CN108397146B - 带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法 - Google Patents
带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法，该卸扣器由驱动组件和传动组件组成。驱动组件由主动钻杆和驱动块组成；传动组件由传动体和锁钩组成。本发明能保证在提钻过程中送水器能够正常工作。该卸扣器适合钻机进行任何角度的钻孔施工，适用范围广。传动体上设计的第一组作用面与驱动块保证了主动钻杆正方形外平面与待卸钻杆扳手槽平面之间的夹角在0‑22.5度范围内时都可以顺利安装传动组件，将传动组件的一次安装成功几率提高到50％，大大提高了卸钻的效率。锁钩的设置保证了卸扣器使用过程中的安全性，当动力头带动卸扣器旋转时，传动体不会脱落飞出。
Description
技术领域
本发明涉及自动拆卸钻杆的技术领域，尤其涉及一种带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法。
背景技术
带有扳手槽的钻杆在坑道钻探中大量使用。钻杆两端设置有公、母丝扣，钻杆主体为外平结构，距离母丝扣一定距离设置有扳手槽。使用此类钻杆的钻机在打钻、卸钻过程中都是在动力头与夹持器之间进行加、卸钻杆的操作。主动钻杆通过法兰盘固定安装在钻机动力头上，主动钻杆上设置有送水装置。打钻过程中，主动钻杆与第一根钻杆以及其他钻杆通过钻杆丝扣连接注：这里以主动钻杆为起始点，指向钻孔方向。与主动钻杆连接的钻杆称为第一根钻杆，与第一根钻杆连接的钻杆称为第二根钻杆，以此类推。打钻完成需要卸钻杆时，传统的卸钻过程如下：将机身前端夹持器垫叉卡入第二根钻杆扳手槽，操纵动力头反转带动主动钻杆转动，将主动钻杆与第一根钻杆之间丝扣松开。人工使用扳手或管钳将第一根钻杆与第二根钻杆之间的丝扣卸开，取下第一根钻杆。整个卸钻杆过程重复如上动作，直至将孔内钻杆全部取出。这种拆卸钻杆的方法存在拆卸效率低，人工劳动强度高以及安全性差等一系列的问题。
专利CN105064932A公布了一种坑道钻机用钻杆松扣装置，该装置运用了钻机动力头的反扭矩进行钻杆的拆卸，提高了拆卸钻杆的效率。但此装置的缺点是不能与主动钻杆同时使用，因此提钻过程中送水装置无法使用。若钻机施工下斜钻孔时，钻机提钻过程中必须配套使用送水装置，以防止在提钻过程中出现卡钻、抱钻等孔内事故。因此，上述钻杆松扣装置的使用范围受到了限制。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法
为解决上述问题，本发明公开了一种带有转角补偿机构的卸扣器，至少包含驱动组件1和传动组件2，所述驱动组件1由主动钻杆4和驱动块5组成，所述传动组件2由传动体6和锁钩7组成，其特征在于：
所述主动钻杆4的一端设置有法兰盘，以通过法兰盘与钻机动力头连接，所述主动钻杆4的另一端设置设有钻杆公丝扣，所述钻杆公丝扣能与其他钻杆母丝扣连接，所述主动钻杆4在所述钻杆公丝扣的后部设置有柱状体8；
所述驱动块5为方形中空柱体，所述方形中空柱体包含内轮廓面10和外轮廓面11，所述内轮廓面10与主动钻杆4的柱状体相互配合，所述外轮廓面11由边长为L的正方形边组成，
所述传动体6为一面开口的框形体，所述框形体的开口通过锁钩7进行开闭，所述传动体6内形成一阶梯面，所述阶梯面包含位于驱动块5外侧的第一组作用面以及位于钻杆公丝扣外侧的第二组作用面。
其中：所述第一组作用面的两侧之间的距离为S1，第二组作用面的两侧之间的距离为S2，驱动块5的外轮廓面11的边长L与传动体3上第一组作用面的两侧之间的距离S1之间的数值关系为S1＝(sin22.5°+cos22.5°)L。
