CN213016236U - 一种拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，包括一端分别连接于顶驱本体上对应位置的油缸、吊环、支撑板，卡置于吊环中部并与支撑板另一端对应的吊环卡子，以及连接于吊环另一端的吊卡，其中，所述油缸的另一端与支撑板中部连接，所述吊环卡子和支撑板端部之间连接有拐臂连杆机构，当吊环前倾或后倾复位时，所述拐臂连杆机构中部错位弯折使所述吊环快速复位。本实用新型通过设置可错位弯折的拐臂连杆机构使油缸和吊环不直接地刚性连接，这样油缸在吊环复位过程中不会承受弯矩，不易损坏，有效地提高了油缸的使用寿命，并且这样油缸也不会对吊环复位产生直接阻力，更有利于吊环的快速复位，从而提高了吊环复位效率。

Description

一种拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构

技术领域

本实用新型涉及石油机械技术领域，具体地讲，是涉及一种拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构。

背景技术

顶驱装置是一种新型的石油钻井机械，代替了传统的转盘钻井，促进了钻井技术自动化的进步，现已成为石油钻机的标配设备。吊环倾斜机构作为顶驱管子处理机构的主要组成部分，其结构、效率和稳定性对顶驱的运行有重要影响。吊环倾斜机构，前倾时，应有足够的推力，将吊环推到规定位置，提升钻柱；后倾时，应将吊环底部推到足够高的位置，保证背钳机构靠近台面时仍然能够顺利钻进。

常规顶驱吊环倾斜机构分为两种，一种是油缸与吊环直接相连，如图1所示，油缸一端与顶驱本体连接，另外一端与吊环卡子直接相连；这种型式吊环倾斜机构在使用过程中，油缸经常受弯损坏；复位慢，效率低；无法调节两个吊环距离，需使用专用吊卡。另外一种为单连杆式吊环倾斜机构，如图2所示，油缸一端与顶驱本体连接，另外一端与支撑板连接；支撑板一端与顶驱本体连接，另外一端与连杆连接；连杆一端与支撑板连接，另外一端与吊环卡子连接；这种型式吊环倾斜机构复位慢，效率低；无法调节两个吊环距离，需使用专用吊卡。

实用新型内容

针对上述现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种复位快、效率高的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，包括一端分别连接于顶驱本体上对应位置的油缸、吊环、支撑板，卡置于吊环中部并与支撑板另一端对应的吊环卡子，以及连接于吊环另一端的吊卡，其中，所述油缸的另一端与支撑板中部连接，所述吊环卡子和支撑板端部之间连接有拐臂连杆机构，当吊环前倾或后倾复位时，所述拐臂连杆机构中部错位弯折使所述吊环快速复位。

具体地，所述油缸的缸筒端通过第一销轴与顶驱本体铰接，所述油缸的缸杆端通过第一销轴与支撑板中部铰接。

具体地，所述支撑板一端通过第二销轴与顶驱本体铰接。

具体地，所述吊环卡子包括抱箍座，与抱箍座匹配的用于卡置吊环的抱箍卡，以及连接于抱箍座和抱箍卡之间的锁紧螺栓，其中，所述抱箍座和抱箍卡正向相对的内壁均设有与吊环外壁匹配的卡槽；所述抱箍座背向抱箍卡一侧设有铰座，该铰座通过第三销轴与所述拐臂连杆机构铰接。

进一步地，所述卡槽内设有密集排布的防滑条。

具体地，所述拐臂连杆机构包括一端通过第三销轴与吊环卡子铰接的且其拐向沿铰接轴向方向的拐臂，设置于拐臂另一端的铰头，以及一端通过第三销轴与所述铰头铰接的连杆，其中，所述连杆另一端通过第三销轴与所述支撑板铰接；所述连杆与拐臂铰接的一端设有一斜面，所述拐臂连接铰头的一端设有与连杆上的斜面匹配的斜槽，当吊环前倾或后倾时，该斜面和斜槽相互贴合进行支撑，当吊环进行复位时，该斜面与斜槽相互错开。

进一步地，所述拐臂通过关节轴承与吊环卡子上的第三销轴套接。

进一步地，所述连杆通过关节轴承与支撑板上的第三销轴套接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过设置可错位弯折的拐臂连杆机构使油缸和吊环不直接地刚性连接，这样油缸在吊环复位过程中不会承受弯矩，不易损坏，有效地提高了油缸的使用寿命，并且这样油缸也不会对吊环复位产生直接阻力，更有利于吊环的快速复位，从而提高了吊环复位效率。并且本实用新型设计巧妙，结构简单，使用方便，适于在顶驱装置中应用。

