CN113042964B - 钻杆键条浮动对中装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供钻杆键条浮动对中装置，涉及工程机械设备焊接组队技术领域，该钻杆键条浮动对中装置，包括一级管圆度浮动机构，所述一级管圆度浮动机构用于夹住钻杆，所述一级管圆度浮动机构包括安装架，键条夹紧对中机构，所述键条夹紧对中机构位于一级管圆度浮动机构上，所述键条夹紧对中机构用于夹紧键条以使键条始终处于钻杆的焊接位置，键条贴合间隙压紧机构，本装置可通过螺纹板安装在固定装置上，使得一级管圆度浮动机构能够沿着矩形板长度方向滑动，因此启动第一同步驱动装置带动两个钻杆夹臂夹住钻杆后，当钻杆的直线度、圆度有偏差时能够随弯就弯，键条能够始终位于钻杆的焊接位置的上方，提高了键条组队的效率。

Description

钻杆键条浮动对中装置

技术领域

本发明涉及工程机械设备焊接组队技术领域，具体是钻杆键条浮动对中装置。

背景技术

钻杆是钻孔工具中连接、用以传递动力的杆件，钻杆是尾部带有缧纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。

现有技术中，钻杆的键条布置只能依靠于人工两两协作，其中一人需要测量三条主键之间的三分度，同时需要适时调整键条与钻杆之间的间隙，另一人需要对调整好的键条进行点焊，这样既保证不了三条键条的同心度，又不能实现自动化组装焊接，尤其对大口径钻杆键条组装焊接，更是费时费力，无法保证焊接尺寸和质量。

发明内容

本发明的目的在于提供钻杆键条浮动对中装置，旨在解决现有技术中的键条焊接麻烦，而且不能的保证焊接尺寸和质量问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：钻杆键条浮动对中装置，包括：

一级管圆度浮动机构，所述一级管圆度浮动机构用于夹住钻杆，所述一级管圆度浮动机构包括安装架；

键条夹紧对中机构，所述键条夹紧对中机构位于一级管圆度浮动机构上，所述键条夹紧对中机构用于夹紧键条以使键条始终处于钻杆的焊接位置；

键条贴合间隙压紧机构，所述键条贴合间隙压紧机构位于键条夹紧对中机构上，所述键条贴合间隙压紧机构使键条与钻杆紧密贴合。

本发明的进一步的技术方案为，所述一级管圆度浮动机构还包括固定连接在安装架顶部的立板，所述立板上对称设置有两个用于夹住钻杆的钻杆夹臂，所述安装架上设置有驱动两个所述钻杆夹臂沿横向方向同步相向或者反向移动的第一同步驱动装置，所述立板的顶部设置有横向移动部件，所述横向移动部件包括固定连接在立板顶部的矩形板，所述矩形板的顶部固定连接有顶滑块，所述顶滑块上滑动连接有沿所述矩形板长度方向设置的顶滑轨，所述顶滑轨的上表面固定连接有螺纹板。

本发明的进一步的技术方案为，所述第一同步驱动装置包括固定安装在立板靠近钻杆夹臂一侧的两组上滑轨，每组上滑轨包括至少两个平行设置的上滑轨，每个上滑轨的一侧滑动连接有至少一个上滑块，每组上滑轨中的至少两个上滑块之间固定连接有固定板，其中一个固定板的一侧固定连接有第一齿条，另外一个固定板的一侧固定连接有第二齿条，所述第一齿条和第二齿条之间设置有上齿轮，所述上齿轮的上下两侧分别与第一齿条和第二齿条啮合连接，所述上齿轮的内表面通过上轴承固定连接有上支撑杆，所述上支撑杆的一端与立板固定连接，所述安装架的一侧固定连接有安装板，所述安装板远离安装架的一侧固定连接有下滑轨，所述下滑轨的一侧滑动连接有两个下滑块，两个所述下滑块分别与两个所述钻杆夹臂固定连接，所述第一同步驱动装置还包括推动其中一个固定板沿所述上滑轨的长度方向运动的推动部件。

本发明的进一步的技术方案为，所述推动部件包括固定安装在安装架顶部的第一气缸，所述立板的内部开设有槽口，所述第一气缸的输出端固定连接有T型板，所述T型板穿过槽口与其中一个固定板固定连接。

本发明的进一步的技术方案为，所述键条夹紧对中机构包括水平设置在安装架一侧的第一滑轨，所述第一滑轨的另一侧滑动连接有两个第一滑块，两个所述第一滑块的一侧分别固定连接有用于夹住键条的键条夹臂，两个所述键条夹臂以立板侧面的中心线为对称轴对称设置，所述键条夹紧对中机构还包括驱动两个所述键条夹臂同步相向运动或者反向运动的第二驱动装置。

