CN204163620U - 动力头位置调节装置以及深井钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力头位置调节装置以及深井钻机，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在钻杆拆装费时、费力的技术问题。该动力头位置调节装置包括滑架、翘起机构以及位置锁定机构，其中：动力头与滑架之间可转动连接，翘起机构以及位置锁定机构两者均设置在动力头与滑架之间；翘起机构能带动动力头相对于滑架绕可转动连接处在钻进工作位置与钻杆安装位置之间摆动，处于钻杆安装位置的动力头的轴向方向与竖直方向之间存在夹角；位置锁定机构能将处于钻进工作位置的动力头锁定在滑架上。该深井钻机包括本实用新型提供的动力头位置调节装置。本实用新型具有钻杆拆装省时省力的优点。

Description

动力头位置调节装置以及深井钻机

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种动力头位置调节装置以及设置该动力头位置调节装置的深井钻机。 

背景技术

深井钻机动力头作为钻探设备的重要部件，它不仅承担输送泥浆的功能，还要连接并驱动钻杆进行钻进作业，提升钻杆实现卸杆作业。它由滑架提升动力头沿着钻塔上下平稳运动，为保证动力头与钻杆连接与拆卸的快速简捷、钻进作业的顺利进行，提高钻井效率，设计一种承载动力头的装置显得十分必要。 

已知技术中，深井钻机的钻井驱动设备主要有以下两种： 

第一种是机械转盘式钻机，它由转盘、大钩、水龙头组成，由大钩提着水龙头上下运动，水龙头下端分别与方钻杆和钻杆连接，钻井作业时，通过转盘驱动方钻杆带动钻杆进行钻井作业。 

第二种是全液压驱动式钻机，它将动力装置与水龙头集成一体为动力头以作为钻井驱动设备，直接由滑架提升动力头上下运动，动力头下端直接与钻杆连接实现钻井作业。动力头靠滑架固定安装不能实现偏转运动，其只能随滑架沿钻塔上下移动。 

本申请人发现：对于第一种机械转盘式钻机而言，主要技术问题如下： 

1、由于钻井作业由转盘驱动，所以水龙头下端连接方钻杆，方钻杆再与钻杆连接，这样就增加了钻塔的设计高度，运输不方便； 

2、需要配备专门的转盘及动力装置，装备分散，且成本较高； 

3、方钻杆与钻杆连接时，水龙头需通过人力翻转到接近水平状态与钻杆连接，安装不方便且需要多人操作，费时、费力，钻井效率 较低； 

本申请人发现：对于第二种全液压驱动式钻机而言，其主要技术问题如下： 

1、需配备专门的换杆机构实现动力头安装端与钻杆安装端的对齐、连接或卸杆操作，增加了装备的复杂度。 

2、动力头与钻杆连接时，需先通过卷扬、钢丝绳将钻杆吊装到换杆机构上，吊装过程不方便，费时、费力；动力头卸钻杆时，也需将动力头上的钻杆移动到换杆机构上，然后通过卷扬、钢丝绳将钻杆吊放到地面上，卸杆过程同样费时、费力，影响钻井效率。 

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提出一种动力头位置调节装置以及设置该动力头位置调节装置的深井钻机，解决了现有技术存在钻杆拆装费时、费力的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。 

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案： 

本实用新型实施例提供的动力头位置调节装置，包括钻塔导轨、滑架以及翘起机构，其中： 

所述滑架与所述钻塔导轨滑动连接，且所述滑架能沿竖直方向相对于所述钻塔导轨滑动； 

动力头与支撑板两者固定连接或两者为一体式结构，所述支撑板通过旋转销轴与所述滑架之间形成可转动连接； 

所述翘起机构设置在所述支撑板与所述滑架之间，且所述翘起机构能带动所述动力头相对于所述滑架绕可转动连接处在钻进工作位置与钻杆安装位置之间摆动，处于钻杆安装位置的所述动力头的轴向方向与竖直方向之间存在夹角。 

在优选或可选地实施例中，所述翘起机构为翻转液压缸，所述翻转液压缸的活塞杆与缸筒两者其中之一与所述滑架相连接，所述翻转液压缸的活塞杆与缸筒两者其中另一与所述支撑板相连接。 