(2)本实用新型利用关节轴承连接拐臂连杆机构和吊环卡子，可以调节两个吊环之间的距离，从而可以适应不同尺寸的吊卡，无需使用专用吊卡，提高了整体机构的应用范围。

(3)本实用新型采用抱箍式的吊环卡子结构，通过卡槽提高了与吊环外壁接触面积，提高了卡接稳定性，可起到放松作用，防止吊环卡子沿吊环串动，并且利用卡槽内的防滑条增强了卡接作用。

附图说明

图1为现有技术中一种顶驱吊环倾斜机构的结构示意图。

图2为现有技术中另一种顶驱吊环倾斜机构的结构示意图。

图3为本实用新型-实施例的结构示意图。

图4为本实用新型-实施例的另一侧的结构示意图。

图5为图3中A-A的剖视结构示意图。

图6为本实用新型-实施例中的抱箍座的剖视结构示意图。

图7为本实用新型-实施例中拐臂的结构示意图。

图8为本实用新型-实施例中拐臂与连杆的连接结构示意图。

图9为本实用新型-实施例中前倾状态的结构示意图。

图10为本实用新型-实施例中后倾状态的结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-顶驱本体，2-油缸，3-吊环，4-支撑板，5-吊环卡子，6-吊卡，7-第一销轴，8-第二销轴，9-第三销轴，10-抱箍座，11-抱箍卡，12-锁紧螺栓，13-卡槽，14-防滑条，15-铰座，20-拐臂连杆机构，21-拐臂，22-铰头，23-连杆，24-斜面，25-斜槽，26-关节轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图3至图10所示，该拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，包括一端分别连接于顶驱本体1上对应位置的油缸2、吊环3、支撑板4，卡置于吊环中部并与支撑板另一端对应的吊环卡子5，以及连接于吊环另一端的吊卡6，其中，所述油缸的另一端与支撑板中部连接，所述吊环卡子和支撑板端部之间连接有拐臂连杆机构20，当吊环前倾或后倾复位时，所述拐臂连杆机构中部错位弯折使所述吊环快速复位。

具体地，所述油缸2的缸筒端通过第一销轴7与顶驱本体铰接，所述油缸2的缸杆端通过第一销轴7与支撑板4中部铰接。所述支撑板4一端通过第二销轴8与顶驱本体1铰接。通过销轴与对应铰座的铰接，可使机构中各部件之间形成相互联动的关系，从而使吊环实现前倾、后倾、复位等动作。

具体地，所述吊环卡子5包括抱箍座10，与抱箍座匹配的用于卡置吊环的抱箍卡11，以及连接于抱箍座和抱箍卡之间的锁紧螺栓12，其中，所述抱箍座和抱箍卡正向相对的内壁均设有与吊环外壁匹配的卡槽13，所述卡槽内设有密集排布的防滑条14。所述抱箍座为整体结构形式，其上配置有供锁紧螺栓安置的通孔，为了保证抱箍座与抱箍卡之间的稳定连接，本实施例中该通孔配置为相互对应的8个，并均匀地分布在抱箍座上；所述抱箍卡可采用整体式或分体式结构，其上具有与抱箍座对应的通孔，本实施例中采用分体式结构，即4个抱箍卡，相互平行地与抱箍座通过锁紧螺栓连接，从而实现与吊环稳定地卡置，防止其在吊环上串动。所述抱箍座背向抱箍卡一侧设有铰座15，该铰座通过第三销轴9与所述拐臂连杆机构铰接。

具体地，所述拐臂连杆机构20包括一端通过第三销轴9与吊环卡子上抱箍座背侧的铰座15铰接的且其拐向沿铰接轴向方向的拐臂21，设置于拐臂另一端的铰头22，以及一端通过第三销轴与所述铰头铰接的连杆23，其中，所述连杆另一端通过第三销轴9与所述支撑板4下端部分铰接；所述连杆与拐臂铰接的一端设有一斜面24，所述拐臂连接铰头的一端设有与连杆上的斜面匹配的斜槽25，当吊环前倾或后倾时，该斜面和斜槽相互贴合进行支撑，当吊环进行复位时，该斜面与斜槽相互错开。

进一步地，所述拐臂21通过关节轴承26与吊环卡子的铰座15上安置的第三销轴9套接；所述连杆23通过关节轴承26与支撑板4上的第三销轴9套接。利用该关节轴承，可使吊环相对于拐臂可在横向的一定范围内移动，实现了两个吊环之间的距离调节，从而可使吊环下端安置的吊卡可配置不同的尺寸，提高了应用范围。由于拐臂的拐向为沿其铰接轴向方向(即横向方向)，其可以承受一定强度的横向作用力，保证了安置不同尺寸的吊卡后的动作稳定性。

