CN105672898A - 一种车载钻机及其动力头滑架导向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力头滑架导向装置，包括多组导向装置，每组导向装置包括前后导向装置和横向导向装置，前后导向装置包括用于支撑桅杆导轨前后侧面的前支撑滚轮和后支撑滚轮，横向导向装置包括用于支撑桅杆导轨左右侧面的左支撑滚轮和右支撑滚轮，前后导向装置设有第一间距调整装置和/或横向导向装置设有第二间距调整装置，第一间距调整装置用于调整前支撑滚轮与后支撑滚轮的间距大小，第二间距调整装置用于调整左支撑滚轮与右支撑滚轮的间距大小。本方案利用第一间距调整装置和/或第二间距调整装置将前后支撑滚轮和/或左右支撑滚轮与桅杆导轨的装配间隙调整到合理范围，减少支撑滚轮对桅杆导轨的磨损。本发明还公开了一种车载钻机。
Description
技术领域
本发明涉及开采机械技术领域，尤其涉及一种车载钻机及其动力头滑架导向装置。
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。
钻机主要包括桅杆、动力头、车架与动力系统。其中，动力头是为钻具提供直线及回转运动的驱动机构，具体包括沿桅杆滑动的滑架和驱动钻杆转动的动力头箱体。桅杆是钻杆、钻具的安装承载部件和导向结构部件，工作时动力头沿其导轨上下滑动，是钻机的主要部件之一。
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，而提钻时为提高工作效率会采用快速提钻，而快速提钻会在滑架与桅杆导轨间产生较大磨损，另外钻进过程中动力头为钻杆提供了很大的扭矩，而扭矩也同时加载在滑架上，并传递到桅杆导轨上，故桅杆及滑架极易磨损损坏，大大降低了使用寿命。
现有技术中，动力头滑架具有前后及横向限位导向装置，但这些导向装置固定安装于滑架上且不可调，装配间隙只能靠零部件的加工精度来保证，加工难度大，费用相应提高。另外，导向装置与桅杆的接触点较多，由于制造误差等原因，各支撑滚轮受力不均，容易引起偏磨。
因此，如何减少动力头滑架对桅杆导轨的损坏，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种动力头滑架导向装置，用于减少动力头滑架对桅杆导轨的损坏。本发明的第二个目的是提供一种包括上述动力头滑架导向装置的车载钻机。
一种动力头滑架导向装置，包括用于设置于动力头滑架两侧并沿桅杆导轨的长度方向布置的多组导向装置，每组所述导向装置包括前后导向装置和横向导向装置，所述前后导向装置包括用于支撑所述桅杆导轨前侧面的前支撑滚轮和用于支撑所述桅杆导轨后侧面的后支撑滚轮，所述横向导向装置包括用于支撑所述桅杆导轨左侧面的左支撑滚轮和用于支撑所述桅杆导轨右侧面的右支撑滚轮，所述前后导向装置设有第一间距调整装置和/或所述横向导向装置设有第二间距调整装置，所述第一间距调整装置用于调整所述前支撑滚轮与所述后支撑滚轮的间距大小，所述第二间距调整装置用于调整所述左支撑滚轮与所述右支撑滚轮的间距大小。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述第一间距调整装置为偏心套，所述偏心套固定套设于所述后支撑滚轮的后滚轮轴外周，所述后滚轮轴通过所述偏心套与所述动力头滑架的后滚轮轴安装孔配合，所述横向导向装置包括用于固定所述右支撑滚轮的右端盖，所述第二间距调整装置包括连接螺栓和调节螺栓，所述右端盖通过所述连接螺栓连接于所述动力头滑架，所述调节螺栓与所述右端盖的螺纹调节孔配合，且所述调节螺栓的末端用于与所述动力头滑架抵接，所述右端盖通过所述调节螺栓可沿所述桅杆导轨的左右两侧方向移动。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述横向导向装置还包括用于固定所述左支撑滚轮的左端盖，所述左端盖也设置有所述第二间距调整装置，所述左端盖通过所述连接螺栓连接于所述动力头滑架，所述调节螺栓与所述左端盖的螺纹调节孔配合，且所述调节螺栓的末端用于与所述动力头滑架抵接，所述左端盖通过所述调节螺栓可沿所述桅杆导轨的左右两侧方向移动。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述左端盖和所述右端盖均设置有多个所述连接螺栓和多个所述调节螺栓。