在优选或可选地实施例中，所述动力头位置调节装置还包括位置锁定机构，所述位置锁定机构能将处于钻进工作位置的所述动力头锁定在所述滑架上。 

在优选或可选地实施例中，所述位置锁定机构包括锁紧液压缸、锁紧销轴以及锁紧孔，所述锁紧孔设置在所述支撑板上或者设置在与所述支撑板固定连接的锁紧凸起上； 

所述锁紧液压缸的活塞杆与缸筒两者其中之一与所述滑架相连接，所述锁紧液压缸的活塞杆与缸筒两者其中另一与所述锁紧销轴相连接； 

所述动力头处于钻进工作位置时，所述锁紧液压缸的活塞杆相对于所述锁紧液压缸的缸筒伸出并带动所述锁紧销轴插接在所述锁紧孔内。 

在优选或可选地实施例中，所述锁紧凸起为锁紧耳板，所述锁紧孔为锁紧通孔，所述位置锁定机构还包括定位耳板，所述定位耳板与所述滑架固定连接，所述定位耳板上设置有定位通孔，所述动力头处于钻进工作位置时，所述锁紧液压缸的活塞杆相对于所述锁紧液压缸的缸筒伸出并带动所述锁紧销轴插接在所述定位通孔以及所述锁紧通孔内，且所述动力头离开所述钻进工作位置前，所述锁紧液压缸的活塞杆能相对于所述锁紧液压缸的缸筒回缩并带动所述锁紧销轴从所述锁紧通孔内脱出。 

在优选或可选地实施例中，所述锁紧液压缸的活塞杆相对于所述锁紧液压缸的缸筒回缩时能带动所述锁紧销轴仅插接在所述定位通孔以及所述锁紧通孔两者中的所述定位通孔内。 

在优选或可选地实施例中，所述动力头位置调节装置还包括止位装置，所述止位装置包括定位块以及定位螺栓，所述定位螺栓与所述定位块螺纹连接； 

处于钻进工作位置或处于钻杆安装位置的所述动力头与所述定位螺栓轴向方向上的一端相抵接；或者，处于钻进工作位置或处于钻杆安装位置的所述动力头上的所述支撑板与所述定位螺栓轴向方向上 的一端相抵接。 

在优选或可选地实施例中，所述夹角为锐角或直角。 

在优选或可选地实施例中，所述锐角为0°～75°。 

本实用新型实施例提供的深井钻机，包括动力头以及本实用新型任一技术方案提供的动力头位置调节装置，其中： 

所述的动力头位置调节装置的所述滑架与所述钻塔导轨的两侧之间均设置有滚轮轴承； 

所述滚轮轴承的内圈与所述滑架固定连接，所述滚轮轴承的外圈与所述钻塔导轨相抵接。 

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果： 

本实用新型提供的动力头位置调节装置中，翘起机构能带动动力头相对于滑架绕可转动连接处在钻进工作位置与钻杆安装位置之间摆动，处于钻杆安装位置的动力头的轴向方向与竖直方向之间存在夹角，安装钻杆时仅需要使用卷扬、钢丝绳或其他起吊装置将钻杆的安装端提起，使之处于倾斜状态且对齐处于钻杆安装位置的动力头的安装端，让动力头安装端旋出并与安装钻杆的安装端形成连接即可实现对钻杆的安装，拆卸钻杆时，将动力头的位置调整至钻杆安装位置，使用卷扬、钢丝绳或其他起吊装置挂接钻杆的安装端并固定住钻杆，让动力头安装端旋回便可以解除动力头与安装钻杆的安装端的连接，与现有技术相比，本实用新型无需配备专门的换杆机构，省略了换杆机构的作业步骤，钻杆拆装更为省时、省力，所以解决了现有技术存在钻杆拆装费时、费力的技术问题。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中： 

图1为本实用新型实施例所提供的连接有动力头的动力头位置调 节装置的主视示意图； 

图2为图1所示连接有动力头的动力头位置调节装置的左视示意图； 

图3为图1所示连接有动力头的动力头位置调节装置的俯视示意图； 

图4为本实用新型实施例所提供的连接有动力头的动力头位置调节装置的一张示意图； 

附图标记：1、钻塔导轨；2、滑架；3、旋转销轴；4、支撑板；5、锁紧耳板；6、定位耳板；7、锁紧销轴；8、定位块；9、锁紧液压缸；10、翻转液压缸；11、滚轮轴承；12、动力头； 

