CN217001723U - 一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，属于钻孔设备技术领域，所要解决是人工组装拆卸螺旋钻杆费时费力以及螺旋钻杆在钻孔过程中缺少支撑弯曲的技术问题。采用的技术方案为一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，包括夹持器，夹持器的顶端设有夹持臂，夹持臂之间为定心槽；定心槽内设置有定心器，定心器上设有与钻杆本体和螺旋钻杆旋叶相配合的定位槽，夹持臂内设置有装卸机构，装卸机构包括错位相对设置在两个夹持臂内的卡块；卡块的一端固定连接有连接轴，连接轴可转动的支撑在夹持臂上开设的第二定位槽上，连接轴的一端设置有第一油缸。本实用新型用于螺旋钻杆的辅助安拆和定位，提高作用效率的，并且保证了钻孔的高质量。

Description

一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置

技术领域

本实用新型涉及钻孔设备技术领域，具体涉及一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置。

背景技术

螺旋钻杆在使用时由多节短螺旋钻杆头尾相接组装而成，在每次下钻、提钻时均需要人工进行组装操作。螺旋钻杆有连接公头和连接母头，连接公头和连接母头横截面一般为正六边形，用以定位和传递扭矩。然而在安装时，需要由工人把连接公头和连接母头的截面对正后安装，在拆卸时，也需要人工固定一端钻杆后拆卸，施工效率低，并且存在一定的安全隐患。现有的自动钻杆安装拆卸装置仅针对外平钻杆，对于直径大于200mm的螺旋钻杆，钻杆本身的重量较大，加之螺旋钻杆组装和拆卸过程繁琐，还是需要由工人手动自己安装拆卸，重复工序较多，浪费人力，从而导致施工效率底，且在操作中存在较大的安全隐患。

再者，在钻井过程中，钻杆会由于自重弯曲，当钻杆长度大于80米时，钻杆的弯曲一般会大于3°，这种情况的发生，一方面会影响钻井质量，造成钻井偏斜；另一方面由动力头承受钻杆载荷，也会造成动力头的使用寿命降低，对于外平钻杆，其钻机上往往设置有钻杆卡瓦用于支撑钻杆，然而对于螺旋钻杆，普通的卡瓦并不适用。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于：包括夹持器，所述夹持器的顶端设有两个沿钻杆轴向平行相对的夹持臂，所述夹持臂之间为上端开口的定心槽，所述定心槽的两端均设置有竖向的固定板；所述定心槽内设置有定心器，所述定心器上设有与钻杆本体和螺旋钻杆旋叶相配合的定位槽，所述定心器的两端分别设置有弹性元件，所述弹性元件一端与所述定心器固定连接，弹性元件的另一端与所述固定板固定连接；所述夹持臂内均设置有前后两对装卸机构，每对装卸机构包括错位相对设置在两个夹持臂内的卡块，所述两个卡块的错位距离为钻杆螺距的1/2；所述卡块的一端向钻杆方向延伸到钻杆旋叶的包络体内，卡块的另一端固定连接有连接轴，所述连接轴可转动的支撑在夹持臂上开设的第二定位槽上，连接轴的一端设置有第一油缸，第一油缸另一端固定在夹持臂内。

本实用新型的定心器设置有与钻杆本体和螺旋钻杆旋叶相配合的定位槽，螺旋钻杆在旋转过程中，螺旋钻杆旋叶在定位槽内旋转推进，类似于螺母固定，螺杆在螺母内旋进的过程，期间定心器不发生位移，定位槽可以对钻杆起到一定的支撑作用，起到卡瓦的作用，减小了动力头所承受的径向载荷，增大了钻井深度和钻杆整体结构的稳定性，提高了钻井质量，延长了动力头的使用寿命。

进一步地，所述两个夹持臂的内侧具有滑动槽，所述滑动槽与定心器的外侧面耦合，并与弹性元件一起构成滑动机构。滑动槽作为导向，定心器在滑动槽内滑动，保证了滑动过程的稳定。