在本实用新型的使用中，当油缸伸出动作时，其推动支撑板向前转动，支撑板下端带动该拐臂连杆机构向前移动，拉直拐臂连杆机构，使连杆和拐臂的斜面和斜槽相互贴合形成接近刚性的结构，从而拉动吊环向前转动，实现前倾。在顶驱装置中，前倾需保证吊环前端到初始位置水平距离，并有足够的推力提升钻柱。前倾复位时，中断油缸产生的顶推作用力，由钻柱重量使吊环自然回到竖直状态，该过程中，由于缺少了油缸的顶推作用力，拐臂连杆机构不再呈拉直状态，以往是由钻柱利用自身重量带动支撑板对油缸压缩进行回位，如此则会对油缸产生弯矩造成一定损伤，而本实用新型中的拐臂连杆机构在不受拉直作用后，钻柱重量产生的回位反向作用使得拐臂与连杆之间的铰接转动，从而使斜面与斜槽相互脱离并形成整体错位弯折的状态，可使吊环较为快速地回位，并可有效减少油缸受到的弯矩，提高其使用寿命。

当油缸缩回动作时，其拉动支撑板向后转动，支撑板下端铰接的连杆会先被撑到一定角度，然后连杆通过斜面与斜槽的匹配作用逐渐支撑起拐臂，直到连杆和拐臂的斜面和斜槽完全贴合形成接近刚性的支撑结构，以支撑吊环继续向后转动，实现后倾。在顶驱装置中，后倾时，只需承受吊环本身重量，无需太大拉力；需保证吊环底部与背钳底部的垂直距离，可以使顶驱台面时仍然可以继续钻进。后倾复位时，中断油缸产生的拉动作用力，由吊环自身重量使其回复到竖直状态，该过程中，由于缺少了油缸的拉动作用力，拐臂连杆机构不再继续对吊环产生支撑作用，以往由于吊环自身重量较轻，其产生的回位反向作用无法使油缸内压力快速释放，就只能缓慢地回位，而本实用新型中的拐臂连杆机构在吊环回位作用力作用下，会使拐臂和连杆的斜面与斜槽的结合面先脱开，二者之间铰接转动，形成整体错位弯折的状态，此时油缸内压力不再直接阻挡吊环回位，就可以使吊环快速地回复到竖直状态，相应也能减少油缸受到的弯矩。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，包括一端分别连接于顶驱本体(1)上对应位置的油缸(2)、吊环(3)、支撑板(4)，卡置于吊环中部并与支撑板另一端对应的吊环卡子(5)，以及连接于吊环另一端的吊卡(6)，其中，所述油缸的另一端与支撑板中部连接，其特征在于，所述吊环卡子(5)和支撑板(4)端部之间连接有拐臂连杆机构(20)，当吊环前倾或后倾复位时，所述拐臂连杆机构中部错位弯折使所述吊环快速复位。

2.根据权利要求1所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述油缸(2)的缸筒端通过第一销轴(7)与顶驱本体(1)铰接，所述油缸(2)的缸杆端通过第一销轴(7)与支撑板(4)中部铰接。

3.根据权利要求1所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述支撑板(4)一端通过第二销轴(8)与顶驱本体(1)铰接。

4.根据权利要求1所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述吊环卡子(5)包括抱箍座(10)，与抱箍座匹配的用于卡置吊环的抱箍卡(11)，以及连接于抱箍座和抱箍卡之间的锁紧螺栓(12)，其中，所述抱箍座和抱箍卡正向相对的内壁均设有与吊环外壁匹配的卡槽(13)；所述抱箍座背向抱箍卡一侧设有铰座(15)，该铰座通过第三销轴(9)与所述拐臂连杆机构(20)铰接。

5.根据权利要求4所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述卡槽(13)内设有密集排布的防滑条(14)。

6.根据权利要求1～5任一项所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述拐臂连杆机构(20)包括一端通过第三销轴(9)与吊环卡子铰接的且其拐向沿铰接轴向方向的拐臂(21)，设置于拐臂另一端的铰头(22)，以及一端通过第三销轴(9)与所述铰头铰接的连杆(23)，其中，所述连杆另一端通过第三销轴与所述支撑板铰接；所述连杆与拐臂铰接的一端设有一斜面(24)，所述拐臂连接铰头的一端设有与连杆上的斜面匹配的斜槽(25)，当吊环前倾或后倾时，该斜面和斜槽相互贴合进行支撑，当吊环进行复位时，该斜面与斜槽相互错开。

7.根据权利要求6所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述拐臂(21)通过关节轴承(26)与吊环卡子上的第三销轴套接。

8.根据权利要求6所述的拐臂连杆式顶驱吊环倾斜机构，其特征在于，所述连杆(23)通过关节轴承(26)与支撑板上的第三销轴套接。

Images