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述左支撑滚轮的左滚轮轴通过紧定螺钉固定于所述左端盖，所述右支撑滚轮的右滚轮轴通过所述紧定螺钉固定于所述右端盖。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述后滚轮轴与所述前支撑滚轮的前滚轮轴均通过紧固螺母连接于所述动力头滑架。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述动力头滑架与所述紧固螺母之间设有止动垫圈。
优选地，在上述动力头滑架导向装置中，所述后滚轮轴和所述前滚轮轴均设置有润滑油槽，所述润滑油槽连通有油杯。
一种车载钻机，包括动力头滑架和桅杆导轨，还包括如上所述的动力头滑架导向装置。
优选地，在上述车载钻机中，所述桅杆导轨包括两根桅杆，所述动力头滑架的两侧沿所述桅杆导轨的长度方向设置有两组所述导向装置，每个所述前后导向装置包括对应支撑两个所述桅杆的两个所述前支撑滚轮和两个所述后支撑滚轮。
本发明提供的动力头滑架导向装置，包括用于设置于动力头滑架两侧并沿桅杆导轨的长度方向布置的多组导向装置，每组导向装置包括前后导向装置和横向导向装置，前后导向装置包括用于支撑桅杆导轨前侧面的前支撑滚轮和用于支撑桅杆导轨后侧面的后支撑滚轮，横向导向装置包括用于支撑桅杆导轨左侧面的左支撑滚轮和用于支撑桅杆导轨右侧面的右支撑滚轮，前后导向装置设有第一间距调整装置和/或横向导向装置设有第二间距调整装置，第一间距调整装置用于调整前支撑滚轮与后支撑滚轮的间距大小，第二间距调整装置用于调整左支撑滚轮与右支撑滚轮的间距大小。
在组装动力头滑架与桅杆导轨时，可以利用第一间距调整装置和/或第二间距调整装置将前后支撑滚轮和/或左右支撑滚轮与桅杆导轨的装配间隙调整到合理范围，因此，可以减少支撑滚轮对桅杆导轨的磨损，并且，该动力头滑架还可以承受动力头工作时的大扭矩回转，延长了使用寿命。
本发明还提供了一种车载钻机，包括动力头滑架与桅杆导轨以及上述动力头滑架导向装置。该车载钻机产生的有益效果的推导过程与上述动力头滑架导向装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
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为本发明具体实施例中动力头滑架与导向装置的结构示意图；
图2为本发明具体实施例中动力头滑架导向装置的剖视结构图；
图3为图2中A部分的局部放大示意图。
图1至图3中：
1-动力头滑架、2-前支撑滚轮、3-后支撑滚轮、4-左支撑滚轮、5-右支撑滚轮、6-止动垫圈、7-紧固螺母、8-油杯、9-润滑油槽、10-桅杆导轨、11-偏心套、21-前滚轮轴、22-第一垫圈、31-后滚轮轴、32-第二垫圈、51-右滚轮轴、52-右端盖、53-调节螺栓、54-紧定螺钉、55-连接螺栓。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种动力头滑架导向装置，用于减少动力头滑架对桅杆导轨的损坏。
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。
请参照图1至图3，图1为本发明具体实施例中动力头滑架与导向装置的结构示意图，图2为本发明具体实施例中动力头滑架导向装置的剖视结构图，图3为图2中A部分的局部放大示意图。
在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种动力头滑架导向装置，具体包括用于设置于动力头滑架1两侧并沿桅杆导轨10的长度方向布置的多组导向装置，每组导向装置包括前后导向装置和横向导向装置，前后导向装置包括用于支撑桅杆导轨10前侧面的前支撑滚轮2和用于支撑桅杆导轨10后侧面的后支撑滚轮3，横向导向装置包括用于支撑桅杆导轨10左侧面的左支撑滚轮4和用于支撑桅杆导轨10右侧面的右支撑滚轮5，前后导向装置设有第一间距调整装置和/或横向导向装置设有第二间距调整装置，第一间距调整装置用于调整前支撑滚轮2与后支撑滚轮3的间距大小，第二间距调整装置用于调整左支撑滚轮4与右支撑滚轮5的间距大小。