进一步地，所述定心器可以在150mm～200mm的范围内滑动。钻杆与钻杆之间的连接长度一般为100mm，该滑动范围可以覆盖安装或拆卸过程中定心器的滑动范围。

进一步地，所述定心器的长度不小于螺旋钻杆旋叶的螺距，可以使螺旋钻杆放置在定心器上保持稳定。

进一步地，所述夹持器的一端与钻机桅杆前端铰接连接，夹持器下端设置有第二油缸，所述第二油缸的伸缩端与所述夹持器铰接连接，所述第二油缸的固定端与钻机桅杆前端铰接连接。采用该结构，当钻机不作业时，第二油缸伸长，夹持器可以翻转到桅杆上端放置，节省了放置空间。

进一步地，所述夹持器和所述夹持臂一体成型，所述固定板焊接固定在所述夹持臂两端。一体成型保证了滑动槽的精度和装卸机构的安装精度，固定板的精度要求低，通过焊接操作固定降低了加工难度。

进一步地，所述弹性元件优选金属弹簧。金属弹簧具有伸长或收缩跟外力成正比的特性，在初始位置弹力小，螺旋钻杆放置旋叶放置到定心器上时，定心器可以左右移动以便于放入。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

一、对于直径＞φ200mm的大型螺旋钻杆，钻杆的通过设置在两端的六边形的连接母头和连接公头配合连接，此种钻杆重量大，常规的方法为人工对正安装，效率极低，采用本实用新型结构的定心组件和装卸机构，可以实现钻杆的快速定位，快速安装和拆除，节省了工作时间，提高了作用效率。

二、当大型钻杆长度大于80米时，钻杆由于重力作用会产生较大弯曲，光孔钻机的前段都设置有定心装置，但对于螺旋钻杆，普通的定心结构无法使用，采用这种结构的定心装置，定心器上设有与螺旋钻杆螺旋部和钻杆本体相配合的定位槽，定位槽可以对钻杆起到一定的支撑作用，从而有效提高了钻杆的可用长度并提高钻孔质量，采用该种结构的大型钻杆，其钻杆长度增大到200米仍可保证钻杆的弯曲在1°以内。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的结构左视图。

图3为本实用新型的夹持装置俯视图。

图4为本实用新型的定心器轴测视图。

图5为本实用新型停机放置状态示意图。

图中：1为夹持器，11为第二油缸，12为连接座，2为夹持臂，21为滑动槽，3为定心槽，31为定位槽，4为定心器，5为弹性元件，6为固定板，7为装卸机构，71为卡块，72为连接轴，73为第一油缸，74为第二定位槽，8为桅杆，9为螺旋钻杆，10为动力头。

具体实施方式

下面结合具体实施例做进一步的说明。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，包括夹持器1，夹持器1的右端与钻机桅杆8前端铰接连接，夹持器1下端设置连接座12，连接座12与第二油缸11的伸缩端铰接连接，第二油缸11的固定端与钻机桅杆8前端铰接连接，当钻机不作业时，第二油缸11伸长，夹持器1可以翻转到桅杆8上端放置。本说明书中，钻杆钻进的方向为“前”，钻杆钻进的反方向为“后”。

工作状态时，如图1、图2所示，第二油缸11伸缩端缩到最短，夹持器1翻转到与上端钻机桅杆8平行的状态。所述夹持器1的顶端具有两个平行相对、沿钻杆轴向的夹持臂2，所述夹持臂2之间为上端开口的定心槽3，所述定心槽3内设置有定心器4，在安装和拆卸螺旋钻杆的过程中，定心器4用于定位并支撑起螺旋钻杆9。所述定心器4上设有与钻杆本体和螺旋钻杆旋叶相配合的定位槽31，定位槽31与螺旋钻杆旋叶留有单边1mm的间隙。定心器4的长度，即定心器在钻杆轴向方向上的长度，不小于螺旋钻杆旋叶的螺距，可以使螺旋钻杆放置在定心器上保持稳定，定心器4的两端分别设置有弹性元件5，弹性元件5一端与定心器4固定连接，另一端与设置在定心槽3上的固定板6固定连接，本实施例中，弹性元件5为金属弹簧，金属弹簧具有伸长或收缩跟外力成正比的特性，在初始位置弹力小，螺旋钻杆放置旋叶放置到定心器上时，定心器可以左右移动以便于放入。

