CN114877024A - 链节单体、链节组件及拖链组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种链节单体、链节组件及拖链组件。链节单体包括主体，主体具有相对设置的两个定位面，以及分别贯穿两个定位面的容纳腔和穿绳孔，其中一个定位面环绕穿绳孔形成具有外球面的连接凸起，其中另一个定位面环绕穿绳孔形成具有内球面的连接凹面；多个主体首尾连接时，前一个主体的连接凹面与后一个主体的连接凸起相配合。本发明取消了链节单体之间的受力结构，多个链节单体通过绳索串接在一起，使用时绳索的一端固定在井架上，另一端固定在顶驱上随顶驱移动，相邻的链节单体之间通过连接凸起和连接凹面配合，连接凸起和连接凹面不受拉力，受力形式由原来的链节单体之间受拉力改为了绳索受拉力，链节单体不易发生损坏，能够延长使用寿命。

Description

链节单体、链节组件及拖链组件

技术领域

本发明属于拖链技术领域，具体涉及一种链节单体、链节组件及拖链组件。

背景技术

顶驱是顶部驱动钻井装置的简称，是石油钻井中放置在钻具顶部替代转盘直接驱动钻具旋转进行钻井施工的动力装置，顶驱上的电缆和油管等管线在随顶驱移动过程中容易挂碰到顶驱或井架上，造成电缆、油管等损坏，使顶驱的工作不能正常进行。同时，由于顶驱通常在环境恶劣的室外工作，现有的拖链结构复杂且各个链节之间连接强度低，使用时间长后易老化断裂。

发明内容

本发明提供一种链节单体、链节组件及拖链组件，旨在解决现有技术中拖链结构复杂且各个链节之间连接强度低，使用时间长后易老化断裂的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一方面，本发明提供一种链节单体，包括主体，所述主体具有相对设置的两个定位面，以及分别贯穿两个所述定位面的容纳腔和穿绳孔，其中一个所述定位面环绕所述穿绳孔形成具有外球面的连接凸起，其中另一个所述定位面环绕所述穿绳孔形成具有内球面的连接凹面；多个所述主体首尾连接时，前一个所述主体的所述连接凹面与后一个所述主体的所述连接凸起相配合。

在一种可能的实现方式中，所述主体具有多个沿所述主体的周向分布的所述穿绳孔，或者，所述主体的中部形成有至少一个所述穿绳孔。

在一种可能的实现方式中，所述主体由两个相对设置的连接体对合形成，所述连接体的对合侧开设有容置槽和穿绳槽，两个相对的所述容置槽对合后形成所述容纳腔，两个相对的所述穿绳槽对合后形成所述穿绳孔。

在一种可能的实现方式中，其中一个所述连接体的对合侧设有插板，其中另一个所述连接体的对合侧开设有插槽，所述插板和所述插槽沿两个所述连接体的对合方向插接配合。

在一种可能的实现方式中，所述容置槽的中部设有沿两个所述连接体的对合方向延伸的加强板，其中一个所述连接体的所述加强板的自由端形成卡接部，其中另一个所述连接体的所述加强板的自由端形成有限位槽，所述限位槽与所述卡接部在所述对合方向上卡接限位。

本发明取消了链节单体之间的受力结构，链节单体的结构得到简化。多个链节单体通过绳索串接在一起，使用时绳索的一端固定在井架上，另一端固定在顶驱上随顶驱移动，相邻的链节单体之间通过连接凸起和连接凹面配合，连接凸起和连接凹面不受拉力，受力形式由原来的链节单体之间受拉力改为了绳索受拉力，链节单体不易发生损坏，能够延长使用寿命。链节单体之间采用球面接触，通过连接凹面和连接凸起配合保证拖链组件能够在空间内灵活转动，转动过程更加柔顺不卡滞。