需要说明的是，本文中所述的前后方向具体是指垂直于动力头滑架1的输送面的方向，即图1中垂直于动力头滑架1的中间板面的方向，左右方向具体是指平行于动力头滑架1的输送面且向动力头滑架1的左右两侧延伸的方向，即图2中的左右方向。由图1至图3可知，桅杆的横截面为方形，图2中方形桅杆的左右方向即为本文中所述的左右方向。
本方案区别于现有技术方案，本发明提供的动力头滑架导向装置包括多组导向装置，根据桅杆导轨10的不同结构，每组导向装置的结构也会做出相应的变化，例如在该具体实施例方案中，桅杆导轨10由两根桅杆组成，每根桅杆均需要被支撑导向，因此，每根桅杆的前后两面均设置有支撑滚轮。参见图1，本实施例中的动力头滑架1上端和下端各自设置有一组导向装置，每组导向装置在动力头滑架1上左右成对布置，限制了动力头滑架1相对桅杆导轨10的5个自由度，即动力头滑架1只能沿桅杆导轨10的长度方向相对滑动。由于两根桅杆相对固定，因此，每组导向装置可以在左侧桅杆的左侧面设置一个左支撑滚轮4，并且在右侧桅杆的右侧面设置一个右支撑滚轮5，这样就可以满足对桅杆导轨10的支撑导向作用。该导向装置将动力头滑架1与桅杆导轨10进行连接固定，并通过合理的装配间隙的调整，使动力头滑架1沿桅杆导轨10可实现快速平稳地移动，降低了动力头滑架1滑动时与桅杆导轨10的运动磨损。
下面以其中一组导向装置为例对本方案进行详细说明。
每组导向装置包括前后导向装置和横向导向装置，其中，前后导向装置包括前支撑滚轮2和后支撑滚轮3，如图2所示，桅杆导轨10夹在前支撑滚轮2与后支撑滚轮3之间。横向导向装置包括左支撑滚轮4和右支撑滚轮5，如图2所示，右支撑滚轮5位于桅杆导轨10的右侧，由于本实施例中的桅杆导轨10由两根桅杆组成，图2中没有示出左侧桅杆，图1中可见左支撑滚轮4的位置。
其中，前支撑滚轮2通过前滚轮轴21以及紧固螺母7连接于动力头滑架1，后支撑滚轮3通过后滚轮轴31以及紧固螺母7连接于动力头滑架1，为了防止松动，优选地，动力头滑架1与紧固螺母7之间还设置有止动垫圈6。优选地，前滚轮轴21和后滚轮轴31上还设置有润滑油槽9，润滑油槽9连通有油杯8，可以对前支撑滚轮2以及后支撑滚轮3的内圈进行润滑。具体的，本方案中的前支撑滚轮2和后支撑滚轮3均可采用滚子轴承，轴承内圈设有与润滑油槽9连通的油槽，此处润滑可以实现对轴承滚子的润滑，轴承内圈与滚轮轴过盈配合，保证连接牢固可靠。前滚轮轴21设有用于对前支撑滚轮2的内圈进行限位的轴端台阶与第一垫圈22。后滚轮轴31设有用于对后支撑滚轮3的内圈进行限位的轴端台阶与第二垫圈32。
本方案中的前后导向装置设有第一间距调整装置和/或横向导向装置设有第二间距调整装置，第一间距调整装置用于调整前支撑滚轮2与后支撑滚轮3的间距大小，从而可以改变前支撑滚轮2和后支撑滚轮3与桅杆导轨10的前后方向装配间隙的大小，第二间距调整装置用于调整左支撑滚轮4与右支撑滚轮5的间距大小，从而可以改变左支撑滚轮4和右支撑滚轮5与桅杆导轨10的左右方向装配间隙的大小。优选地，本发明在前后导向装置和横向导向装置上均设置有间距调整装置，以使桅杆导轨10与动力头滑架导向装置之间的前后方向和左右方向的装配间隙均可调节。
需要说明的是，本方案中用于改变两个支撑滚轮间距的间距调整装置可以通过多种结构形式来实现，例如通过偏心套与安装孔配合来调节两个滚轮轴之间的距离，或者通过齿条调节装置来调节滚轮轴间距，或者通过螺纹杆调节装置来连接两个滚轮轴以实现间距调整等等。
优选地，本方案中的第一间距调整装置为偏心套11，偏心套11固定套设于后滚轮轴31的外周，后滚轮轴31则通过偏心套11与动力头滑架1的后滚轮轴安装孔配合安装。由于前支撑滚轮2相对动力头滑架1的位置不变，而后支撑滚轮3可相对动力头滑架1实现平移，因此，通过对偏心套11的旋转，可以改变后滚轮轴31与前滚轮轴21之间的距离，从而调整后支撑滚轮3与桅杆导轨10的装配间隙，偏心套11的偏心量的设置，即调整范围的大小，由动力头滑架1及桅杆导轨10等部件加工精度决定。
需要说明的是，本实施例中只在后滚轮轴31的外周套设有偏心套11，即可实现对前后支撑滚轮的间距调整，当然，本领域技术人员还可以把偏心套11套设在前滚轮轴21的外周，或者在前滚轮轴21和后滚轮轴31的外周均套设有偏心套11。