其中：所述第二组作用面的两侧之间的距离S2稍大于钻杆扳手槽平面之间的距离。
其中：所述传动体6的两侧部外缘均可设置有沉槽13，所述沉槽做为搬运传动体6时的手持部位。
其中：所述柱状体8由四条正方形边以及四个圆弧倒角的结构，其中一条正方形边的中心位置轴向设置有圆孔9，所述驱动块5的一条边上设置有螺纹孔，从而用于安装螺纹销，以通过圆孔9来定位螺纹销进行定位配合使用。
其中：所述传动体6的两侧分别设有内螺纹孔，其中一侧的内螺纹孔螺接于锁钩7的一端，另一侧的内螺纹孔螺接一定位螺母，所述锁钩7的另一端形成扣接于定位螺母的定位钩，从而通过锁钩7对传动体6的开口进行开闭操作，以使所述传动体6能快速便捷的进行套合。
还公开了如上所述的带有转角补偿机构的卸扣器的使用方法，其特征在于包括以下几个步骤：
步骤一：将主动钻杆4通过法兰盘与钻机动力头相连接；
步骤二：操纵钻机动力头带动驱动组件1正转，主动钻杆4的钻杆公丝扣与待卸的第一根钻杆母丝扣旋合但不拧紧，操纵钻机动力头实现后退，将孔内第一根钻杆提至动力头与夹持器之间；
步骤三：夹持器垫叉卡入第二根钻杆扳手槽；
步骤四：将传动组件2安装在驱动组件1与第一根钻杆3之间，第一组作用面与驱动块5配合，第二组作用面与第一根钻杆扳手槽配合，旋转锁紧锁钩；
步骤五：开动钻机使动力头反转，当动力头旋转带动驱动组件1转动小角度后，驱动块5的外轮廓面11与第一组作用面相作用，将钻机动力头的反扭矩传递给第一根钻杆3，将第一根钻杆3与第二根钻杆之间的丝扣松开，取下第一根钻杆。
其中：还包含步骤六：重复步骤二至步骤五，直至将孔内的钻杆全部取出。
通过上述结构可知，本发明的带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法具有如下效果：
1、保证了在提钻过程中送水器能够正常工作。该卸扣器适合钻机进行任何角度的钻孔施工，适用范围广。传动体上设计的第一组作用面与驱动块保证了主动钻杆正方形外平面与待卸钻杆扳手槽平面之间的夹角在0～22.5°范围内时都可以顺利安装传动组件，将传动组件的一次安装成功几率提高到50％，大大提高了卸钻的效率。
2、锁钩的设置保证了卸扣器使用过程中的安全性，当动力头带动卸扣器旋转时，传动体不会脱落飞出。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明的带有转角补偿机构的卸扣器的结构示意图；
图2为图1的仰视图；
图3显示了本发明的驱动组件结构示意图；
图4显示了本发明的传动组件结构示意图；
图5显示了本发明的主动钻杆结构示意图；
图5A为图5中K-K向的剖面图；
图6显示了本发明的驱动块结构示意图；
图7显示了本发明的传动体结构示意图；
图8显示了本发明的转角补偿机构工作原理图。
附图标记：
1、驱动组件，2、传动组件，3、第一根钻杆，4、主动钻杆，5、驱动块，6、传动体，7、锁钩，8、柱状体，9、圆孔，10、内轮廓面，11、外轮廓，12、螺纹孔，13、沉槽。
具体实施方式
参见图1至图7，显示了本发明的带有转角补偿机构的卸扣器及其使用方法。
参见图1，所述带有转角补偿机构的卸扣器至少包含驱动组件1和传动组件2，其中，所述驱动组件1由主动钻杆4和驱动块5组成；所述传动组件2由传动体6和锁钩7组成。
集合图3和图5，所述主动钻杆4的一端设置有法兰盘，从而可通过法兰盘与钻机动力头连接，以提供动力来源，所述主动钻杆4的另一端设置设有钻杆公丝扣，所述钻杆公丝扣可与其他钻杆的母丝扣连接，以提供与其他钻杆的连接，所述主动钻杆4在所述钻杆公丝扣的后部设置有柱状体8，优选的是，所述柱状体8的后端通过圆柱体连接至法兰盘，所述柱状体8由正方形边和圆形边组成，以形成如图5A所示的四条正方形边以及四个圆弧倒角的结构，其中一条正方形边的中心位置轴向设置有圆孔9，可选的是，所述主动钻杆4上可以安装送水装置，所述圆形边与后端的圆柱体同圆心成形，以便于加工。
