，使得动夹持器的夹持位置保持稳定，避免动夹持器焊缝开裂以及油缸密封性遭到破坏等后果。卡瓦体和卡瓦之间设置将卡瓦体滑移后回复至初始滑移位置的弹性复位装置，既保证每次对钻杆装夹过程中，卡瓦体卡接位置的稳定性，也使得卡瓦体和卡瓦之间预留一定的滑移余量，提高设备的安全性。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的钻杆夹持器内部结构示意图；

图2为本发明提供的钻杆夹持器的俯视图。

具体实施方式

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、完整的描述，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。

如图1和图2所示，图1为本发明提供的钻杆夹持器内部结构示意图；图2为本发明提供的钻杆夹持器的俯视图。

本发明提供了一种钻杆夹持器，包括动夹持器，动夹持器包括中部设置钻杆穿孔10的保持架2，设置于保持架2内的卡瓦5，卡瓦5的夹持端滑动设置有沿钻杆穿孔10的开孔方向滑移的卡瓦体8，卡瓦5和卡瓦体8之间设置带动卡瓦体8回复至卡瓦5上的初始滑移位置的弹性复位装置7。在对钻杆进行拆卸时，钻杆放入到钻杆夹持器的动夹持器内，钻杆穿过保持架2上的钻杆穿孔10后，由保持架2内的卡瓦5与钻杆进行卡紧，卡瓦5端部的卡瓦体8与钻杆顶紧，设置卡瓦体8可沿钻杆穿孔10方向，即钻杆的长度方向滑移，因此在对钻杆进行转动拆卸时，钻杆转动后长度的延伸可带动与其卡紧的卡瓦体8在卡瓦5上滑动，从而对钻杆受到动夹持器在其长度方向的力矩实现卸荷，避免卡瓦体8与钻杆打滑，使得动夹持器的夹持位置保持稳定，避免动夹持器焊缝开裂以及油缸密封性遭到破坏等后果。卡瓦体8和卡瓦5之间设置将卡瓦体8滑移后回复至初始滑移位置的弹性复位装置，即保证每次对钻杆装夹过程中，卡瓦体8卡接位置的稳定性，也使得卡瓦体8和卡瓦5之间预留一定的滑移余量，提高设备的安全性。

为进一步优化上述技术方案，卡瓦5的夹持端设置有安装卡瓦体8的滑块，弹性复位装置7设置于滑块11的支撑端。卡瓦5通过其端部的卡瓦体8与钻杆相抵，通过在卡瓦5的端部设置滑块11，弹性复位装置7设置在滑块11的支撑端，卡瓦体8在弹性复位装置7的导向下在滑块11上滑动，提高卡瓦体8滑移过程中卡瓦5支撑结构的稳定性。

为进一步优化上述技术方案，弹性复位装置7为设置于滑块11的支撑端，且压缩方向沿钻杆穿孔10的开孔方向的压缩弹簧，卡瓦体8的安装端与压缩弹簧连接。卡瓦体8在滑块11上滑动，弹性复位装置7设置为压缩弹簧，由压缩弹簧在其支撑方向上与卡瓦体8的滑移方向的两端相抵，卡瓦体8滑移过程中与压缩弹簧相抵，在压缩弹簧的压缩方向，即钻杆的长度方向往复滑移，压缩弹簧结构避免卡瓦体8与卡瓦5之间的硬性连接导致的,钻杆转动发生长度变化时，其作用于卡瓦5过大的力矩造成设备的损坏。具体地，可在滑块11的支撑端设置对卡瓦体8滑动进行导向的导向轴，压缩弹簧套在导向轴上与卡瓦体8安装位置相抵，提供沿钻杆长度方向的回复力，并留出卡瓦体8的滑移空间。

为进一步优化上述技术方案，卡瓦5的端部开设有安装滑块11的安装槽，滑块11嵌设于安装槽内；卡瓦5的端部伸出有位于安装槽的两侧，对压缩弹簧的压缩位置进行限位的上限位板和下限位板。由钻杆夹持器对钻杆进行夹持过程中，要保证卡瓦5支撑结构的稳定支撑。在卡瓦5的端部开设滑块安装槽，滑块11安装在安装槽内避免沿钻杆方向进行错位滑动，由安装槽对滑块11的边缘进行稳定支撑。压缩弹簧设置在滑块11的端部，由卡瓦5上伸出位于滑块安装槽两侧的上限位板和下限位板，对压缩弹簧与卡瓦体8相抵的另一端进行支撑，提供压缩弹簧的弹性支撑力，并可通过上限位板和下限位板提供对导向轴结构的安装支撑。

为进一步优化上述技术方案，卡瓦5的夹持端设置有对钻杆夹持配合的第一卡瓦体81和第二卡瓦体82，滑块11的端部对应设置有分别对第一卡瓦体81和第二卡瓦体82的滑移进行弹性复位的第一弹性复位装置71和第二弹性复位装置72。钻杆为圆柱杆状结构，将卡瓦5端部的卡瓦体7设置为对圆柱结构的钻杆进行夹持的第一卡瓦体81和第二卡瓦体82，第一卡瓦体81和第二卡瓦体82为设置在同一侧卡瓦5端部的钻杆支撑结构，二者与钻杆径向一侧的表面进行支撑，对于相对布置的两个卡瓦5，由每个卡瓦5端部的第一卡瓦体81和第二卡瓦体82与钻杆进行贴紧，限制钻杆的转动和滑移，对钻杆进行稳定支撑。第一卡瓦体81和第二卡瓦体82对应滑块11上设置的分别对二者进行支撑的第一弹性复位装置71和第二弹性复位装置72，使得在钻杆夹持转动过程中，第一卡瓦体81和第二卡瓦体82同步转动，结构稳定。

