CN112253019B - 自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构 - Google Patents

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Abstract

自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构，包括左侧脱卡机构和右侧脱卡机构，左侧脱卡机构和右侧脱卡机构结构相同且通过铰轴转动连接；左侧脱卡机构包括外支撑和轴承等，导向轴与外支撑固连，执行机构与导向轴滑动连接，执行机构下端设有执行机构下斜面，电机外壳定子与电机支撑件固定连接，电机转子与丝杠同轴连接，丝杠外壁设置的螺纹丝扣配合执行机构丝孔，夹持块通过夹持块弹簧与设置在外支撑内部的半开合型回转齿轮机构连接，该自动脱卡机构在自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置正常夹持和拧卸过程中不工作，当上扣结束后，自动脱卡机构沿着钻杆轴线向下移动，迫使夹持块离开钻杆公接头的深沟槽，从而实现夹持块的脱卡。

Description

自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构
技术领域
本发明属于钻井工程设备技术领域，特别涉及一种适用于钻探和钻井等技术领域的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构。
背景技术
现在常用钻杆拧卸工具的夹具需要通过巨大的夹持力与钻杆接头外表面产生足够的摩擦力才能拧紧或卸开钻杆间的接头，极易使钳牙接头外表面造成损伤，钻井过程中钻杆接头容易磨损。同时，当钻杆进入易缩径和泥包地层时，很容易发生井径与钻杆接头接近情况，导致憋泵或卡钻等井下事故发生。另外，井壁与接头间的泥浆循环通道较小，增加了泥浆循环的沿程损失，导致循环泵压增大。为此，申请人提出了一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，同时提出了一种自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置，利用装置内力能够连续拧卸具有轴向深沟槽耐磨接头钻杆的装置，对于轴向深沟槽耐磨接头钻杆的应用和推广十分必要，意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种适配于自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构，该自动脱卡机构在自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置正常夹持和拧卸过程中不工作，当上扣结束后，自动脱卡机构沿着钻杆轴线向下移动，迫使夹持块离开钻杆公接头的深沟槽，从而实现夹持块的脱卡。
自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构，包括左侧脱卡机构和右侧脱卡机构，左侧脱卡机构和右侧脱卡机构结构相同且左侧脱卡机构和右侧脱卡机构通过铰轴转动连接；
左侧脱卡机构包括外支撑、轴承、丝杠、电机支撑件、电机、导向轴、执行机构、夹持块和夹持块弹簧；
所述外支撑设有丝杠支撑孔和内圆弧面，导向轴与外支撑固连，执行机构通过导向轴孔与导向轴滑动连接，执行机构外圆弧面与内圆弧面滑动配合，执行机构下端设有执行机构下斜面，电机支撑件与外支撑固定连接，电机外壳定子与电机支撑件固定连接，电机转子贯穿设置在电机支撑件上的电机转子孔后与丝杠同轴固定连接，丝杠外壁设置的螺纹丝扣配合设置在执行机构上的执行机构丝孔且丝杠下端通过轴承与丝杠支撑孔转动连接，所述夹持块一端设有弹簧固定孔，夹持块弹簧首端固连在弹簧固定孔内，夹持块弹簧末端与设置在外支撑内部的半开合型回转齿轮机构连接，夹持块滑动连接在半开合型回转齿轮机构内部，夹持块通过弹簧固定孔和夹持块上斜弧面与执行机构下斜面接触滑动配合实现夹持块的伸出与缩回。
本发明的有益效果：
本发明能够为一种自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置配套自动脱卡机构，能够让夹持块与钻杆接头的深沟槽自动脱卡，使自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的部件顺利归位至可以打开的状态，该自动脱卡机构在自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置正常夹持和拧卸过程中不工作，当上扣结束后，自动脱卡机构沿着钻杆轴线向下移动，迫使夹持块离开钻杆公接头的深沟槽，从而实现夹持块的脱卡。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的轴侧图。
图2是图1中A处局部放大图。
图3是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的运行脱卡时的轴侧图。
图4是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的运行脱卡时的俯视图。
图5是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构未运行脱卡时的轴侧图。
图6是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的未运行脱卡时的俯视图。
图7是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的外支撑轴侧图。
图8是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的丝杠轴侧图。
图9是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的电机支撑件轴侧图
图10是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的执行机构轴侧图。
图11是本发明所提出的自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构的夹持块和夹持块弹簧轴侧图。
图12是夹持块沿半开合型回转齿轮机构径向滑出未运行脱卡时的剖视图。
具体实施方式
请参阅图1至图12所示，一种自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构，包括左侧脱卡机构和右侧脱卡机构，左侧脱卡机构和右侧脱卡机构结构相同且左侧脱卡机构和右侧脱卡机构通过铰轴转动连接；
左侧脱卡机构包括外支撑1、轴承2、丝杠3、电机支撑件4、电机5、导向轴6、执行机构7、夹持块8和夹持块弹簧9；
所述外支撑1设有导向轴固定孔101、丝杠支撑孔102、电机支撑件固定孔103和内圆弧面104，导向轴6固连在导向轴固定孔101内，执行机构7通过导向轴孔702与导向轴6滑动连接，执行机构外圆弧面703与内圆弧面104同心接触滑动配合，执行机构7下端设有执行机构下斜面704，电机支撑件4通过螺栓连接电机固定螺栓孔402和电机支撑件固定孔103与外支撑1连接，电机5外壳定子与电机固定螺栓孔402螺栓连接，电机5转子贯穿电机转子孔403后与丝杠上固定面302固定连接，丝杠3外壁设置的螺纹301丝扣配合执行机构丝孔701且丝杠下固定面303与轴承2内圈过盈配合，轴承2外圈与丝杠支撑孔102过盈配合，所述夹持块8一端设有弹簧固定孔802，夹持块弹簧9首端固连在弹簧固定孔802内，夹持块弹簧9末端与设置在外支撑1内部的半开合型回转齿轮机构连接，夹持块8滑动连接在半开合型回转齿轮机构内部，夹持块8通过夹持块上斜弧面801与执行机构下斜面704接触滑动配合，当执行机构7在丝杠3作用下向下滑动时，夹持块8受到执行机构下斜面704挤压会沿半开合型回转齿轮机构10径向向外方向滑动；夹持块8周向转动时依靠的是半开合型回转齿轮机构10带动，夹持块弹簧9在这里只受沿着半开合型回转齿轮机构10径向向外方向的压力而不受夹持块8随半开合型回转齿轮机构10转动时周向旋转的扭力。
本发明的工作原理及使用过程：
夹持块与钻杆接头深沟槽扣合过程：外支撑1与钻杆同轴配合，夹持块8在夹持块弹簧9的作用下与钻杆公接头或母接头抵触，当半开合型回转齿轮机构10带动夹持块8转动时，使夹持块8侧壁抵触在公接头或母接头沟槽侧壁，当半开合型回转齿轮机构10转动时带动夹持块8转动进而实现公接头或母接头的拧紧或拆卸。
归位与打开过程：起动电机5，通过电机5驱动丝杠3带动执行机构7向下移动，促使执行机构7与执行机构下斜面704接触，强行挤压夹持块8至半开合型回转齿轮机构10方孔内，并将半开合型回转齿轮机构10方孔内的夹持块弹簧9挤压收缩，此时夹持块8完全离开钻杆接头的深沟槽，开合推力电机工作，牵引左侧脱卡机构和右侧脱卡机构以左侧脱卡机构和右侧脱卡机构的转轴打开，最后水平移动钻杆丝扣装置使钻杆接头从连续拧卸钻杆丝扣装置开口处移出。