本发明提供的链节单体在主体上开设有穿绳孔和容纳腔，穿绳孔用于供绳索穿过，容纳腔用于供电缆、油管等游动管线穿过，通过绳索将多个链节单体串接在一起形成拖链组件，电缆、油管等被约束在多个容纳腔衔接所形成的保护通道内，能够防止电缆、油管等挂碰在顶驱或井架上，同时还具有防晒、防风、抗老化的功能，提高了电缆、油管等游动管线的使用寿命，保证顶驱能够正常工作。

在第二方面，本发明提供一种链节组件，包括：如上述任一实现方式中所述的链节单体；以及调节扣，可拆卸地设于所述主体，用以将所述容纳腔分隔为多个沿平行于所述定位面的方向分布的腔室。

在一种可能的实现方式中，所述容纳腔至少一个开口端面开设有相互对应的调节槽，所述调节槽沿所述主体的周向延伸，所述调节扣具有与所述调节槽配合的滑块。

本发明提供的链节组件采用如上述任一实现方式中的链节单体，具有与其相同的技术效果，在此不再赘述。

此外，本发明提供的链节组件通过调节扣将容纳腔分隔为多个腔室，每个腔室内可以供不同的电缆、油管等穿过，调节扣能够对电缆、油管等进行分隔和限位，能够避免多根管线扭曲搅绕在一起后发生拉断，同时方便保养和维护。

在第三方面，本发明提供一种拖链组件，包括：如上述任一实现方式中所述的链节单体，多个所述链节单体首尾衔接；以及绳索，穿设于所述穿绳孔，用以连接多个所述链节单体；或者，所述拖链组件包括：如上述任一实现方式中所述的链节组件，多个所述链节组件首尾衔接；以及绳索，穿设于所述穿绳孔，用以连接多个所述链节单体。

在一种可能的实现方式中，所述拖链组件形成至少一个拖链节，每个所述拖链节均包括多个所述链节单体，所述拖链组件还包括分别设于所述拖链节两端的多个弹性抵紧单元，所述弹性抵紧单元用于在所述拖链节的两端施加弹性挤压作用力，以使同一个所述拖链节中的所述链节单体相互抵紧。

在一种可能的实现方式中，所述弹性抵紧单元包括：第一调节块，连接于位于所述拖链节端部的所述链节单体，并具有供所述绳索穿过的第一避让孔；第二调节块，连接于所述绳索；以及弹性件，连接于所述第一调节块和所述第二调节块，且被配置有使所述第一调节块和所述第二调节块彼此远离的预紧力。

本发明提供的拖链组件包括如上述任一实现方式中的链节单体或链节组件，具有与其相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明一实施例链节单体的结构示意图；

图2为本发明一实施例链节单体的配合示意图；

图3为本发明另一实施例链节单体的结构示意图；

图4为本发明又一实施例链节单体的结构示意图；

图5为本发明又一实施例链节单体的安装示意图；

图6为图5中A部的局部放大图；

图7为本发明一实施例链节组件的结构示意图；

图8为本发明一实施例拖链组件的结构示意图；

图9为本发明一实施例弹性抵紧单元的结构示意图；

图10为本发明一实施例弹性抵紧单元的内部结构示意图。

附图标记说明：

1、链节单体

10、第一连接体 11、穿绳孔 12、容纳腔

121、隔板 13、连接凸起 14、连接凹面

15、穿绳槽 16、插板 17、加强板

18、卡接部 19、调节槽 20、第二连接体

21、插槽 22、限位槽 2、链节组件

30、调节扣 3、拖链组件 40、绳索

50、弹性抵紧单元 51、第一调节块 511、第一避让孔

512、顶杆 52、第二调节块 521、第二避让孔

522、导向孔 523、止挡部 53、弹性件

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”、“固设”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。“多个”指两个及以上数量。“至少一个”指一个及以上数量。“若干”指一个及以上数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请一并参阅图1至图10，下面对本发明实施例提供的链节单体1、链节组件2及拖链组件3进行说明。

