CN2103001U - 两用拧管机 - Google Patents

Abstract

两用拧管机，涉及钻探机械。

为解决下钻时对钻杆丝扣提供预紧扭矩的问题， 本实用新型提供了一种铰接式双向助推机构，它由助 推轮、插销式换向机构及两个铰接式连接头所组成。 本实用新型中夹持器与转盘间的平面排布形式使它 实现了有切口钻杆和无切口钻杆的通用。它自带的 变角机构使它可以方便地适应打斜孔的需要。它所 附的双臂自由钳可以保证拧卸过程中上下钻杆的对 中性。

Description

本实用新型涉及一种钻探机械，特别是一种拧管机。

钻探工程使用的拧管机一般由下述部分组成：首先是夹持部分，夹住欲拧丝扣的下部，支撑钻杆柱重量，限制孔内钻杆柱转动；第二是拧卸部分，夹住欲拧丝扣的上部钻杆；第三是回转部分，带动拧卸部分转动；第四是助推部分，提供助扭矩；第五是操作部分，即控制系统。

现有拧管机中，夹持部分通常为垫叉或夹持器，前者用于有切口钻杆，后者用于无切口的圆钻杆。与此相应，拧卸部分则为扭叉或自由钳。自由钳通常由两块卡瓦，一个钳臂和两个轴销组成。回转部分一般是转盘式的，通过转盘上的传动杆带动扭叉或自由钳转动。助推部分由油缸、助推杆、转盘齿和助推头组成，现在常用的是棘轮式助推机构，即油缸推动助推杆，助推杆前部带棘爪，棘爪推动转盘外侧的齿（即转盘齿）转动。操作部分一般是液压操作系统或机械操作系统。

现有技术的主要不足之处如下：

第一，现有拧管机只能在上钻卸扣时提供卸扣辅助扭矩，下钻紧扣时则无法提供预紧辅助扭矩，致使下井钻杆丝扣缺乏预紧力。试验表明，这是造成钻杆折断事故的重要原因，此问题长期不能解决的根源就在于缺乏一种能提供预紧扭矩的拧管机。

第二，现有拧管机或者适用于有切口钻杆，或者适用于无切口的圆钻杆，即绳索取心钻杆。在实际工作中，理想的方式是绳索取心与普通取心技术的交替使用。注意到使用有切口钻杆的安全性、可靠性、方便性均高于无切口钻杆，所以希望做到有切口钻杆与无切口钻杆的交替使用。因此需要一种既能使用夹持器与自由钳配合拧卸无切口钻杆，又能方便地换成垫叉与扭叉配合拧卸有切口钻杆的两用拧管机。

第三，现有拧管机在打斜孔时采用垫高一边的方式控制角度，不仅控制不准，操纵麻烦，而且不可靠。

第四，现有单臂自由钳，单臂受力，无法保证上下钻杆的对中性，丝扣偏心受力，影响丝扣寿命。

为克服现有技术的上述不足，本实用新型提出了一种两用预扭矩式拧管机，既能拧卸不带切口的绳索取心圆钻杆，又能方便地换上垫叉和扭叉用普通操作方式拧卸带切口钻杆，它还设有专门的变角机构以适应打斜孔的需要。其最大的优点还在于能提供下钻紧扣时所需的预紧扭矩。

本实用新型的任务是通过如下方案实现的：首先将现有技术助推部分中只能单向助推的棘轮式助推头改为可双向助推的铰接式助推头，使得下钻时也可提供紧扣助推扭矩作为预紧扭矩。

铰接式助推头由助推轮，插销式换向机构，及两个铰接式连接头所组成，即：助推杆与助推轮之间，油缸与支座之间通过轴销形成铰接式连接。

第二，夹持器与转盘间采用了平面排布方式，即：夹持器和转盘都固定在拧管机本体上，夹持器在内圈，转盘在夹持器外圈，使夹持器的活动套略高于转盘平面。

本实用新型还采用了如下辅助方案完成设计任务：

它有一个专门的变角机构，它由拧管机本体两侧的两个同轴短轴，支撑两短轴的两个支架及连接拧管机本体与底板的调节杆所组成。

它的插销式换向机构由壳体、传力销和弹簧所组成。

它将现有技术中的单臂自由钳改为双臂的，并且增设了扭簧。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述：

图1是本实用新型拧管机铰接式助推机构（包括插销式换向机构）示意图；

图2是本实用新型拧管机的正剖视图；

图3是本实用新型拧管机的俯剖视图；

图4是本实用新型拧管机的变角机构图；

图5是本实用新型拧管机中双臂自由钳图。

本实用新型拧管机中铰接式助推机构如图1所示，（参看图3）它由转盘齿1、助推轮2、油缸3、助推杆7、轴销8及插销式换向机构所组成。

从图3中可以看到，本实用新型的转盘齿1就是带动转盘转动的轴套，现有技术是在它的外侧圆柱面上加工出一圈齿，本实用新型则是在它的外侧圆柱面上打出等间距的一圈孔。

助推杆7与助推轮2之间及油缸3与支座4之间通过两个轴销8形成一对铰接式连接头，一对铰接式连接头与独立的助推轮2及插销式换向机构三者构成了本实用新型中可双向助推的助推头。