Claims (1)

1. 自平衡式连续拧卸钻杆丝扣装置的自动脱卡机构，其特征在于：包括左侧脱卡机构和右侧脱卡机构，左侧脱卡机构和右侧脱卡机构结构相同且左侧脱卡机构和右侧脱卡机构通过铰轴转动连接；
左侧脱卡机构包括外支撑（1）、轴承（2）、丝杠（3）、电机支撑件（4）、
电机（5）、导向轴（6）、执行机构（7）、夹持块（8）和夹持块弹簧（9）；
所述外支撑（1）设有丝杠支撑孔（102）和内圆弧面（104），导向轴（6）
与外支撑（1）固连，执行机构（7）通过导向轴孔（702）与导向轴（6）滑
动连接，执行机构外圆弧面（703）与内圆弧面（104）滑动配合，执行机构
（7）下端设有执行机构下斜面（704），电机支撑件（4）与外支撑（1）固定连接，电机（5）外壳定子与电机支撑件（4）固定连接，电机（5）转子贯穿设置在电机支撑件（4）上的电机转子孔（403）后与丝杠同轴固定连接，丝杠（3）外壁设置的螺纹（301）丝扣配合设置在执行机构（7）上的执行机构丝孔（701）且丝杠下端通过轴承（2）与丝杠支撑孔（102）转动连接，所述夹持块（8）一端设有弹簧固定孔（802），夹持块弹簧（9）首端固连在弹簧固定孔（802）内，夹持块弹簧（9）末端与设置在外支撑（1）内部的半开合型回转齿轮机构连接，夹持块（8）滑动连接在半开合型回转齿轮机构内部，
夹持块（8）通过弹簧固定孔（802）和夹持块上斜弧面（801）与执行机构下
斜面（704）接触滑动配合实现夹持块（8）的伸出与缩回，夹持块（8）周向
转动时依靠的是半开合型回转齿轮机构（10）带动，夹持块弹簧（9）只受沿
着半开合型回转齿轮机构（10）径向向外方向的压力而不受夹持块（8）随半 开合型回转齿轮机构（10）转动时周向旋转的扭力；
夹持块（8）与钻杆接头深沟槽扣合过程：外支撑（1）与钻杆同轴配合，夹持块（8）在夹持块弹簧（9）的作用下与钻杆公接头或母接头抵触，当半开合型回转齿轮机构（10）带动夹持块（8）转动时，夹持块（8）侧壁抵触在钻杆公接头或母接头沟槽侧壁，当半开合型回转齿轮机构（10）转动时带动夹持块（8）转动进而实现钻杆公接头或母接头的拧紧或拆卸；
归位与打开过程：起动电机（5），通过电机（5）驱动丝杠（3）带动执行机构（7）向下移动，促使执行机构（7）与执行机构下斜面（704）接触，强行挤压夹持块（8）至半开合型回转齿轮机构（10）方孔内，并将半开合型回转齿轮机构（10）方孔内的夹持块弹簧（9）挤压收缩，此时夹持块（8）完全离开钻杆接头的深沟槽，开合推力电机工作，牵引左侧脱卡机构和右侧脱卡机构以左侧脱卡机构和右侧脱卡机构的转轴打开， 最后水平移动钻杆丝扣装置使钻杆接头从连续拧卸钻杆丝扣装置开口处移出。
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