请参阅图1至图6，在第一方面，本发明实施例提供一种链节单体1，包括主体，主体具有相对设置的两个定位面，以及分别贯穿两个定位面的容纳腔12和穿绳孔11，其中一个定位面环绕穿绳孔11形成具有外球面的连接凸起13，其中另一个定位面环绕穿绳孔11形成具有内球面的连接凹面14；多个主体首尾连接时，前一个主体的连接凹面14与后一个主体的连接凸起13相配合。

本发明实施例的链节单体1由主体形成，其可以是单个零件，也可以由多个零件形成的组合结构，其材质可以是尼龙块、塑料、木料、金属等，可以采用注塑、铸造、切削加工等方式制作。在使用时，多个链节单体1通过绳索40串接在一起，前一个链节单体1的连接凹面14和后一个链节单体1的连接凸起13抵接适配，绳索40可以是钢丝绳、高强度的尼龙绳等。

本发明实施例的链节单体1可以是框形、圆形或其他形状，容纳腔12内可以穿设电缆、油管、水管等需要跟随顶驱移动的游动管线。容纳腔12的数量可以是一个，也可以通过隔板121分隔为多个。容纳腔12分隔为多个时，一方面能够提高链节单体1的结构强度，另一方面多个容纳腔12内可以穿设不同种类或型号的管线，方便区别类别和后期维护保养。为了减小电缆的占用空间，可以选用单芯动力电缆，提高载流量的同时还能减小截面积。

如图1所示，在一个具体的实施例中，链节单体1呈长方形，穿绳孔11的数量为两个，容纳腔12通过隔板121分隔为两个。如图3所示，为本发明另一实施例的链节单体1，链节单体1呈圆环形，穿绳孔11的数量为一个且沿链节单体1的轴线方向设置，容纳腔12通过隔板121分隔为三个。隔板121可以直接由链节单体1一体成型加工形成，也可以采用螺钉、胶粘、卡块等方式与链节单体1连接。

本发明实施例取消了链节单体1之间的受力结构，链节单体1的结构得到简化。多个链节单体1通过绳索串接在一起，使用时绳索的一端固定在井架上，另一端固定在顶驱上随顶驱移动，相邻的链节单体1之间通过连接凸起13和连接凹面14配合，连接凸起13和连接凹面14不受拉力，受力形式由原来的链节单体1之间受拉力改为了绳索受拉力，链节单体1不易发生损坏，能够延长使用寿命。链节单体1之间采用球面接触，通过连接凹面14和连接凸起13配合保证拖链组件3能够在空间内灵活转动，转动过程更加柔顺不卡滞。

本发明提供的链节单体1在主体上开设有穿绳孔11和容纳腔12，穿绳孔11用于供绳索穿过，容纳腔12用于供电缆、油管等游动管线穿过，通过绳索将多个链节单体1串接在一起形成拖链组件3，电缆、油管等被约束在多个容纳腔12衔接所形成的保护通道内，能够防止电缆、油管等挂碰在顶驱或井架上，同时还具有防晒、防风、抗老化的功能，提高了电缆、油管等游动管线的使用寿命，保证顶驱能够正常工作。

请参阅图1和图3，在一些可能的实施例中，主体具有多个沿主体的周向分布的穿绳孔11，或者，主体的中部形成有至少一个穿绳孔11。

本实施例中穿绳孔11的数量可以根据需要设置一个或多个。当穿绳孔11的数量为一个时，穿绳孔11优选设置在主体的中部，以尽可能地避免主体发生偏转。当穿绳孔11的数量在两个或两个以上时，多个穿绳孔11环绕容纳腔设置，即穿绳孔11设置在主体位于边缘位置的侧壁上，能够限制链节单体1的转动自由度，防止其发生自转，能够保证链节单体1内部的管线姿态正确，避免多根管线缠绕在一起。

请参阅图4、图5和图6，在一些可能的实施例中，主体由两个相对设置的连接体对合形成，连接体的对合侧开设有容置槽和穿绳槽15，两个相对的容置槽对合后形成容纳腔12，两个相对的穿绳槽15对合后形成穿绳孔11。