前后导向装置结构简单，便于安装、调整，并简化了桅杆导轨10的结构，降低了桅杆导轨10加工难度与精度要求。将动力头滑架1与桅杆导轨10的安装间隙控制在合理范围，使动力头上下滑移运动平稳，并可以将动力头回转时的大扭矩加载在左右支撑滚轮上，减少对桅杆的破坏。
需要说明的是，本方案中的横向导向装置还包括用于固定右支撑滚轮5的右端盖52，参见图3，右支撑滚轮5通过右滚轮轴51安装在右端盖52中，右滚轮轴51通过紧定螺钉54固定于右端盖52，当然，本方案还可以将右滚轮轴51的端部设置成为棱柱形状或通过花键与右端盖52连接以防止右滚轮轴51相对右端盖52的转动。
优选地，第二间距调整装置包括连接螺栓55和调节螺栓53，连接螺栓55用于将右端盖52锁紧连接于动力头滑架1，调节螺栓53与右端盖52的螺纹调节孔配合安装，且调节螺栓53的末端用于与动力头滑架1抵接。右端盖52装有右滚轮轴51的一端装入动力头滑架1的安装孔中，从而使右支撑滚轮5支撑在桅杆导轨10的右侧面。旋转调节螺栓53时，可以改变右端盖52相对动力头滑架1的左右方向的位置，并且使右端盖52连同右支撑滚轮5一起位移，从而可以改变右支撑滚轮5与左支撑滚轮4之间的间距，进而改变右支撑滚轮5与桅杆导轨10的沿左右方向的装配间隙大小。当装配间隙调整到合理范围后，利用连接螺栓55将右端盖52锁紧固定，即完成了装配。此时，连接螺栓55的预紧力由调节螺栓53承受，不会通过右支撑滚轮5施加在桅杆导轨10的右侧面，保证了右支撑滚轮5与桅杆导轨10的侧向装配间隙以及动力头滑架1相对于桅杆导轨10的横向对中性，并且在动力头转动时，承受一定的扭转载荷，减少了对桅杆导轨10的破坏。
需要说明的是，以上只介绍了在右支撑滚轮5上安装了第二间距调整装置，即可实现对左右支撑滚轮的间距调整，当然，本领域技术人员还可以把第二间距调整装置设置于左支撑滚轮4，或者在左支撑滚轮4和右支撑滚轮5均设置第二间距调整装置。
优选地，在本实施例方案中，横向导向装置还包括用于固定左支撑滚轮4的左端盖，左端盖也设置有上述第二间距调整装置，与右端盖52的设置结构类似，左端盖通过连接螺栓55连接于动力头滑架1，调节螺栓53与左端盖的螺纹调节孔配合，且调节螺栓53的末端用于与动力头滑架1抵接，左端盖通过调节螺栓53可沿桅杆导轨10的左右两侧方向移动。另外，与右滚轮轴51的结构类似，左支撑滚轮4的左滚轮轴也可以通过紧定螺钉54固定于左端盖。
为了使左右支撑滚轮的调节更加平稳和准确，优选地，本方案在左端盖和右端盖52均设置有多个连接螺栓55和多个调节螺栓53，如图1所示，端盖设计成为圆盘形结构，且沿圆周方向设置有多个连接螺栓55，可以进一步提高锁紧力，增强连接牢固稳定性。具体的，本方案在每个端盖上设置了四个调节螺栓53和四个连接螺栓55，四个调节螺栓53和四个连接螺栓55沿端盖的圆周方向依次交替且均匀布置，如图1所示，可以使左右支撑滚轮更加准确地沿左右方向平稳移动。
在组装动力头滑架1与桅杆导轨10时，可以利用第一间距调整装置和/或第二间距调整装置将前后支撑滚轮和/或左右支撑滚轮与桅杆导轨10的装配间隙调整到合理范围，因此，可以减少支撑滚轮对桅杆导轨10的磨损，并且，该动力头滑架1还可以承受动力头工作时的大扭矩回转，延长了使用寿命。
本发明还提供了一种车载钻机，包括动力头滑架1与桅杆导轨10以及上述动力头滑架导向装置。该车载钻机产生的有益效果的推导过程与上述动力头滑架导向装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
优选地，本方案中的桅杆导轨10包括两根桅杆，动力头滑架1的两侧沿桅杆导轨10的长度方向设置有两组导向装置，每一组导向装置的前后导向装置均包括对应支撑两个桅杆的两个前支撑滚轮2和两个后支撑滚轮3，如图1所示。当然，本发明还可以设置三组、四组或更多组的导向装置，也可以在两组导向装置之间的某一侧桅杆上单独设置有单侧的导向装置，以加强该位置处的抗扭能力。
综上所述，本发明方案在桅杆导轨10的前后及左右方向设置导向及其调整装置，通过前后及左右支撑滚轮来实现动力头滑架1沿桅杆导轨10快速滑动以及承载动力头工作时的大扭矩回转，并通过调整装置调整支撑滚轮与桅杆导轨10的装配间隙，使动力头滑架1运动更加平稳，减少了对桅杆结构的损坏，从而提高了动力头使用寿命。