参见图6，所述驱动块5可为方形中空柱体，所述方形中空柱体包含内轮廓面10和外轮廓面11，所述内轮廓面10由正方形边组成，其与主动钻杆4的柱状体8的四条正方形边相互配合，所述外轮廓面11由边长为L的正方形边组成，所述驱动块5的一条边上设置有螺纹孔12，从而用于安装螺纹销，以通过圆孔9来定位螺纹销进行定位配合使用。
同时参见图2、4、7、8，所述传动体6为一面开口的框形体，所述框形体的开口两侧可分别设有内螺纹孔参见图7，其中一侧的内螺纹孔可螺接于锁钩7的一端，另一侧的内螺纹孔可螺接一定位螺母，所述锁钩7的另一端形成可扣接于定位螺母的定位钩，从而通过锁钩7对传动体6的开口进行开闭操作，以使所述传动体6能快速便捷的进行套合，其中，所述传动体6内形成一阶梯面，所述阶梯面包含位于驱动块5外侧的第一组作用面以及位于钻杆公丝扣外侧的第二组作用面，所述第一组作用面的两侧之间的距离为S1，第二组作用面的两侧之间的距离为S2，可选的是，所述传动体6的两侧部外缘均可设置有沉槽13，所述沉槽做为搬运传动体6时的手持部位。其中，驱动块5的外轮廓面11的边长L与传动体3上第一组作用面的两侧之间的距离S1之间的数值关系为S1＝(sin22.5°+cos22.5°)L，所述第二组作用面的两侧之间的距离S2稍大于钻杆扳手槽平面之间的距离。
本发明的工作原理是：
钻机卸钻过程如下：钻机动力头正转带动主动钻杆4的钻杆公丝扣和第一根钻杆母丝扣旋合，将孔内钻杆提出，钻机动力头反转松开主动钻杆4的钻杆公丝扣和第一根钻杆母丝扣。此时，主动钻杆4的柱状体8的正方形边的周向位置是任意的，与第一根钻杆3上的扳手槽平面的周向位置存在一定的夹角，此夹角的范围为0到45度。本发明通过确定了驱动块5的外轮廓面11的边长L与传动体3上第一组作用面之间的距离S1之间的数值关系S1＝(sin22.5°+cos22.5°)L，以此来保证主动钻杆4的柱状体8的正方形边与第一根钻杆3上的扳手槽平面的周向位置的夹角在0到22.5°范围内时传动组件2都能顺利的安装，从而将一次安装传动组件成功的概率提高到50％。
如图8所示，驱动块5转角处于极限位置θ＝22.5°时的示意图，驱动块5的边长为L，传动体3上第一组作用面之间的距离为S1＝x+y＝(sin22.5°+cos22.5°)L，驱动块5与两棱边之间的最大距离为由于所以在满足转角θ＝0～22.5°范围内该转角补偿机构有效。其中，为保证S1与之间的差值满足使用要求，优选的L＞100mm，并且在加工驱动块5时使用耐磨性较好的材质。
进一步的，本发明中带有转角补偿机构的卸扣器的使用方法，主要包括以下几个步骤：
步骤一：将主动钻杆4通过法兰盘与钻机动力头相连接。
步骤二：操纵钻机动力头带动驱动组件1正转，主动钻杆4的钻杆公丝扣与待卸的第一根钻杆母丝扣旋合但不拧紧，操纵钻机动力头实现后退，将孔内第一根钻杆提至动力头与夹持器之间。
步骤三：夹持器垫叉卡入第二根钻杆扳手槽。
步骤四：将传动组件2安装在驱动组件1与第一根钻杆3之间。第一组作用面与驱动块5配合，第二组作用面与第一根钻杆扳手槽配合。旋转锁紧锁钩。
步骤五：开动钻机使动力头反转，当动力头旋转带动驱动组件1转动小角度后，驱动块5的外轮廓面11与第一组作用面相作用，通过一系列的扭矩传递，将钻机动力头的反扭矩传递给第一根钻杆3，将第一根钻杆3与第二根钻杆之间的丝扣松开，取下第一根钻杆。
步骤六：重复步骤二至步骤五，直至将孔内的钻杆全部取出。
其中，所述传动组件中的锁钩通过螺栓铰接安装在传动体上，锁钩可围绕螺栓中心线做旋转运动。
本发明的优点和效果：
