CN106522849A - 一种平衡式鹅头 - Google Patents

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何清华
钱奂云
李海舰
陈梓林
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Sunward Intelligent Equipment Co Ltd
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Sunward Intelligent Equipment Co Ltd
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02—Rod or cable suspensions

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Abstract

一种平衡式鹅头，包括鹅头本体、上连接座、下连接座、拉绳和张紧装置，所述鹅头本体固定在上连接座上，所述下连接座固定在钻机桅杆上，所述上连接座通过转轴铰接在下连接座上，使得上连接座可绕转轴沿钻具动作方向旋转，所述鹅头本体远离钻具的一端通过拉绳与张紧装置连接，所述张紧装置固定在钻机上，本装置在具有工作时不受倾覆力矩作用，只承受正压力的优点，可提高桅杆承载能力，增加钻机最大提升力。

Description

一种平衡式鹅头
技术领域
本发明涉及一种鹅头，具体来说：是一种钻机用平衡式鹅头。
背景技术
基础桩施工中，鹅头作为钻机中的重要组成部分，它安装在钻机桅杆的顶端，在卷扬提升动力头时，对钢丝绳进行换向和进行多倍率滑轮组放大提升力。
现用钻机的鹅头如专利CN 1031325500 B，及CN 103742072 A所公布的鹅头；鹅头通过螺栓和桅杆固定，工作时鹅头前方滑轮与后方滑轮对于桅杆型心的距离或拉力的大小不一样，导致前后的力矩不一致，则桅杆会受到倾覆力矩的作用，削弱了桅杆的承载能力，在保证安全性的情况下，只能减少钢丝绳的提升力，降低钻机的最大提升力。
专利CN 204163636U公布的鹅头，鹅头与桅杆通过轴铰接，工作时后方拉杆对鹅头进行限定，桅杆同样需要承受倾覆力矩的作用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种让钻机桅杆在工作时不受倾覆力矩作用，只承受正压力，可提高桅杆承载能力，增加钻机最大提升力的平衡式鹅头。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：
一种平衡式鹅头，包括鹅头本体、上连接座、下连接座、拉绳和张紧装置，所述鹅头本体固定在上连接座上，所述下连接座固定在钻机桅杆上，所述上连接座通过转轴铰接在下连接座上，使得上连接座可绕转轴沿钻具动作方向旋转，所述鹅头本体远离钻具的一端通过拉绳与张紧装置连接，所述张紧装置固定在钻机上。
所述上连接座通过限位装置与下连接座连接，所述限位装置限制上连接座在下连接座上朝钻具方向旋转的角度。
所述限位装置包括设置在下连接座上的限位孔和设置在上连接座上与限位孔相对应的限位轴，所述限位轴安装在所述限位孔内。
所述上连接座与下连接座的铰接点位于桅杆横截面中心。
所述限位孔的长度使得钻机施加最大提升力时鹅头本体向钻具方向旋转的最大角度时限位孔不限制限位轴的移动。
所述限位孔设置在上、下连接座铰接点远离钻具的一侧。
由于采用上述结构，本装置在钻机未工作、卷扬未施加提升力之前，利用张紧装置拉紧拉绳带动鹅头本体及上连接座绕轴旋转到后方的限位孔向后的极限位置，当钻机工作时，钻机施加最大提升力的情况下，鹅头本体向前旋转，使得拉绳被动受力增加，从而通过拉绳使得前后受力平衡，这样钻机桅杆只受到鹅头本体传递下来的正压力，而不会受到力矩作用。
附图说明
图1为本发明安装在钻机上的结构示意图。
图2为本发明上连接座的剖视图。
图3为本发明下连接座的剖视图。
图4为本发明上连接座与下连接座的连接后的剖视图。
图5为本发明鹅头向后旋转的极限位置既初始工作时，上连接座与下连接座联接剖视图。
图6为本发明鹅头向前旋转的极限位置既极限提升力情况下，上连接座与下连接座联接剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明涉及的平衡式鹅头，主要由鹅头本体1、上连接座2、下连接座3、拉绳6、张紧装置7组成。鹅头本体1与上连接座2联接，下连接座3与钻机桅杆4联接。
如图2、3所示，上连接座2前方是第一圆形轴孔21，后方是第二圆形轴孔22。下连接座3前方是第三圆形轴孔31，它布置在桅杆截面的型心位置，后方是限位孔32。
上连接座2的第一圆形轴孔21与下连接座3的第三圆形轴孔31通过转轴8铰接；上连接座2后方的第二圆形轴孔22与下连接座3后方是限位孔32通过限位轴9联接；上连接座2带动鹅头本体1能够通过前方轴孔绕转轴8旋转，其可旋转的角度通过下连接座3后方的限位孔32限制。
下连接座3后方的限位孔32可限制的绕转轴8旋转角度是向后5度(朝拉绳6方向)，向前5度(朝拉绳钻具5方向)。
拉绳6上端与鹅头本体1后方联接，下端与张紧装置7联接，张紧装置7安装在钻机机身上。
在钻机未工作、卷扬未实加提升力之前，利用张紧装置7拉紧拉绳6带动鹅头本体1及上连接座2绕转轴8旋转到下连接座3后方的限位孔32所限制的向后5度的位置。
钻机工作时卷扬8带动钢丝绳通过鹅头本体1前方的多倍率滑轮组对动力头及钻具5进行提升；鹅头本体1前后力矩不一致，导致鹅头本体1需要绕转轴8向前(逆时针)旋转以达到力矩平衡，之前张紧装置7及拉绳6已将鹅头本体1在向后5度的位置限制住，当其需要向前旋转时，拉绳6被动受力，受力后拉绳6变形拉长，鹅头本体1向前旋转同时拉绳6被动受力增加最终达到前后受力平衡，这样钻机桅杆4只受到鹅头本体1传递下来的正压力，而不会受到力矩作用。
且在钻机施加最大提升力的情况下，此时拉绳6也受到最大拉力，通过计算其最大的伸长量所允许鹅头本体1向前旋转的角度为3度小于限位孔32所限制的向前旋转的角度5度，既鹅头本体1与桅杆之间不会存在弯矩作用。
当钻机停止施加提升力后，拉绳恢复到原来状态。

Claims (6)

1.一种平衡式鹅头，包括鹅头本体、上连接座、下连接座、拉绳和张紧装置，其特征在于：所述鹅头本体固定在上连接座上，所述下连接座固定在钻机桅杆上，所述上连接座通过转轴铰接在下连接座上，使得上连接座可绕转轴沿钻具动作方向旋转，所述鹅头本体远离钻具的一端通过拉绳与张紧装置连接，所述张紧装置固定在钻机上。
2.根据权利要求1所述的平衡式鹅头，其特征在于：所述上连接座通过限位装置与下连接座连接，所述限位装置限制上连接座在下连接座上朝钻具方向旋转的角度。
3.根据权利要求2所述的平衡式鹅头，其特征在于：所述限位装置包括设置在下连接座上的限位孔和设置在上连接座上与限位孔相对应的限位轴，所述限位轴安装在所述限位孔内。
4.根据权利要求1至3之一所述的平衡式鹅头，其特征在于：所述上连接座与下连接座的铰接点位于桅杆横截面中心。
5.根据权利要求4所述的平衡式鹅头，其特征在于：所述限位孔的长度使得钻机施加最大提升力时鹅头本体向钻具方向旋转的最大角度时限位孔不限制限位轴的移动。
6.根据权利要求5所述的平衡式鹅头，其特征在于：所述限位孔设置在上、下连接座铰接点远离钻具的一侧。
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