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图4以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新型与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。 

本实用新型实施例提供了一种便于拆装的动力头位置调节装置以及设置该动力头位置调节装置的深井钻机。 

下面结合图1～图4对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。 

如图1～图4所示，本实用新型实施例所提供的动力头位置调节装置包括钻塔导轨1、滑架2以及翘起机构(优选为翻转液压缸10)，其中： 

滑架2与钻塔导轨1滑动连接，且滑架2能沿竖直方向相对于钻塔导轨1滑动； 

动力头12与支撑板4(或称：可翘支撑板4)两者固定连接或两者为一体式结构，支撑板4通过旋转销轴3与滑架2之间形成可转动连接； 

翘起机构设置在支撑板4与滑架2之间，且翘起机构能带动动力头12相对于滑架2绕可转动连接处在如图1所示钻进工作位置与如图4所示钻杆安装位置之间摆动，处于钻杆安装位置的动力头12的轴向方向与竖直方向之间存在夹角。该夹角可以为锐角或直角，锐角可以为0°～75°。 

安装钻杆时仅需要使用卷扬、钢丝绳或其他起吊装置将钻杆的安装端提起，使之处于倾斜状态且对齐处于钻杆安装位置的动力头12的安装端，让动力头12安装端旋出并与安装钻杆的安装端形成连接即可实现对钻杆的安装，拆卸钻杆时，将动力头12的位置调整至钻杆安装位置，使用卷扬、钢丝绳或其他起吊装置挂接钻杆的安装端并固定住钻杆，让动力头12安装端旋回便可以解除动力头12与安装钻杆的安装端的连接，与现有技术相比，本实用新型无需配备专门的换杆机构，省略了换杆机构的作业步骤，钻杆拆装更为省时、省力。 

作为优选或可选地实施方式，翘起机构为翻转液压缸10，翻转液压缸10的活塞杆与缸筒其中之一与滑架2相连接，翻转液压缸10的活塞杆与缸筒其中另一与支撑板4相连接。翻转液压缸10可以充分利用工程机械自身携带的液压源，具有工作可靠、便于连接的优点。当然，也可以使用其他往复执行机构(例如气缸)来替代翻转液压缸10。 

作为优选或可选地实施方式，动力头位置调节装置还包括位置锁 定机构(优选为包括锁紧液压缸9以及锁紧销轴7)，位置锁定机构能将处于钻进工作位置的动力头12锁定在滑架2上。 

位置锁定机构将处于钻进工作位置的动力头12锁定在滑架2上时可以确保动力头12可靠工作不会在钻进作业过程中发生摆动。 

作为优选或可选地实施方式，位置锁定机构包括锁紧液压缸9、锁紧销轴7以及锁紧孔，锁紧孔设置在支撑板4上或者设置在与支撑板4固定连接的锁紧凸起上； 

锁紧液压缸9的活塞杆与缸筒其中之一与滑架2相连接，锁紧液压缸9的活塞杆与缸筒其中另一与锁紧销轴7相连接； 

动力头12处于钻进工作位置时，锁紧液压缸9的活塞杆相对于锁紧液压缸9的缸筒伸出并带动锁紧销轴7插接在锁紧孔内。 

锁紧液压缸9可以充分利用工程机械自身携带的液压源，具有工作可靠、便于连接的优点。使用锁紧销轴7实现位置的锁定与解锁作业均比较简单，便于操作。 

翻转液压缸10、锁紧液压缸9的配合使用，实现动力头12在锁紧液压缸9缩回状态下绕旋转销轴3旋转，从而进行动力头12与钻杆的连接与拆卸动作，实现了人性化设计。 

作为优选或可选地实施方式，锁紧凸起为锁紧耳板5，锁紧孔为锁紧通孔，位置锁定机构还包括定位耳板6，定位耳板6与滑架2固定连接，定位耳板6上设置有定位通孔，动力头12处于钻进工作位置时，锁紧液压缸9的活塞杆相对于锁紧液压缸9的缸筒伸出并带动锁紧销轴7插接在定位通孔以及锁紧通孔内，且动力头12离开钻进工作位置前，锁紧液压缸9的活塞杆能相对于锁紧液压缸9的缸筒回缩并带动锁紧销轴7从锁紧通孔内脱出。定位耳板6与锁紧耳板5的设置便于设置定位通孔以及锁紧通孔。 

