CN206830094U - 一种手动钻杆起拔装置 - Google Patents

Abstract

一种手动钻杆起拔装置，属于钻井设备技术领域，它设有压杆总成、传动机构、夹紧机构、复位弹簧和底座；所述压杆总成、传动机构均包括左右对称布置的两部分，在每一部分中，压杆总成由压杆和压杆座组成，压杆座通过螺栓组件与底座铰接装配，所述传动机构布置在压杆总成和夹紧机构之间；所述夹紧机构包括卡瓦和卡瓦套，所述卡瓦为分体式结构，由两个卡瓦单体组成，卡瓦单体的夹持面与钻杆外圆弧面相匹配，在每一个卡瓦单体上设置连接板，卡瓦单体通过连接板与卡瓦套配装；所述复位弹簧左右对称布置，安装在卡瓦套和底座之间。采用本实用新型进行浅层钻孔钻杆起拔作业，不仅降低了孔内事故发生概率，而且提高了工作效率，降低了施工成本。

Description

一种手动钻杆起拔装置

技术领域

本实用新型涉及一种钻杆起拔装置，尤其是一种适用于浅层钻孔钻杆的手动式起拔装置，属于钻井设备技术领域。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，在地质填图、油气化探、环境评价调查、农业地质土壤调查取样施工中，浅层成孔和取样工作量不断增大，由于上述钻探施工区域地形条件复杂，要求钻机、器具及附属设备具有轻便、高效、易携带等特点。

钻杆起拔是钻探取样施工过程中的关键环节，目前浅孔钻杆起拔作业方式主要包括液压式、气动式、人力式三种。其中液压式钻杆起拔作业方式是利用两个或多个液压油缸带动卡瓦夹持钻杆向上移动，与之匹配的液压式钻杆起拔装置需配备液压泵站为液压油缸提供动力，由于液压油缸、液压管线质量均较大，使得整套设备总质量大，不仅搬移极为不便，而且需要的操作空间大，不适合在难进入地区钻探取样时使用。气动式钻杆起拔作业方式是利用气泵为气缸提供动力，由于气泵、气管等附属件质量均较大，增加了整套装置的总重量，同样不适合在难进入地区使用。人力式钻杆起拔作业方式采用脚踏式或手压式起拔装置，脚踏式起拔装置受力不均匀，钻杆上提时受到孔壁的阻力较大，同时增加了钻杆对孔壁的扰动，对于地表覆盖层来讲，容易出现塌孔卡住钻杆的现象，导致孔内事故；而现有的手压式起拔装置将钻杆的夹持机构设计为凸轮式，起拔过程中越夹越紧，对钻杆的伤害较大，长期使用增加钻杆下井风险，同样容易出现孔内事故。

实用新型内容

本实用新型提供一种性能可靠、操作方便、便于携带的手动钻杆起拔装置，旨在降低孔内事故发生概率、提高浅层地质调查取样工作效率、降低施工成本。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种手动钻杆起拔装置，设有压杆总成、传动机构、夹紧机构、复位弹簧和底座；所述压杆总成、传动机构均包括左右对称布置的两部分，在每一部分中，压杆总成由压杆和压杆座组成，所述压杆以插接方式与压杆座装配，所述压杆座通过螺栓组件与底座铰接装配，所述传动机构布置在压杆总成和夹紧机构之间，通过传动机构将施加在压杆上的动力传递给夹紧机构；所述夹紧机构包括卡瓦和卡瓦套，所述卡瓦为分体式结构，由两个卡瓦单体组成，卡瓦单体的夹持面与钻杆外圆弧面相匹配，在每一个卡瓦单体上设置连接板，卡瓦单体通过连接板与卡瓦套配装；所述复位弹簧左右对称布置，安装在卡瓦套和底座之间。

上述手动钻杆起拔装置，所述传动机构包括驱动齿、齿轮和齿条；所述驱动齿由安装座和单体齿形组成，所述安装座以铰接方式与压杆座装配，所述单体齿形与齿轮啮合传动；所述齿轮以间隙配合方式套装在压杆座与底座铰接的螺栓组件上，齿轮和齿条啮合装配；所述齿条竖直布置，与卡瓦套固定装配。

上述手动钻杆起拔装置，还设有传动机构解锁部件，所述传动机构解锁部件包括滚柱和滚动平台；所述滚柱的转轴固定安装在驱动齿的安装座上，滚柱可绕转轴转动，所述滚动平台布置在底座左右两端的中部。

