CN86106524A - 接长杆钻进设备的钻杆脱开装置 - Google Patents

Abstract

一种接长杆的钻孔设备的钻杆脱开装置，它包括一台钻机[2]，可沿着进给梁[1]移动，一个定位的钻杆止动定心器[3]安装在钻进轴线[A]上，以及一个钻杆夹持定心器[4]装在止动定心器和钻机之间。为了迅速地脱开钻杆，同时也为了简化结构，止动定心器上装有一个旋转机构[15]使定心器转动；为了使夹持定心器能沿着钻进轴线[A]的方向移动，还装有一个驱动装置[22]。

Description

本发明涉及的是一种用于接长杆的钻进设备的钻杆脱开装置。它包括一根进给樑，一台可沿着进给樑移动的钻机，一个钻杆的止动定心器，它被装在进给樑上并处在钻进轴心线上，一个使钻杆旋转的转动机构，和一个固定在止动定心器和钻机之间的钻杆夹持定心器。

在机械化的接长杆钻孔中，那些分段的钻杆是通过专门的脱开装置和止动定心器来完成其连接和脱开任务的。止动定心器被固定在进给樑上相对于钻机的另一端，当开始钻孔时用它来引导钻杆，当使钻机或钻杆脱开时用它来夹持和制动钻杆。当需要把钻杆从连接柄上拧下来时，脱开装置是用来锁住钻杆，使它不能转动;而在拧下由止动定心器卡住的钻杆时，又用它来转动钻杆。

此前已经知道，可以用一具单独的旋转机构作为脱开装置，把它和一台装在止动定心器与钻机之间的夹持定心器接合起来，从进给樑的一侧移到钻进轴心线上。这样这个旋转机构至少应能沿着进轴线的方向移动一个钻杆的螺纹长度;而止动定心器在钻进方向上则是固定不动的。

然而，这种脱开装置是有缺点的，由于装置中有转动的滚轮，所以这种装置的旋转机构较为笨重，而且需要在进给樑的侧面留有较大的空间。

美国专利说明书3851714号、英国专利说明书1302109号和德国专利说明书1775409号公布了各种类型的装在钻机上的可移开的脱开装置。当钻机带着一根钻杆转动并退离被止动定心器卡住的钻杆时，借助这个装置可以把这根钻杆锁紧到钻机连接柄上。

这类松开装置的缺点是：增加了钻机的重量，其结构复杂，并且易于因钻机的振动而导致损坏。

本发明的目的就是提供一种结构简单重量轻脱开装置，以克服上述缺欠。这种脱开装置的特点是：旋转机构是装在不动的止动定心器上，以使定心器转动;在夹持定心器上还装有一个驱动装置，使它能沿着钻进轴线方向移动。

本发明的基本思路，是以一种新的程序取代以前的程序。过去为了松开钻杆之间的螺纹连接，一般都是把位于孔内的钻杆锁住不让它转动，而转动位于进给樑上的钻杆。现在则是使位于孔内的钻杆转动，而把装在进给樑上的钻杆锁住不让它转动。这样把止动定心器做成转动的，（止动定心器总是将钻杆夹持着）就不再需要单独的旋转机构，其结构也就变得比较简单和轻便。这样的止动定心器起着夹持和旋转两个作用，因此这种脱开装置可以迅速操作，也能适用于带有套节的标准钻杆。

如将止动定心器做成具有在转动的同时，能自动实现对钻杆止动和夹持的功能，就可能使这种脱开装置的结构非常简化。实现这种操作的一种最佳实施例，申请人在另一件与本项申请同时提出的相关申请中有所介绍。

通过下面的附图，将会对本发明有更详细的了解：

图1是一台装有本发明脱开装置的钻孔设备的顶视图，

图2是钻孔设备的详细侧视图，

图3是沿图2Ⅲ-Ⅲ线剖切的止动定心器的剖视图，

图4是止动定心器的轴向剖视图，

图5是沿着图4Ⅴ-Ⅴ线剖切的止动定心器剖视图，

图6A-6G是脱开一系列钻杆时，钻孔设备在不同工作阶段的顶视图。

图1、2示出了一台接长杆的钻孔设备，它包括一根细长的进给樑1和一台可沿其移动的钻机2。一个止动定心器3固定安装在进给樑的一端，另有一个处于进给樑一侧的夹持定心器4，本发明所设计的脱开装置就是由上述的止动定心器和夹持定心器组成。止动定心器的导向轴线被自动定位在由钻机连接柄5延伸的钻进轴线A上。

止动定心器的结构详见图4、5，有一个支承套筒7安装在框架6上，套筒可在框架内转动，框架6又固定在进给樑1上。支承套筒上加工有环形的导槽8、9，它与止动定心器的轴线A呈对称偏心分布。对开的板状卡爪10、11装在导槽8、9上，在支承套筒内可转动的支承叉12的控制下，卡爪被径向压紧并可相对滑动。摩擦板13装在框架的两个端面和支承叉的两端之间。

支承套筒7的外缘装有一个齿圈14，框架上还装有一个液压马达15，马达通过中间齿轮和齿圈啮合。

当支承套筒7在框架内转动时，由于摩擦板起着阻挡支承叉和卡爪跟着支承套筒一起转动的作用，导槽（8、9）就根据支承套筒的转动方向迫使板状卡爪作彼此相合或彼此相离的径向移动。当支承套筒继续转动时，卡爪10、11就夹住了从支承套筒内穿过的接长钻杆，不能再和支承套筒发生相对位移，卡爪和钻杆就随着支承套筒一起转动。