作为优选或可选地实施方式，锁紧液压缸9的活塞杆相对于锁紧液压缸9的缸筒回缩时能带动锁紧销轴7仅插接在定位通孔以及锁紧通孔中的定位通孔内。定位通孔依旧可以对锁紧销轴7的导向作用，从而提高了锁紧销轴7锁定动作与解锁动作的可靠性。 

作为优选或可选地实施方式，动力头位置调节装置还包括止位装置(或称：调节定位装置)，止位装置包括定位块8以及定位螺栓，定位螺栓与定位块8螺纹连接，且处于如图1所示钻进工作位置或处于钻杆安装位置的动力头12或动力头12上的支撑板4与定位螺栓轴向方向上的一端相抵接。 

通过转动定位螺栓的方式可以改变定位螺栓轴向方向上的一端的位置，进而确保了动力头12或动力头12上的支撑板4所在的钻杆安装位置或钻进工作位置的位置精度。通过调节定位块8上的定位螺栓使带有动力头12的可翘支撑板4旋转到与定位块8上的定位螺栓接触时，锁紧销轴7能够顺利地插入到锁紧耳板5的连接孔内，实现动力头12的支撑固定。 

本实用新型实施例提供的深井钻机，包括动力头12以及本实用新型任一技术方案提供的动力头位置调节装置，其中：滑架2与钻塔导轨1的两侧之间均设置有滚轮轴承11；滚轮轴承11的内圈与滑架2固定连接，滚轮轴承11的外圈与钻塔导轨1相抵接。 

滚轮轴承11可以减少滑架2与钻塔导轨1的两侧之间的摩擦力，并且提高滑架2相对于钻塔导轨1滑动作业时的平稳性。 

动力头12通过两个可翘支撑板4固定，可翘支撑板4通过旋转销轴3与滑架2连接，滑架2通过两排滚轮轴承11与导轨连接，实现支撑、固定动力头12并带动其实现翘起与回落动作、沿钻塔导轨1上下平稳运动，具体整体结构紧凑合理的优点。 

本实用新型不但可以实现动力头12沿着钻塔导轨1上下平稳运动，而且可满足通过动力头12的翘起与回落动作，实现动力头12与钻杆快捷方便地连接与拆卸，从而提高钻井效率。 

下面集中阐述本实用新型优选实施例： 

本实用新型优选实施例提供的动力头位置调节装置，可以称为深井钻机动力头可翘装置，其包括滑架2、两个旋转销轴3、两个可翘支撑板4、两个锁紧耳板5、两个定位耳板6、两个锁紧销轴7、两个定位块8、两个锁紧液压缸9、两个翻转液压缸10； 

滑架为左右对称结构，其上的两个定位耳板6、两个定位块8为上、下、左、右、前、后对称安装。两个锁紧液压缸9、两个翻转液压缸10为左右对称安装，并保证两个锁紧液压缸同时实现伸出和缩回动作，两个翻转液压缸同时实现伸出和缩回动作。 

滑架2上焊接有定位耳板6，当动力头12竖直向下时，定位耳板的位置需保证其上的连接孔与锁紧耳板5上的连接孔同心； 

滑架2上焊接的动力头12定位块8，定位块上安装有定位螺栓，通过调节定位螺栓使可翘支撑板4上端面恰好与定位块接触时，锁紧耳板5、锁紧销轴7、锁紧液压缸9同心； 

可翘支撑板4上焊接有锁紧耳板5，当动力头12竖直向下时，锁紧耳板的位置需保证其上的连接孔与定位耳板6上的连接孔同心； 

两个锁紧液压缸9下端的活塞杆头部分别与两个锁紧销轴7连接，当锁紧液压缸9完全缩回时，锁紧销轴7仍需穿入到定位耳板6的连接孔中，此时锁紧销轴7和锁紧液压缸9始终在竖直方向上； 