上述手动钻杆起拔装置，所述卡瓦套侧壁上设有连接板穿过槽和对称布置在连接板穿过槽两侧的翼板，所述翼板上设置倾斜滑槽，连接板通过螺栓组件与翼板上的倾斜滑槽装配。

上述手动钻杆起拔装置，还设有限位块，所述限位块安装在底座上部，位于压杆座的内侧。

上述手动钻杆起拔装置，所述底座采用铝合金板焊接成型；所述压杆采用铝管结构。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型通过传动机构将施加在压杆总成上的动力传递给夹紧机构，它在传动机构中设置了驱动齿、齿轮和齿条，当压杆总成受到压力时，驱动齿与齿轮、齿轮与齿条相啮合，由压杆总成、驱动齿、齿轮形成刚性结构，绕齿轮中心回转，再通过齿轮与齿条的配合带动卡瓦套、卡瓦夹紧钻杆并向上移动；本实用新型将夹紧机构中的卡瓦设计为由两个卡瓦单体组成的分体式结构，使卡瓦单体的夹持面与钻杆外圆弧面相匹配，由此保证了钻杆受力的均匀性，另外在夹紧机构的卡瓦套侧壁上设置了连接板穿过槽和对称布置在连接板穿过槽两侧的翼板，并在翼板上设置倾斜滑槽，连接板通过螺栓组件与翼板上的倾斜滑槽装配，在传动机构驱动卡瓦套向上移动时，首先通过螺栓组件与翼板上倾斜滑槽配合驱动卡瓦向上向内移动，使卡瓦单体的夹持面将钻杆夹紧；本实用新型还设置了传动机构解锁部件和复位弹簧，在压杆总成、驱动齿、齿轮形成的刚性结构绕齿轮中心回转过程中，当传动机构解锁部件的滚柱接触到底座上设置的滚动平台后，滚动平台的支撑力推动滚柱绕驱动齿铰接轴转动，在压杆总成压力和滚动平台推力共同作用下，使得驱动齿的单体齿形逐渐与齿轮分离，此后，在复位弹簧弹力作用下，卡瓦套向下移动，卡瓦的连接板在卡瓦套翼板上的倾斜滑槽中滑动，带动卡瓦向下向外移动，在卡瓦夹持面解除对钻杆的夹持作用后向下移动至新的夹持位置，与此同时，齿条驱动齿轮反向旋转至初始位置，此时向上提拉压杆总成，通过限位块限定压杆总成的回转角度，使驱动齿复位后再一次与齿轮啮合，本实用新型进入下一个工作循环。

采用本实用新型所述的手动钻杆起拔装置后，钻杆起拔过程中既可由两人同时操作，也可单人操作，正常成年人双手力量按照500N计算，两人操作时，钻杆起拔力可以达到14.7kN，每次提升钻杆有效行程达35mm，可轻松完成浅孔钻杆起拔作业。

本实用新型可以实现压杆与压杆座、夹紧机构与传动机构、复位弹簧和底座的快速拆解与组装，更便于携带和现场施工；以适用于直径为Φ50的钻杆起拔装置为例，其齿轮、齿条、螺栓组件均选用标准件；底座材料选用4mm厚铝合金板(牌号6061)，通过板材切割及焊接工艺成型；压杆为Ф30mm×3mm铝管(牌号6061)，与底座以插接方式装配；该钻杆起拔装置总质量仅为5.5kg。

综上所述，本实用新型具有性能可靠、操作方便、便于携带的特点，达到了降低孔内事故发生概率、提高浅层地质调查取样工作效率、降低施工成本的目的。

附图说明

图1是本实用新型所述手动钻杆起拔装置示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的俯视图；

图4至图8是本实用新型工作过程示意图。

图中各标号表示为：1、底座，1-1、滚动平台，2、滚柱，3、驱动齿，4、压杆，5、压杆座，6、卡瓦套，6-1、连接板穿过槽，6-2、翼板，6-3、倾斜滑槽，7、卡瓦，7-1、连接板，8、限位块，9、复位弹簧，10、齿条，11、齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：

参看图1、图2、图3，一种手动钻杆起拔装置，设有压杆总成、传动机构、夹紧机构、复位弹簧9和底座1；所述压杆总成、传动机构均包括左右对称布置的两部分，在每一部分中，压杆总成由压杆4和压杆座5组成，所述压杆4以插接方式与压杆座5装配，所述压杆座5通过螺栓组件与底座1铰接装配，所述传动机构布置在压杆总成和夹紧机构之间，通过传动机构将施加在压杆4上的动力传递给夹紧机构；所述夹紧机构包括卡瓦7和卡瓦套6，所述卡瓦7为分体式结构，由两个卡瓦单体组成，卡瓦单体的夹持面与钻杆外圆弧面相匹配，在每一个卡瓦单体上设置连接板7-1，卡瓦单体通过连接板7-1与卡瓦套6配装；所述复位弹簧9左右对称布置，安装在卡瓦套6和底座1之间。

参看图1、图3，在本实用新型所述的手动钻杆起拔装置中，所述传动机构包括驱动齿3、齿轮11和齿条10；所述驱动齿3由安装座和单体齿形组成，所述安装座以铰接方式与压杆座5装配，所述单体齿形与齿轮11啮合传动；所述齿轮11以间隙配合方式套装在压杆座5与底座1铰接的螺栓组件上，齿轮11和齿条10啮合装配；所述齿条11竖直布置，与卡瓦套6固定装配。

参看图1，在本实用新型所述的手动钻杆起拔装置中，还设有传动机构解锁部件，所述传动机构解锁部件包括滚柱2和滚动平台1-1；所述滚柱2的转轴固定安装在驱动齿3的安装座上，滚柱2可绕转轴转动，所述滚动平台1-1布置在底座1左右两端的中部。