为进一步优化上述技术方案，卡瓦5的驱动端设置有驱动卡瓦5沿钻杆穿孔径向滑移的夹紧油缸1，夹紧油缸1的伸出端与卡瓦5固接。钻杆放入到卡瓦5之间后，由驱动卡瓦5的夹紧油缸1，推动相对布置的两个卡瓦5对钻杆进行夹紧，夹紧油缸1的伸出端推动卡瓦5动作过程中，提供钻杆足够的夹持力。保持架2上设置推动动夹持器动作的卸扣油缸9，卸扣油缸9伸出，推动保持架2钻杆穿孔10为圆心进行旋转，进行对钻杆的拆卸动作。

为进一步优化上述技术方案，夹持油缸1的伸出端设置为球形连接端，卡瓦5的驱动端设置为与球形连接端配合的球形连接孔，卡瓦5的驱动端还固设有与球形连接端压紧配合的压板6。钻杆夹持器在对钻杆夹紧后，对钻杆进行转动驱动，因此使得钻杆转动过程中的反作用力作用到夹持油缸1和卡瓦5的连接端，通过将夹持油缸1的伸出端设置为球形结构，从而增大夹持油缸1和卡瓦5的支撑能力，提高设备的稳定性。

为进一步优化上述技术方案，保持架2内固设有对卡瓦5的滑移进行导向的导向通道，导向通道包括分别与卡瓦5的顶部和底部相抵的上导向板31和下导向板32。钻杆夹持器带动钻杆转动过程中，钻杆在其长度方向上产生一定位移，导致钻杆提供保持架2转动力矩的同时，提供了沿钻杆长度方向的作用力，通过在保持架2内设置上导向板31和下导向板32，由上导向板31和下导向板32与卡瓦5的顶部和底部相抵，形成卡瓦5的滑移进行导向的导向通道，上导向板31和下导向板32结构布置，实现对卡瓦5的导向和支撑，提高卡瓦5与钻杆卡接结构的稳定性。

为进一步优化上述技术方案，弹性复位装置7为设置于滑块11的支撑端，且压缩方向沿钻杆穿孔的开孔方向的橡胶垫，卡瓦体7的安装端滑动安装于橡胶垫的压紧侧。弹性复位装置设置在卡瓦体7滑移方向的两端，在对钻杆夹紧时，将钻杆拆卸过程中沿其长度方向的位移转移到卡瓦体7对弹性复位装置的压缩，完成装卸后，弹性复位装置7将卡瓦体8提供回复至卡瓦体8初始夹紧位置，从而利于后续钻杆的夹紧工作。弹性复位装置设置为橡胶垫，由橡胶垫进行对卡瓦体的弹性支撑，在对钻杆旋转拆卸中，对沿其长度方向的力矩进行抵销。

基于上述实施例中提供的钻杆夹持器，本发明还提供了一种锚杆钻机，其上设置有对钻杆进行夹紧的钻杆夹持器，该锚杆钻机上设有的钻杆夹持器为上述实施例中提供的钻杆夹持器。

由于该锚杆钻机采用了上述实施例的钻杆夹持器，所以该锚杆钻机由钻杆夹持器带来的有益效果请参考上述实施例。

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 (10)

1.一种钻杆夹持器，其特征在于，包括动夹持器，所述动夹持器包括中部设置钻杆穿孔的保持架，设置于所述保持架内的卡瓦，所述卡瓦的夹持端滑动设置有沿所述钻杆穿孔的开孔方向滑移的卡瓦体，所述卡瓦和所述卡瓦体之间设置带动所述卡瓦体回复至所述卡瓦上的初始滑移位置的弹性复位装置。

2.根据权利要求1所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述卡瓦的夹持端设置有安装所述卡瓦体的滑块，所述弹性复位装置设置于所述滑块的支撑端。

3.根据权利要求2所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述弹性复位装置为设置于所述滑块的支撑端，且压缩方向沿所述钻杆穿孔的开孔方向的压缩弹簧，所述卡瓦体的安装端与所述压缩弹簧连接。

4.根据权利要求3所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述卡瓦的端部开设有安装所述滑块的安装槽，所述滑块嵌设于所述安装槽内；所述卡瓦的端部伸出有位于所述安装槽的两侧，对所述压缩弹簧的压缩位置进行限位的上限位板和下限位板。

5.根据权利要求4所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述卡瓦的夹持端设置有对钻杆夹持配合的第一卡瓦体和第二卡瓦体，所述滑块的端部对应设置有分别对所述第一卡瓦体和所述第二卡瓦体的滑移进行弹性复位的第一弹性复位装置和第二弹性复位装置。

6.根据权利要求1所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述卡瓦的驱动端设置有驱动所述卡瓦沿所述钻杆穿孔径向滑移的夹紧油缸，所述夹紧油缸的伸出端与所述卡瓦固接。

7.根据权利要求6所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述夹持油缸的伸出端设置为球形连接端，所述卡瓦的驱动端设置为与所述球形连接端配合的球形连接孔，所述卡瓦的驱动端还固设有与所述球形连接端压紧配合的压板。

8.根据权利要求7所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述保持架内固设有对所述卡瓦的滑移进行导向的导向通道，所述导向通道包括分别与所述卡瓦的顶部和底部相抵的上导向板和下导向板。

9.根据权利要求2所述的钻杆夹持器，其特征在于，所述弹性复位装置为设置于所述滑块的支撑端，且压缩方向沿所述钻杆穿孔的开孔方向的橡胶垫，所述卡瓦体的安装端滑动安装于所述橡胶垫的压紧侧。

10.一种锚杆钻机，其上设置有对钻杆进行夹紧的钻杆夹持器，其特征在于，所述钻杆夹持器为如权利要求1-9任意一项所述的钻杆夹持器。