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)
1.一种动力头滑架导向装置，其特征在于，包括用于设置于动力头滑架(1)两侧并沿桅杆导轨(10)的长度方向布置的多组导向装置，每组所述导向装置包括前后导向装置和横向导向装置，所述前后导向装置包括用于支撑所述桅杆导轨(10)前侧面的前支撑滚轮(2)和用于支撑所述桅杆导轨(10)后侧面的后支撑滚轮(3)，所述横向导向装置包括用于支撑所述桅杆导轨(10)左侧面的左支撑滚轮(4)和用于支撑所述桅杆导轨(10)右侧面的右支撑滚轮(5)，所述前后导向装置设有第一间距调整装置和/或所述横向导向装置设有第二间距调整装置，所述第一间距调整装置用于调整所述前支撑滚轮(2)与所述后支撑滚轮(3)的间距大小，所述第二间距调整装置用于调整所述左支撑滚轮(4)与所述右支撑滚轮(5)的间距大小。
2.根据权利要求1所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述第一间距调整装置为偏心套(11)，所述偏心套(11)固定套设于所述后支撑滚轮(3)的后滚轮轴(31)外周，所述后滚轮轴(3)通过所述偏心套(11)与所述动力头滑架(1)的后滚轮轴安装孔配合，所述横向导向装置包括用于固定所述右支撑滚轮(5)的右端盖(52)，所述第二间距调整装置包括连接螺栓(55)和调节螺栓(53)，所述右端盖(52)通过所述连接螺栓(55)连接于所述动力头滑架(1)，所述调节螺栓(53)与所述右端盖(52)的螺纹调节孔配合，且所述调节螺栓(53)的末端用于与所述动力头滑架(1)抵接，所述右端盖(52)通过所述调节螺栓(53)可沿所述桅杆导轨(10)的左右两侧方向移动。
3.根据权利要求2所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述横向导向装置还包括用于固定所述左支撑滚轮(4)的左端盖，所述左端盖也设置有所述第二间距调整装置，所述左端盖通过所述连接螺栓(55)连接于所述动力头滑架(1)，所述调节螺栓(53)与所述左端盖的螺纹调节孔配合，且所述调节螺栓(53)的末端用于与所述动力头滑架(1)抵接，所述左端盖通过所述调节螺栓(53)可沿所述桅杆导轨(10)的左右两侧方向移动。
4.根据权利要求3所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述左端盖和所述右端盖(52)均设置有多个所述连接螺栓(55)和多个所述调节螺栓(53)。
5.根据权利要求3所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述右支撑滚轮(5)的右滚轮轴(51)通过紧定螺钉(54)固定于所述右端盖(52)，所述左支撑滚轮(4)的左滚轮轴通过所述紧定螺钉(54)固定于所述左端盖。
6.根据权利要求2所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述后滚轮轴(31)与所述前支撑滚轮(2)的前滚轮轴(21)均通过紧固螺母(7)连接于所述动力头滑架(1)。
7.根据权利要求6所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述动力头滑架(1)与所述紧固螺母(7)之间设有止动垫圈(6)。
8.根据权利要求6所述的动力头滑架导向装置，其特征在于，所述后滚轮轴(31)和所述前滚轮轴(21)均设置有润滑油槽(9)，所述润滑油槽(9)连通有油杯(8)。
9.一种车载钻机，包括动力头滑架(1)和桅杆导轨(10)，其特征在于，还包括如权利要求1至8中任一项所述的动力头滑架导向装置。
10.根据权利要求9所述的车载钻机，其特征在于，所述桅杆导轨(10)包括两根桅杆，所述动力头滑架(1)的两侧沿所述桅杆导轨(10)的长度方向设置有两组所述导向装置，每个所述前后导向装置包括对应支撑两个所述桅杆的两个所述前支撑滚轮(2)和两个所述后支撑滚轮(3)。
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