本发明的进一步的技术方案为，所述第二驱动装置包括水平设置在安装架远离第一滑轨一侧的第二滑轨，所述第二滑轨的另一侧滑动连接有两个第二滑块，两个所述第二滑块分别固定连接有滑板，一个所述滑板的一侧固定连接有第三齿条，另外一个所述滑板的一侧固定连接有第四齿条，所述第三齿条与第四齿条之间啮合传送连接有下齿轮，所述下齿轮的内表面通过下轴承固定连接有下支撑杆，有两个滑板分别通过连接板与两个键条夹臂固定连接，其中一个所述滑板固定连接有推动滑板沿水平方向往返运动的移动部件。

本发明的进一步的技术方案为，所述移动部件包括固定连接在其中一个所述滑板顶部的顶板，所述顶板的一侧设置有第二气缸，所述第二气缸的输出端与顶板固定连接，所述第二气缸的固定端与安装架固定连接。

本发明的进一步的技术方案为，所述键条贴合间隙压紧机构包括分别固定连接在两个键条夹臂一侧的L形板，两个所述L形板的顶部均固定连接有伸缩部件，所述伸缩部件的输出端固定连接有键条压臂，两个所述键条压臂以立板侧面的中心线为对称轴对称设置，所述键条压臂的一侧还设置有导向部件。

本发明的进一步的技术方案为，所述伸缩部件为气缸、液压缸或者电动伸缩杆中的一种。

本发明的进一步的技术方案为，所述导向部件包括沿竖直方向设置在两个键条夹臂上的竖直滑轨，所述竖直滑轨的一侧滑动连接有竖直滑块，两个所述竖直滑块分别与两个所述键条压臂固定连接。

本发明的有益效果是：

1、本装置可通过螺纹板安装在固定装置上，使得一级管圆度浮动机构能够沿着矩形板长度方向滑动，因此启动第一同步驱动装置带动两个钻杆夹臂夹住钻杆后，当钻杆的直线度、圆度有偏差时能够随弯就弯，键条能够始终位于钻杆的焊接位置的上方，提高了键条组队的效率。

2、第一气缸工作时能够推动T型板带动其中一个固定板做往复运动，因此通过第一气缸带动第一齿条在上齿轮运动转换为同步张开或同步夹紧动作，可松开或者夹住钻杆，推动部件推动其中一个固定板滑动，使得第一齿条带动上齿轮转动，从而上齿轮带动第二齿条转动，因此能够驱动两个钻杆夹臂沿横向方向同步相向或者反向移动，使得两个钻杆夹臂相互靠近的一侧能够接触钻杆的外表面，可根据钻杆的直线度、圆度的差随弯就弯。

3、通过移动部件推动滑板在水平上往返运动，第三齿条带动下齿轮转动，下齿轮带动第四齿条转动，因此使得两个键条夹臂可以同步相向运动或者反向运动，实现键条的夹紧与松开，在导向部件的作用下，伸缩部件可带动键条压臂压住键条，使得键条始终贴合在钻杆焊接位置，而且避免键条的下表面与钻杆之间的间距过大导致焊接质量差的问题。