本实施例中链节单体1由两个连接体对合形成，为了方便说明，分别定义其中一个连接体为第一连接体10，另一个为第二连接体20。第一连接体10和第二连接体20均为半环形，二者对合后形成闭合的容纳腔12以供管线穿过，第一连接体10和第二连接体20可以通过粘接、卡扣连接、螺钉等形式连接在一起。

本实施例中容纳腔12和穿绳孔11均由第一连接体10和第二连接体20对合形成，方便损坏后维护更换。当链节单体1发生损坏后，可以直接将损坏的链节单体1拆下，并在原位置安装新的链节单体1，无需将绳索40从顶驱或井架的安装结构上解除，维护更方便。

请参阅图5，在一些可能的实施例中，其中一个连接体的对合侧设有插板16，其中另一个连接体的对合侧开设有插槽21，插板16和插槽21沿两个连接体的对合方向插接配合。

本实施例中两个连接体采用可拆卸的连接方式，方便维护过程中将链节单体1拆下并更换。具体的，第一连接体10的对合侧设有插板16，第二连接体20的对合侧设有插槽21，安装时将第一连接体10和第二连接体20分别置于绳索40和管线的两侧，然后使第一连接体10和第二连接体20彼此靠近直至对合在一起，插板16插设于对应的插槽21中，起到连接和限制相对移动的作用。

请参阅图6，在一些可能的实施例中，容置槽的中部设有沿两个连接体的对合方向延伸的加强板17，其中一个连接体的加强板17的自由端形成卡接部18，其中另一个连接体的加强板17的自由端形成有限位槽22，限位槽22与卡接部18在对合方向上卡接限位。

本实施例通过在第一连接体10和第二连接体20的容置槽中部设置加强板17，安装时两个加强板17对合并卡接在一起。如此设置，一方面两个加强板17对合后将容纳腔12分隔为两个相邻的腔体，两个腔体可以分别穿设不同类型的管线，实现了功能分区。例如，其中一个腔体可以用于穿设电缆，另一个腔体可以用于穿设油管。另一方面，两个加强板17连接的位置在容纳腔12的中部，远离连接凸起13和连接凹面14的抵接位置，不易在使用过程中分离开。

请参阅图7，在第二方面，本发明实施例提供一种链节组件2，包括：如上述任一实施例中的链节单体1；以及调节扣30，可拆卸地设于主体，用以将容纳腔12分隔为多个沿平行于定位面的方向分布的腔室。

本发明实施例所提供的链节组件2包括链节单体1，以及可拆卸地设置在链节单体1上的一个或多个调节扣30。调节扣30可以通过卡块、螺钉等形式与链节单体1可拆卸连接。调节扣30可以设置在链节单体1的端面即定位面，也可以设置在容纳腔12内部，与容纳腔12的内壁可拆卸连接，调节扣30的数量和位置可以根据实际需要进行调整，本实施例对此不作限制。

链节组件2通过调节扣30将容纳腔12分隔为多个腔室，每个腔室内可以供不同的电缆、油管等穿过，调节扣30能够对电缆、油管等进行分隔和限位，能够避免多根管线扭曲搅绕在一起后发生拉断，同时方便保养和维护。

请参阅图7，在一些可能的实施例中，容纳腔12至少一个开口端面开设有相互对应的调节槽19，调节槽19沿主体的周向延伸，调节扣30具有与调节槽19配合的滑块。

本实施例中容纳腔12的开口端面即定位面上开设有调节槽19，滑块与调节槽19滑动配合能够对调节扣30的位置进行调整，从而对不同直径的管线进行限位。当调节扣30的位置确定后，可以通过螺钉等紧固件将其固定；或者，除采用紧固件固定外，还可以在调节槽19的内壁开设用于与滑块卡接配合的安装槽，同样能够对调节扣30进行限位。为了保证调节扣30能够顺利安装，调节扣30可以采用塑料、金属等具有一定弹性形变能力的材料制作，当采用金属制作时，需要对其边缘进行倒角以防止锐利的边缘造成管线损坏。