夹持臂2内侧具有滑动槽21，滑动槽21与定心器4的外侧面耦合，并与弹性元件5一起构成滑动机构，定心器在滑动槽内滑动，保证了滑动过程的稳定。

如图3所示，夹持臂2内均设置有前后两对装卸机构7，装卸机构7可以沿钻杆轴向运动，运动行程为150mm～200mm，每对装卸机构7包括错位相对设置在两个夹持臂2内的卡块71，所述两个卡块71的错位距离为钻杆螺距的1/2，卡块71的一端向钻杆方向延伸到钻杆旋叶的包络体内，卡块71的另一端固定连接有连接轴72，所述连接轴72可转动的支撑在夹持臂2上开设的第二定位槽74上，连接轴72的一端设置有第一油缸73，第一油缸73另一端固定在夹持臂2内，工作过程中，两侧的卡块71同时与螺旋钻杆两侧的旋叶接触，第一油缸73推动卡块71，卡块71推动旋叶从而带动螺旋钻杆9在轴向上运动，保证了推动过程中螺旋钻杆不会发生歪斜。

本实施例中，夹持器1与夹持臂2一体成型，保证了滑动槽的精度和装卸机构的安装精度；固定板6焊接固定在所述夹持臂2两端，由于固定板的精度要求低，通过焊接操作固定降低了加工难度。

自动安装过程如下。

S1:钻机钻头旋转钻进至前端，旋转动力头10，使动力头10的定位线朝上；

S2:拆卸掉钻杆与动力头连接处的固定螺栓，第一油缸73推动连接轴72带动卡块71顶住螺旋钻杆旋叶后侧；

S3：钻机动力头10向后端滑动，从而钻杆与动力头10分离；

S4：吊装备用钻杆，使旋叶与定位槽31对齐，将备用钻杆放置在定心器上；

S5：旋转定心器上的备用钻杆，使旋叶的起始位置朝下，此时螺旋钻杆后端的连接公头与动力头10上的连接母头对正；

S6：第一油缸73推动连接轴72带动卡块71顶住螺旋钻杆旋叶前侧；

S7：钻机动力头10向前滑动，备用钻杆连接公头进入动力头10连接母头内，固定钻杆与动力头10连接处的固定螺栓，此时备用钻杆与动力头10完成连接；

S7：松开卡块71，钻机动力头10向左侧滑动，备用钻杆左侧连接母头套入前段钻杆的连接公头，固定钻杆间的固定螺栓，此时备用钻杆与前段钻头完成连接。

上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于：包括夹持器（1），所述夹持器（1）的顶端设有两个沿钻杆轴向平行相对的夹持臂（2），所述夹持臂（2）之间为上端开口的定心槽（3），所述定心槽（3）的两端均设置有竖向的固定板（6）；

所述定心槽（3）内设置有定心器（4），所述定心器（4）上设有与钻杆本体和螺旋钻杆旋叶相配合的定位槽（31），所述定心器（4）的两端分别设置有弹性元件（5），所述弹性元件（5）一端与所述定心器（4）固定连接，弹性元件（5）的另一端与所述固定板（6）固定连接；

所述夹持臂（2）内均设置有前后两对装卸机构（7），每对装卸机构（7）包括错位相对设置在两个夹持臂（2）内的卡块（71），所述两个卡块（71）的错位距离为钻杆螺距的1/2；所述卡块（71）的一端向钻杆方向延伸到钻杆旋叶的包络体内，卡块（71）的另一端固定连接有连接轴（72），所述连接轴（72）可转动的支撑在夹持臂（2）上开设的第二定位槽（74）上，连接轴（72）的一端设置有第一油缸（73），第一油缸（73）另一端固定在夹持臂（2）内。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于，所述两个夹持臂（2）的内侧具有滑动槽（21），所述滑动槽（21）与定心器（4）的外侧面耦合，并与弹性元件（5）一起构成滑动机构。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于，所述定心器（4）可以在150mm～200mm的范围内滑动。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于，所述定心器（4）的长度不小于螺旋钻杆旋叶的螺距。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于，所述夹持器（1）的一端与钻机桅杆（8）前端铰接连接，夹持器（1）下端设置有第二油缸（11），所述第二油缸（11）的伸缩端与所述夹持器（1）铰接连接，所述第二油缸（11）的固定端与钻机桅杆（8）前端铰接连接。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于，所述夹持器（1）和所述夹持臂（2）一体成型，所述固定板（6）焊接固定在所述夹持臂（2）两端。

7.根据权利要求2所述的一种螺旋钻杆辅助装拆定心夹持装置，其特征在于，所述弹性元件（5）为金属弹簧。

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