两个可翘支撑板4通过两个旋转销轴3分别与滑架2连接，通过翻转液压缸10的伸出与缩回，实现动力头12绕着旋转销轴3的翘起与回落动作。当可翘支撑板4回落至与定位块7上的定位螺栓接触时，定位耳板6的连接孔与锁紧耳板5的连接孔同心，此时锁紧液压缸9伸出将锁紧销轴7伸入到锁紧耳板5内，实现可翘支撑板与滑架的固定铰接以固定动力头12，为后续的钻进工作做好准备；当滑架2沿着导轨1滑动到钻塔下方时，将锁紧液压缸9完全缩回，翻转液压缸10伸出，此时动力头12可翘，实现动力头12与钻杆的连接与拆卸动作。 

滑架2上安装有两排滚轮轴承11夹持钻塔导轨1实现动力头12的上下平稳运动。 

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案， 并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。 

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。 

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。 

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。 

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (10)

1.一种动力头位置调节装置，其特征在于，包括钻塔导轨、滑架以及翘起机构，其中： 

所述滑架与所述钻塔导轨滑动连接，且所述滑架能沿竖直方向相对于所述钻塔导轨滑动； 

动力头与支撑板两者固定连接或两者为一体式结构，所述支撑板通过旋转销轴与所述滑架之间形成可转动连接； 

所述翘起机构设置在所述支撑板与所述滑架之间，且所述翘起机构能带动所述动力头相对于所述滑架绕可转动连接处在钻进工作位置与钻杆安装位置之间摆动，处于钻杆安装位置的所述动力头的轴向方向与竖直方向之间存在夹角。 

2.根据权利要求1所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述翘起机构为翻转液压缸，所述翻转液压缸的活塞杆与缸筒两者其中之一与所述滑架相连接，所述翻转液压缸的活塞杆与缸筒两者其中另一与所述支撑板相连接。 

3.根据权利要求1所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述动力头位置调节装置还包括位置锁定机构，所述位置锁定机构能将处于钻进工作位置的所述动力头锁定在所述滑架上。 

4.根据权利要求3所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述位置锁定机构包括锁紧液压缸、锁紧销轴以及锁紧孔，所述锁紧孔设置在所述支撑板上或者设置在与所述支撑板固定连接的锁紧凸起上； 

所述锁紧液压缸的活塞杆与缸筒两者其中之一与所述滑架相连接，所述锁紧液压缸的活塞杆与缸筒两者其中另一与所述锁紧销轴相连接； 

所述动力头处于钻进工作位置时，所述锁紧液压缸的活塞杆相对于所述锁紧液压缸的缸筒伸出并带动所述锁紧销轴插接在所述锁紧孔内。 

5.根据权利要求4所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述锁紧凸起为锁紧耳板，所述锁紧孔为锁紧通孔，所述位置锁定机构还包括定位耳板，所述定位耳板与所述滑架固定连接，所述定位耳板上设置有定位通孔，所述动力头处于钻进工作位置时，所述锁紧液压缸的活塞杆相对于所述锁紧液压缸的缸筒伸出并带动所述锁紧销轴插接在所述定位通孔以及所述锁紧通孔内，且所述动力头离开所述钻进工作位置前，所述锁紧液压缸的活塞杆能相对于所述锁紧液压缸的缸筒回缩并带动所述锁紧销轴从所述锁紧通孔内脱出。 

6.根据权利要求5所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述锁紧液压缸的活塞杆相对于所述锁紧液压缸的缸筒回缩时能带动所述锁紧销轴仅插接在所述定位通孔以及所述锁紧通孔两者中的所述定位通孔内。 

7.根据权利要求1所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述动力头位置调节装置还包括止位装置，所述止位装置包括定位块以及定位螺栓，所述定位螺栓与所述定位块螺纹连接； 

处于钻进工作位置或处于钻杆安装位置的所述动力头与所述定位螺栓轴向方向上的一端相抵接；或者，处于钻进工作位置或处于钻杆安装位置的所述动力头上的所述支撑板与所述定位螺栓轴向方向上的一端相抵接。 

8.根据权利要求1所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述夹角为锐角或直角。 

9.根据权利要求8所述的动力头位置调节装置，其特征在于，所述锐角为0°～75°。 

10.一种深井钻机，其特征在于，包括动力头以及权利要求1－9任一所述的动力头位置调节装置，其中： 

所述的动力头位置调节装置的所述滑架与所述钻塔导轨的两侧之间均设置有滚轮轴承； 

所述滚轮轴承的内圈与所述滑架固定连接，所述滚轮轴承的外圈与所述钻塔导轨相抵接。