附图说明

图1是本发明的具体实施例的立体结构示意图；

图2是本发明的具体实施例的一级管圆度浮动机构结构示意图；

图3是本发明的具体实施例的钻杆夹臂结构示意图；

图4是图3的立体结构示意图；

图5是图3的正视结构示意图；

图6是本发明的具体实施例的图5中A处放大结构示意图；

图7是本发明的具体实施例的安装架结构示意图；

图8是本发明的具体实施例的键条压臂结构示意图；

图9是本发明的具体实施例的滑板结构示意图；

图10是本发明的具体实施例的图9中B处放大结构示意图；

图11是本发明的具体实施例的安装架侧视结构示意图；

图中：1、一级管圆度浮动机构；11、安装架；12、立板；13、钻杆夹臂；14、第一同步驱动装置；141、上滑轨；142、上滑块；143、固定板；144、第一齿条；145、第二齿条；146、上齿轮；147、上支撑杆；148、安装板；149、下滑轨；1410、下滑块；1411、第一气缸；1412、T型板；15、横向移动部件；151、矩形板；152、顶滑块；153、顶滑轨；154、螺纹板；2、键条夹紧对中机构；21、第一滑轨；22、第一滑块；23、键条夹臂；24、第二滑轨；25、第二滑块；26、滑板；27、三齿条；28、第四齿条；29、下齿轮；210、连接板；211、顶板；212、第二气缸；213、下支撑杆；3、键条贴合间隙压紧机构；31、L形板；32、伸缩部件；33、键条压臂；34、竖直滑轨；35、竖直滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1-11所示，钻杆键条浮动对中装置，包括一级管圆度浮动机构1，一级管圆度浮动机构1用于夹住钻杆，一级管圆度浮动机构1包括安装架11；键条夹紧对中机构2，键条夹紧对中机构2位于一级管圆度浮动机构1上，键条夹紧对中机构2用于夹紧键条以使键条始终处于钻杆的焊接位置；键条贴合间隙压紧机构3，键条贴合间隙压紧机构3位于键条夹紧对中机构2上，键条贴合间隙压紧机构3使键条与钻杆紧密贴合。

在本具体实施例中，一级管圆度浮动机构1夹住钻杆后，键条夹紧对中机构2能够夹住键条，使得键条位于钻杆的焊接位置的上方，并启动键条贴合间隙压紧机构3对键条压住并贴合在钻杆的焊接位置处，因此能够实现自动化组装焊接，尤其对大口径钻杆键条组装焊接，省时省力，能够避免键条焊接时，键条或者钻杆发生晃动导致焊接质量差的问题。

本发明的另一具体实施例中，一级管圆度浮动机构1还包括固定连接在安装架11顶部的立板12，立板12上对称设置有两个用于夹住钻杆的钻杆夹臂13，安装架11上设置有驱动两个钻杆夹臂13沿横向方向同步相向或者反向移动的第一同步驱动装置14，立板12的顶部设置有横向移动部件15，横向移动部件15包括固定连接在立板12顶部的矩形板151，矩形板151的顶部固定连接有顶滑块152，顶滑块152上滑动连接有沿矩形板151长度方向设置的顶滑轨153，顶滑轨153的上表面固定连接有螺纹板154，本装置可通过螺纹板154安装在固定装置上，使得一级管圆度浮动机构1能够沿着矩形板151长度方向滑动，因此启动第一同步驱动装置14带动两个钻杆夹臂13夹住钻杆后，当钻杆的直线度、圆度有偏差时能够随弯就弯，键条能够始终位于钻杆的焊接位置的上方。

具体的，第一同步驱动装置14包括固定安装在立板12靠近钻杆夹臂13一侧的两组上滑轨141，每组上滑轨141包括至少两个平行设置的上滑轨141，每个上滑轨141的一侧滑动连接有至少一个上滑块142，每组上滑轨141中的至少两个上滑块142之间固定连接有固定板143，其中一个固定板143的一侧固定连接有第一齿条144，另外一个固定板143的一侧固定连接有第二齿条145，第一齿条144和第二齿条145之间设置有上齿轮146，上齿轮146的上下两侧分别与第一齿条144和第二齿条145啮合连接，上齿轮146的内表面通过上轴承固定连接有上支撑杆147，上支撑杆147的一端与立板12固定连接，安装架11的一侧固定连接有安装板148，安装板148远离安装架11的一侧固定连接有下滑轨149，下滑轨149的一侧滑动连接有两个下滑块1410，两个下滑块1410分别与两个钻杆夹臂13固定连接，第一同步驱动装置14还包括推动其中一个固定板143沿上滑轨141的长度方向运动的推动部件，推动部件推动其中一个固定板143滑动，使得第一齿条144带动上齿轮146转动，从而上齿轮146带动第二齿条145转动，因此能够驱动两个钻杆夹臂13沿横向方向同步相向或者反向移动，使得两个钻杆夹臂13相互靠近的一侧能够接触钻杆的外表面，可根据钻杆的直线度、圆度的差随弯就弯。

具体的，推动部件包括固定安装在安装架11顶部的第一气缸1411，立板12的内部开设有槽口，第一气缸1411的输出端固定连接有T型板1412，T型板1412穿过槽口与其中一个固定板143固定连接，第一气缸1411工作时能够推动T型板1412带动其中一个固定板143做往复运动，因此通过第一气缸1411带动第一齿条144在上齿轮146运动转换为同步张开或同步夹紧动作，可松开或者夹住钻杆。