参看图1、图2，在本实用新型所述的手动钻杆起拔装置中，所述卡瓦套6侧壁上设有连接板穿过槽6-1和对称布置在连接板穿过槽6-1两侧的翼板6-2，所述翼板6-2上设置倾斜滑槽6-3，连接板6-3通过螺栓组件与翼板6-2上的倾斜滑槽6-3装配。

参看图1、图3，在本实用新型所述的手动钻杆起拔装置中，所述手动钻杆起拔装置还设有限位块8，所述限位块8安装在底座1顶部，位于压杆座5的内侧。

参看图4至图8，采用本实用新型所述的手动钻杆起拔装置进行浅孔钻杆起拔作业时，其工作过程为：在压杆4上施加压力，驱动齿3与齿轮11、齿轮11与齿条10相啮合，由压杆总成、驱动齿3、齿轮11形成刚性结构，绕齿轮11中心回转，再通过齿轮11与齿条10的配合带动卡瓦套6向上移动(如图4所示)；此时通过卡瓦7的连接板7-1、螺栓组件与卡瓦套6翼板6-2上倾斜滑槽6-3配合驱动卡瓦7向上向内移动，使卡瓦单体的夹持面将钻杆夹紧(如图5所示)；随着压杆总成、驱动齿3、齿轮11形成的刚性结构绕齿轮中心的回转，传动机构解锁部件的滚柱2接触到底座1上设置的滚动平台1-1后，滚动平台1-1的支撑力推动滚柱2绕驱动齿铰接轴转动，在压杆总成压力和滚动平台推力共同作用下，使得驱动齿3的单体齿形逐渐与齿轮11分离(如图6、图7所示)；在复位弹簧9弹力作用下，卡瓦套6向下移动，卡瓦7的连接板7-1在卡瓦套6翼板6-2上的倾斜滑槽6-3中滑动，带动卡瓦7向下向外移动，在卡瓦夹持面解除对钻杆的夹持作用后向下移动至新的夹持位置(如图8所示)；与此同时，齿条10驱动齿轮11反向旋转至初始位置，此时向上提拉压杆4，通过限位块8限定压杆总成的回转角度，使驱动齿3复位后再一次与齿轮11啮合，本实用新型进入下一个工作循环。

Claims (6)

1.一种手动钻杆起拔装置，其特征在于：所述手动钻杆起拔装置设有压杆总成、传动机构、夹紧机构、复位弹簧(9)和底座(1)；所述压杆总成、传动机构均包括左右对称布置的两部分，在每一部分中，压杆总成由压杆(4)和压杆座(5)组成，所述压杆(4)以插接方式与压杆座(5)装配，所述压杆座(5)通过螺栓组件与底座(1)铰接装配，所述传动机构布置在压杆总成和夹紧机构之间，通过传动机构将施加在压杆(4)上的动力传递给夹紧机构；所述夹紧机构包括卡瓦(7)和卡瓦套(6)，所述卡瓦(7)为分体式结构，由两个卡瓦单体组成，卡瓦单体的夹持面与钻杆外圆弧面相匹配，在每一个卡瓦单体上设置连接板(7-1)，卡瓦单体通过连接板(7-1)与卡瓦套(6)配装；所述复位弹簧(9)左右对称布置，安装在卡瓦套(6)和底座(1)之间。

2.根据权利要求1所述的手动钻杆起拔装置，其特征在于：所述传动机构包括驱动齿(3)、齿轮(11)和齿条(10)；所述驱动齿(3)由安装座和单体齿形组成，所述安装座以铰接方式与压杆座(5)装配，所述单体齿形与齿轮(11)啮合传动；所述齿轮(11)以间隙配合方式套装在压杆座(5)与底座(1)铰接的螺栓组件上，齿轮(11)和齿条(10)啮合装配；所述齿条(10)竖直布置，与卡瓦套(6)固定装配。

3.根据权利要求2所述的手动钻杆起拔装置，其特征在于：所述手动钻杆起拔装置还设有传动机构解锁部件，所述传动机构解锁部件包括滚柱(2)和滚动平台(1-1)；所述滚柱(2)的转轴固定安装在驱动齿(3)的安装座上，滚柱(2)可绕转轴转动，所述滚动平台(1-1)布置在底座(1)左右两端的中部。

4.根据权利要求1或2或3所述的手动钻杆起拔装置，其特征在于：所述卡瓦套(6)侧壁上设有连接板穿过槽(6-1)和对称布置在连接板穿过槽两侧的翼板(6-2)，所述翼板(6-2)上设置倾斜滑槽(6-3)，所述连接板(7-1)通过螺栓组件与翼板(6-2)上的倾斜滑槽(6-3)装配。

5.根据权利要求4所述的手动钻杆起拔装置，其特征在于：所述手动钻杆起拔装置还设有限位块(8)，所述限位块(8)安装在底座(1)顶部，位于压杆座(5)的内侧。

6.根据权利要求5所述的手动钻杆起拔装置，其特征在于：所述底座(1)采用铝合金板焊接成型；所述压杆(4)采用铝管结构。