需要说明的是，当调节扣30设置在定位面时，调节扣30的厚度应当小于两个链节单体1之间的间隙，以保证连接凸起13和连接凹面14能够顺利接触并配合。

请参阅图1、图2、图7和图8，在第三方面，本发明实施例提供一种拖链组件3，包括：如上述任一实施例的链节单体1，多个链节单体1首尾衔接；以及绳索40，穿设于穿绳孔11，用以连接多个链节单体1。或者，拖链组件3包括：如上述任一实施例的链节组件2，多个链节组件2首尾衔接；以及绳索40，穿设于穿绳孔11，用以连接多个链节单体1。

本发明实施例所提供的拖链组件3由多个链节单体1或链节组件2连接形成，通过绳索40串接在一起，前一个链节单体1的连接凹面14和后一个链节单体1的连接凸起13抵接适配，绳索40可以是钢丝绳、尼龙绳等，具有一定的柔性，能够发生弯曲。绳索40的一端固定在井架上，另一端固定在顶驱上随顶驱移动，绳索40受拉力从而带动多个链节单体1移动，电缆、油管等被约束在多个容纳腔12衔接所形成的保护通道内，能够防止电缆、油管等挂碰在顶驱或井架上，同时还具有防晒、防风、抗老化的功能，提高了电缆、油管等游动管线的使用寿命，保证顶驱能够正常工作。

考虑到链节单体1在使用一段时间后会发生磨损，连接凸起13和连接凹面14磨损后会导致链节单体1的整体长度减小，使得链节单体1沿绳索40具有一定的活动空间，相邻两个链节单体1的配合面之间出现间隙。由于顶驱装置通常设置在室外，配合面之间出现间隙容易积留尘土等杂质，尘土等杂质积留在配合面会进一步加快磨损，同时还会造成运行卡滞、异响等问题。

为了解决上述问题，请参阅图8、图9和图10，在一些可能的实施例中，拖链组件3形成至少一个拖链节，每个拖链节均包括多个链节单体1或多个链节组件2，拖链组件3还包括分别设于拖链节两端的多个弹性抵紧单元50，弹性抵紧单元50用于在拖链节的两端施加弹性挤压作用力，以使同一个拖链节中的链节单体1相互抵紧。

当拖链组件3具有一个拖链节时，弹性抵紧单元50可以设置在整个拖链组件3的起始端和末端，当拖链节具有多个时，弹性抵紧单元50可以设置在相邻两个拖链节之间，以及整个拖链组件3的起始端和末端。在弹性抵紧单元作用力下，即便链节单体1在磨损之后仍能相互抵紧，从而避免尘土等杂质进入配合面，提高了产品的使用寿命，保证顶驱正常工作。弹性抵紧单元50可以是单个零件如弹簧、橡胶块，也可以是其他能够提供弹性作用力的复合结构。

请参阅图9和图10，在一些可能的实施例中，弹性抵紧单元50包括：第一调节块51，连接于位于拖链节端部的链节单体1，并具有供绳索40穿过的第一避让孔511；第二调节块52，连接于绳索40；以及弹性件53，连接于第一调节块51和第二调节块52，且被配置有使第一调节块51和第二调节块52彼此远离的预紧力。

本实施例中弹性抵紧单元50包括第一调节块51和第二调节块52，第二调节块52可以固定在绳索40上，也可以沿绳索40滑动，当第二调节块42沿绳索40滑动时，第二调节块42具有与第一避让孔411对应的第二避让孔521。

第一调节块51和第二调节块52安装后至少其中一个与链节单体1抵接。第一调节块51和第二调节块52具有用以与链节单体1配合的连接凸起13或者连接凹面14，以及供管线穿过的通道。弹性件53可以是弹簧、橡胶块或其他具有弹性形变能力的零部件。

本实施例通过设置弹性抵紧单元50，弹性件53可压缩，给链节单体1之间增加了活动余量，活动余量即弹性件53的可压缩长度。当管线出现故障需要维修时，可以直接将故障管线抽出，更换新的管线，由于活动余量的存在，新的管线穿入时可以依次将两个拖链关节分散开一定距离以形成操作空间，方便操作人员将管线依次通过多个链节单体1从拖链组件3的一端拉拽至另一端。