插销式换向机构由固定于助推轮2外侧面的壳体9、传力销5及弹簧6组成。

通过液压操纵系统控制助推杆7前进或后退，助推杆7通过轴销8推动助推轮2侧面的壳体9将此力传至传力销5，当助推轮2推动传力销5沿其端部直边方向（正面）运动时，传力销5推动转盘齿1与助推轮2同向转动。当助推轮2推动传力销5沿其端部斜边方向（反面）运动时，在斜面作用下，传力销5将沿助推轮2的直径方向压缩弹簧6退出转盘齿1的孔，转盘齿1则不随助推轮2转动，传力销5随之插入转盘齿1中后面一个孔内。所以传力销5的正面（其端部直边方向）方向一定时，助推轮2只能单向驱动转盘齿1转动。

将传力销5拉出转盘齿1的孔后，（将传力销5）旋转180°重新插入转盘齿1的孔内，可改变传力销5在壳体中的位置，即改变传力销5的正面方向。这样可以改变助推轮2驱动转盘齿1转动的方向。

由于传力销5可以在正、反两个位置上变换其正面方向，本实用新型由此具有了双向助推能力，从而不仅可以提供卸扣时所需的辅助扭矩，而且还可以提供预紧所需的辅助扭矩。

本实用新型中夹持器与转盘都固定于拧管机本体11上，（如图2所示）其中夹持器壳体12在拧管机本体11的内圈，转盘齿1在夹持器壳体12的外圈，助推轮2又在转盘齿1的外圈。图2中还可以看到，夹持器活动套13的端部略高于转盘平面，而远低于转盘传动杆14的高度。由此，对于无切口钻杆，由夹持器与自由钳配合，转盘传动杆14带动自由钳转动，使用有切口钻杆时，可以很方便的换上扭叉，取掉活动套13，将垫叉直接架在夹持器壳体12上，由传动杆14带动扭叉转动，从而使本实用新型成为两用式拧管机。

图3中可以看到拧管机本体11的两侧各有一个同轴短轴21，两个同轴短轴21共一根轴线。从图4中可以看出，两同轴短轴21与轴承支架22，以及调节杆23共同组成了本实用新型拧管机的变角机构。

轴承支架22通过同轴短轴21支撑着拧管机本体11，并允许其绕一对同轴短轴21的公共轴线转动。调节杆23通过两个铰接机构与拧管机本体11及底板24相连接，改变调节杆23的长度，可以确定拧管机本体11的角度，以适应打斜孔的需要。

图5中可以看到，本实用新型拧管机的自由钳由卡瓦27，钳臂25，轴销28，扭簧26所组成，并带有一个把手29。

卡瓦27卡住钻杆后，钳臂25在扭簧26的作用下，可以锁住卡瓦27，所以松手后自由钳不会从钻杆上掉下，可以松手后再启动转盘。转盘上的两个传动杆14同时推动自由钳的两个钳臂25，带动自由钳转动的同时，钳臂25自动锁紧卡瓦27。

与现有技术相比本实用新型具有如下优点：首先，下钻紧扣时可对钻杆丝扣提供预紧力，可减少钻进过程中的折断钻杆事故。第二可以实现有切口钻杆与无切口钻杆的通用，不必因工艺变化而更换拧管机。第三可适应打斜孔的需要，可以准确、方便、可靠地控制钻孔角度。第四双臂自由钳可保证拧卸丝扣时上下钻杆的对中性，以减少丝扣的磨损。

Claims (4)

1、一种拧管机，由下述部分组成：

(1)夹持部分，

(2)拧卸部分，有扭叉与自由钳两种，其中自由钳包括：

(2.1)卡瓦27，

(2.2)钳臂25，

(2.3)轴销28，

(3)回转部分，

(4)助推部分，它包括：

(4.1)油缸3，

(4.2)助推杆7，

(4.3)转盘齿1，

(4.4)助推头，

(5)操纵部分，

其特征在于：它的

(4.4)助推头是铰接式双向助推头，它有：

(4.4.1)助推轮2，

(4.4.2)插销式换向机构，并且，

(4.4.3)助推杆7与助推轮2之间，油缸3与支座4之间，都通过轴销8形成铰接式连接，

(6)夹持器与转盘都固定在拧管机本体11上，并且夹持器在内圈，转盘在外圈，二者属平面排布方式。

2、一种如权利要求1所述的拧管机，其特征在于：所说的

（4.4.2）插销式换向机构由壳体9，传力销5和弹簧6组长。

3、一种如权利要求1或2所述的拧管机，其特征在于：

（7）它有一个变角机构，它由：

（7.1）拧管机本体11上的两个同轴短轴21，

（7.2）支架22，和

（7.3）调节杆23所组成。

4、一种如权利要求1、2或3所述的拧管机，其特征在于：其中

（2）扭卸部分的自由钳是

（2.4）带扭簧26的，

（2.5）有两个钳臂25的。

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