本发明包含有主动钻杆，保证了在提钻过程中送水器能够正常工作。该卸扣器适合钻机进行任何角度的钻孔施工，适用范围广。传动体上设计的第一组作用面与驱动块保证了主动钻杆正方形外平面与待卸钻杆扳手槽平面之间的夹角在0～22.5°范围内时都可以顺利安装传动组件，将传动组件的一次安装成功几率提高到50％，大大提高了卸钻的效率。锁钩的设置保证了卸扣器使用过程中的安全性，当动力头带动卸扣器旋转时，传动体不会脱落飞出。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
Claims (6)
1.一种带有转角补偿机构的卸扣器，至少包含驱动组件(1)和传动组件(2)，所述驱动组件(1)由主动钻杆(4)和驱动块(5)组成，所述传动组件(2)由传动体(6)和锁钩(7)组成，其特征在于：
所述主动钻杆(4)的一端设置有法兰盘，以通过法兰盘与钻机动力头连接，所述主动钻杆(4)的另一端设置设有钻杆公丝扣，所述钻杆公丝扣能与其他钻杆母丝扣连接，所述主动钻杆(4)在所述钻杆公丝扣的后部设置有柱状体(8)；
所述驱动块(5)为方形中空柱体，所述方形中空柱体包含内轮廓面(10)和外轮廓面(11)，所述内轮廓面(10)与主动钻杆(4)的柱状体相互配合，所述外轮廓面(11)由边长为L的正方形边组成，
所述传动体(6)为一面开口的框形体，所述框形体的开口通过锁钩(7)进行开闭，所述传动体(6)内形成一阶梯面，所述阶梯面包含位于驱动块(5)外侧的第一组作用面以及位于钻杆公丝扣外侧的第二组作用面；
所述第一组作用面的两侧之间的距离为S1，第二组作用面的两侧之间的距离为S2，驱动块（5）的外轮廓面(11)的边长L与传动体(6)上第一组作用面的两侧之间的距离S1之间的数值关系为S1＝(sin22.5°+cos22.5°)L；
所述第二组作用面的两侧之间的距离S2稍大于钻杆扳手槽平面之间 的距离。
2.如权利要求1所述的带有转角补偿机构的卸扣器，其特征在于：所述传动体(6)的两侧部外缘均设置有沉槽(13)，所述沉槽作为搬运传动体(6)时的手持部位。
3.如权利要求1所述的带有转角补偿机构的卸扣器，其特征在于：所述柱状体(8)由四条正方形边以及四个圆弧倒角的结构组成，其中一条正方形边的中心位置轴向设置有圆孔(9)，所述驱动块(5)的一条边上设置有螺纹孔，从而用于安装螺纹销，以通过圆孔(9)来定位螺纹销进行定位配合使用。
4.如权利要求1所述的带有转角补偿机构的卸扣器，其特征在于：所述传动体(6)的两侧分别设有内螺纹孔，其中一侧的内螺纹孔螺接于锁钩(7)的一端，另一侧的内螺纹孔螺接一定位螺母，所述锁钩(7)的另一端形成扣接于定位螺母的定位钩，从而通过锁钩(7)对传动体(6)的开口进行开闭操作，以使所述传动体(6)能快速便捷的进行套合。
5.如权利要求1-4中任一所述的带有转角补偿机构的卸扣器的使用方法，其特征在于包括以下几个步骤：
步骤一：将主动钻杆(4)通过法兰盘与钻机动力头相连接；
步骤二：操纵钻机动力头带动驱动组件(1)正转，主动钻杆(4)的钻杆公丝扣与待卸的第一根钻杆母丝扣旋合但不拧紧，操纵钻机动力头实现后退，将孔内第一根钻杆提至动力头与夹持器之间；
步骤三：夹持器垫叉卡入第二根钻杆扳手槽；
步骤四：将传动组件(2)安装在驱动组件(1)与第一根钻杆(3)之间，第一组作用面与驱动块(5)配合，第二组作用面与第一根钻杆扳手槽配合，旋转锁紧锁钩；
步骤五：开动钻机使动力头反转，当动力头旋转带动驱动组件(1)转动小角度后，驱动块(5)的外轮廓面(11)与第一组作用面相作用，将钻机动力头的反扭矩传递给第一根钻杆(3)，将第一根钻杆(3)与第二根钻杆之间的丝扣松开，取下第一根钻杆。
6.如权利要求5所述的使用方法，其特征在于：还包含步骤六：重复步骤二至步骤五，直至将孔内的钻杆全部取出。
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