请参阅图9和图10，在一些可能的实施例中，第一调节块51朝向第二调节块52的一侧设有顶杆512，第二调节块52朝向第一调节块51的一侧开设有导向孔522，顶杆512与导向孔522沿第一避让孔511的轴向滑动配合，导向孔522之内形成有止挡部523，弹性件53的两端分别抵接于顶杆512和止挡部523。

本实施例通过在第一调节块51上设置顶杆512，在第二调节块52上设置导向孔522，弹性件53容置于导向孔522内并与顶杆512抵接，导向孔522和弹性件53共同作用能够同时起到滑动导向和伸缩长度调节的作用，结构更紧凑。

可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本发明说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.链节单体，其特征在于，包括主体，所述主体具有相对设置的两个定位面，以及分别贯穿两个所述定位面的容纳腔和穿绳孔，其中一个所述定位面环绕所述穿绳孔形成具有外球面的连接凸起，其中另一个所述定位面环绕所述穿绳孔形成具有内球面的连接凹面；

多个所述主体首尾连接时，前一个所述主体的所述连接凹面与后一个所述主体的所述连接凸起相配合。

2.根据权利要求1所述的链节单体，其特征在于，所述主体具有多个沿所述主体的周向分布的所述穿绳孔，或者，所述主体的中部形成有至少一个所述穿绳孔。

3.根据权利要求1所述的链节单体，其特征在于，所述主体由两个相对设置的连接体对合形成，所述连接体的对合侧开设有容置槽和穿绳槽，两个相对的所述容置槽对合后形成所述容纳腔，两个相对的所述穿绳槽对合后形成所述穿绳孔。

4.根据权利要求3所述的链节单体，其特征在于，其中一个所述连接体的对合侧设有插板，其中另一个所述连接体的对合侧开设有插槽，所述插板和所述插槽沿两个所述连接体的对合方向插接配合。

5.根据权利要求3所述的链节单体，其特征在于，所述容置槽的中部设有沿两个所述连接体的对合方向延伸的加强板，其中一个所述连接体的所述加强板的自由端形成卡接部，其中另一个所述连接体的所述加强板的自由端形成有限位槽，所述限位槽与所述卡接部在所述对合方向上卡接限位。

6.链节组件，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一项所述的链节单体；以及

调节扣，可拆卸地设于所述主体，用以将所述容纳腔分隔为多个沿平行于所述定位面的方向分布的腔室。

7.根据权利要求6所述的链节组件，其特征在于，所述容纳腔至少一个开口端面开设有相互对应的调节槽，所述调节槽沿所述主体的周向延伸，所述调节扣具有与所述调节槽配合的滑块。

8.拖链组件，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一项所述的链节单体，多个所述链节单体首尾衔接；以及

绳索，穿设于所述穿绳孔，用以连接多个所述链节单体；

或者，所述拖链组件包括：

如权利要求6-7任一项所述的链节组件，多个所述链节组件首尾衔接；以及

绳索，穿设于所述穿绳孔，用以连接多个所述链节单体。

9.根据权利要求8所述的拖链组件，其特征在于，所述拖链组件形成至少一个拖链节，每个所述拖链节均包括多个所述链节单体，所述拖链组件还包括分别设于所述拖链节两端的多个弹性抵紧单元，所述弹性抵紧单元用于在所述拖链节的两端施加弹性挤压作用力，以使同一个所述拖链节中的所述链节单体相互抵紧。

10.根据权利要求9所述的拖链组件，其特征在于，所述弹性抵紧单元包括：

第一调节块，连接于位于所述拖链节端部的所述链节单体，并具有供所述绳索穿过的第一避让孔；

第二调节块，连接于所述绳索；以及

弹性件，连接于所述第一调节块和所述第二调节块，且被配置有使所述第一调节块和所述第二调节块彼此远离的预紧力。

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