夹持定心器4的结构详见图3，它有一个支承轨16，这个支承轨平行地安装于进给樑上并可借助转臂17绕着进给樑转动。此外，支承轨还支撑着一个装有卡爪19的滑架18，它的一个卡爪是固定的，而另一个卡爪可通过液压油缸20向着固定卡爪移动。液压油缸21是用来转动支承轨4的，因此，卡爪可由液压缸21的作用被转到钻进轴线上或者转到进给樑的一侧。装在滑架18和支承轨4之间的液压移动油缸22（见图2）是用来使滑架沿着支承轨移动一定的距离。在支承轨上距滑架18一定距离的地方，还装有一个固定的中间定心器23，它是用来支撑钻杆的。

脱开装置的操作过程如下：

利用钻机2并借助钻杆25和26，在岩石上钻出一个孔24。图6A。

将钻机退离岩石，一系列钻杆就从钻孔中被抽出（见图中B），向），这时第一根钻杆26的套节26a就和止动定位器3的卡爪10、11处在同一水平位置。图（6B）。

夹持定心器4在转动油缸21的作用下，转到夹紧位置（见图中C），这时夹持定心器的卡爪19和中间定心器23就处在第二根钻杆25的旁边。在油缸20的作用下，卡爪锁住钻杆（见图中D）。使钻机反向转动（图中E方向）使得钻杆连接柄5退出第二根钻杆25的套节25a，如图6C，再将钻机移动（见图中E方向）到退回位置。图6D。

止动定心器3的卡爪10、11，因止动定心器3的H方向转动，把第一根钻杆26的套节26a锁住（见图中G），这样钻杆开始与定心器一起转动。这时由夹持定心器4锁住不转并由中间定心器23支撑着的第二根钻杆25，在轴向移动油缸22的作用下随着定心器一起移动脱离第一根钻杆（见图中J方向）。这样第一根钻杆就从第二根钻杆中退出，并由夹持定心器和中间定心器继续支撑着第二根钻杆，如图6E。

因转动油缸21的作用把夹持定心器4转到进给樑的一侧（见图中K方向）这样第二根钻杆就离开了钻进轴线A，再将钻机按L方向移到止动定心器附近，使连接柄以M方向转动并与第一根钻杆的套节26a接合。如图6F。

此后，使止动定心器反向旋转，第一根钻杆就从止动定心器中脱开。最后将钻机按N方向移动到起始位置，第一根钻杆就从孔中退出，如图6G。这时，就可以将钻孔装置迁移到另一地点去钻另一个孔的准备。

为了加快脱开一系列钻杆的过程，可以转动止动定心器3，将第一根钻杆按H方向转动，使其套节26a从第二根钻杆中退出的同时，令连接柄按E方向转动，使其从第二根钻杆的连接套节25a中脱出。这样，在移动油缸22的作用下，钻机就能同步地被迅速拖回到起始位置。

这里所列的附图和说明，只是为了说明本发明的思路。在细节问题上，本脱开装置在专利申请权项范围内还可能有所变化。它可以将夹持定心器和一个钻杆箱联接，可用夹持定心器把卸下来的钻杆送到钻杆箱里，也可以用它从钻杆箱内取出钻杆装到成系列的钻杆上。如果钻杆很长，为了在钻进过程中支撑钻杆，还可在止动定心器和钻机之间装上一个附加的中间定心器。中间定心器可以是任何一种合适的已知结构。

Claims (5)

1、一种用于接长杆钻孔设备的钻杆脱开装置，它包括：

一根进给樑(1)；

一台可沿着进给樑移动的钻机(2)；

一个用来卡住钻杆的止动定心器(3)，该定心器是装在进给樑上并被定位在钻进轴线(A)上；

一个用来转动钻杆的旋转机构(15)；以及

一个用来夹持钻杆的夹持定心器(4)该定心器是装在止动定心器和钻机之间的。

其特征为：

旋转机构(15)装在不移动的止动定心器(3)上，用来转动止动定心器，而且在

夹持定心器(4)上装有驱动装置(22)，使夹持定心器能沿着上述钻进轴线(A)的方向移动。

2、根据权利要求1，此种脱开装置的特征在于有一旋转机构（15）用来驱动止动定心器（3）中的卡爪（10、11），使它们在钻杆的夹紧位置和松开位置之间移动。

3、根据权利要求2，脱开装置的特征在于其止动定心器（3）上装有一个支承套筒（7），它由旋转机构（15）带着转动，装在止动定心器内的卡爪（10、11）可相对于支承套筒作径向移动，而且在支承套筒内还设有可供卡爪移动的导槽（8），这个导槽是与支承套筒的回转轴线（A）相偏心的。

4、根据上述权利要求中的任何一个脱开装置的特征还在于其夹持定心器（4）可在支承轨（16）上移动，它又与上述驱动装置（22）相连接，以使它沿着支承轨移动。

5、根据权利要求4，脱开装置的特征还在于其支承轨（16）被铰接地装在进给樑（1）上，并把它与驱动装置（21）相连，使得夹持定心器能被转到上述钻进轴线（A）的位置上，或者从这个位置上离开。

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