具体的，键条夹紧对中机构2包括水平设置在安装架11一侧的第一滑轨21，第一滑轨21的另一侧滑动连接有两个第一滑块22，两个第一滑块22的一侧分别固定连接有用于夹住键条的键条夹臂23，两个键条夹臂23以立板12侧面的中心线为对称轴对称设置，键条夹紧对中机构2还包括驱动两个键条夹臂23同步相向运动或者反向运动的第二驱动装置，通过驱动两个键条夹臂23同步相向运动或者反向运动，实现键条的夹紧与松开，由于两个键条夹臂23之间的对称面与两个钻杆夹臂13之间的对称面在同一平面，因此键条能够始终位于钻杆的正上方的位置，避免了焊接键条时保证不了三条键条的同心度的问题。

具体的，第二驱动装置包括水平设置在安装架11远离第一滑轨21一侧的第二滑轨24，第二滑轨24的另一侧滑动连接有两个第二滑块25，两个第二滑块25分别固定连接有滑板26，一个滑板26的一侧固定连接有第三齿条27，另外一个滑板26的一侧固定连接有第四齿条28，第三齿条27与第四齿条28之间啮合传送连接有下齿轮29，下齿轮29的内表面通过下轴承固定连接有下支撑杆213，有两个滑板26分别通过连接板210与两个键条夹臂23固定连接，其中一个滑板26固定连接有推动滑板26沿水平方向往返运动的移动部件，通过移动部件推动滑板26在水平上往返运动，第三齿条27带动下齿轮29转动，下齿轮29带动第四齿条28转动，因此使得两个键条夹臂23可以同步相向运动或者反向运动，实现键条的夹紧与松开。

具体的，移动部件包括固定连接在其中一个滑板26顶部的顶板211，顶板211的一侧设置有第二气缸212，第二气缸212的输出端与顶板211固定连接，第二气缸212的固定端与安装架11固定连接，第二气缸212通过顶板211可带动一个滑板26运动，从而可带动第三齿条27运动。

具体的，键条贴合间隙压紧机构3包括分别固定连接在两个键条夹臂23一侧的L形板31，两个L形板31的顶部均固定连接有伸缩部件32，伸缩部件32的输出端固定连接有键条压臂33，两个键条压臂33以立板12侧面的中心线为对称轴对称设置，键条压臂33的一侧还设置有导向部件，在导向部件的作用下，伸缩部件32可带动键条压臂33压住键条，使得键条始终贴合在钻杆焊接位置，而且避免键条的下表面与钻杆之间的间距过大导致焊接质量差的问题。

具体的，伸缩部件32为气缸、液压缸或者电动伸缩杆中的一种，气缸、液压缸或者电动伸缩杆都能使键条压臂33压紧键条至钻杆上。

具体的，导向部件包括沿竖直方向设置在两个键条夹臂23上的竖直滑轨34，竖直滑轨34的一侧滑动连接有竖直滑块35，两个竖直滑块35分别与两个键条压臂33固定连接，通过导向部件，使得键条夹臂23能够在竖直方向上运动。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.钻杆键条浮动对中装置，其特征是，包括：

一级管圆度浮动机构(1)，所述一级管圆度浮动机构(1)用于夹住钻杆，所述一级管圆度浮动机构(1)包括安装架(11)；

一级管圆度浮动机构(1)还包括固定连接在安装架(11)顶部的立板(12)，立板(12)上对称设置有两个钻杆夹臂(13)，安装架(11)上设置有驱动两个钻杆夹臂(13)沿横向方向同步相向或者反向移动的第一同步驱动装置(14)，以夹紧钻杆；

键条夹紧对中机构(2)，所述键条夹紧对中机构(2)位于一级管圆度浮动机构(1)上，所述键条夹紧对中机构(2)用于夹紧键条以使键条始终处于钻杆的焊接位置；

键条贴合间隙压紧机构(3)，所述键条贴合间隙压紧机构(3)位于键条夹紧对中机构(2)上，所述键条贴合间隙压紧机构(3)使键条与钻杆紧密贴合；

当两个钻杆夹臂(13)夹紧钻杆时，该一级管圆度浮动机构(1)能够根据钻杆的直线度、圆度滑动，使键条能够始终位于钻杆的焊接位置的上方。

2.根据权利要求1所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述一级管圆度浮动机构(1)还包括固定连接在安装架(11)顶部的立板(12)，所述立板(12)上对称设置有两个用于夹住钻杆的钻杆夹臂(13)，所述安装架(11)上设置有驱动两个所述钻杆夹臂(13)沿横向方向同步相向或者反向移动的第一同步驱动装置(14)，所述立板(12)的顶部设置有横向移动部件(15)，所述横向移动部件(15)包括固定连接在立板(12)顶部的矩形板(151)，所述矩形板(151)的顶部固定连接有顶滑块(152)，所述顶滑块(152)上滑动连接有沿所述矩形板(151)长度方向设置的顶滑轨(153)，所述顶滑轨(153)的上表面固定连接有螺纹板(154)。

3.根据权利要求2所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述第一同步驱动装置(14)包括固定安装在立板(12)靠近钻杆夹臂(13)一侧的两组上滑轨(141)，每组上滑轨(141)包括至少两个平行设置的上滑轨(141)，每个上滑轨(141)的一侧滑动连接有至少一个上滑块(142)，每组上滑轨(141)中的至少两个上滑块(142)之间固定连接有固定板(143)，其中一个固定板(143)的一侧固定连接有第一齿条(144)，另外一个固定板(143)的一侧固定连接有第二齿条(145)，所述第一齿条(144)和第二齿条(145)之间设置有上齿轮(146)，所述上齿轮(146)的上下两侧分别与第一齿条(144)和第二齿条(145)啮合连接，所述上齿轮(146)的内表面通过上轴承固定连接有上支撑杆(147)，所述上支撑杆(147)的一端与立板(12)固定连接，所述安装架(11)的一侧固定连接有安装板(148)，所述安装板(148)远离安装架(11)的一侧固定连接有下滑轨(149)，所述下滑轨(149)的一侧滑动连接有两个下滑块(1410)，两个所述下滑块(1410)分别与两个所述钻杆夹臂(13)固定连接，所述第一同步驱动装置(14)还包括推动其中一个固定板(143)沿所述上滑轨(141)的长度方向运动的推动部件。

4.根据权利要求3所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述推动部件包括固定安装在安装架(11)顶部的第一气缸(1411)，所述立板(12)的内部开设有槽口，所述第一气缸(1411)的输出端固定连接有T型板(1412)，所述T型板(1412)穿过槽口与其中一个固定板(143)固定连接。

5.根据权利要求2所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述键条夹紧对中机构(2)包括水平设置在安装架(11)一侧的第一滑轨(21)，所述第一滑轨(21)的另一侧滑动连接有两个第一滑块(22)，两个所述第一滑块(22)的一侧分别固定连接有用于夹住键条的键条夹臂(23)，两个所述键条夹臂(23)以立板(12)侧面的中心线为对称轴对称设置，所述键条夹紧对中机构(2)还包括驱动两个所述键条夹臂(23)同步相向运动或者反向运动的第二驱动装置。

6.根据权利要求5所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述第二驱动装置包括水平设置在安装架(11)远离第一滑轨(21)一侧的第二滑轨(24)，所述第二滑轨(24)的另一侧滑动连接有两个第二滑块(25)，两个所述第二滑块(25)分别固定连接有滑板(26)，一个所述滑板(26)的一侧固定连接有第三齿条(27)，另外一个所述滑板(26)的一侧固定连接有第四齿条(28)，所述第三齿条(27)与第四齿条(28)之间啮合传送连接有下齿轮(29)，所述下齿轮(29)的内表面通过下轴承固定连接有下支撑杆(213)，有两个滑板(26)分别通过连接板(210)与两个键条夹臂(23)固定连接，其中一个所述滑板(26)固定连接有推动滑板(26)沿水平方向往返运动的移动部件。

7.根据权利要求6所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述移动部件包括固定连接在其中一个所述滑板(26)顶部的顶板(211)，所述顶板(211)的一侧设置有第二气缸(212)，所述第二气缸(212)的输出端与顶板(211)固定连接，所述第二气缸(212)的固定端与安装架(11)固定连接。

8.根据权利要求5所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述键条贴合间隙压紧机构(3)包括分别固定连接在两个键条夹臂(23)一侧的L形板(31)，两个所述L形板(31)的顶部均固定连接有伸缩部件(32)，所述伸缩部件(32)的输出端固定连接有键条压臂(33)，两个所述键条压臂(33)以立板(12)侧面的中心线为对称轴对称设置，所述键条压臂(33)的一侧还设置有导向部件。

9.根据权利要求8所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述伸缩部件(32)为气缸、液压缸或者电动伸缩杆中的一种。

10.根据权利要求8或9所述的钻杆键条浮动对中装置，其特征是，所述导向部件包括沿竖直方向设置在两个键条夹臂(23)上的竖直滑轨(34)，所述竖直滑轨(34)的一侧滑动连接有竖直滑块(35)，两个所述竖直滑块(35)分别与两个所述键条压臂(33)固定连接。

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