專利名稱：一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于外平鉆桿的大扭矩液壓擰卸設(shè)備，屬于鉆探機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在鉆探工程中的擰管機(jī)，大多只適用于有切口的鉆桿，夾持部分通常采用墊叉， 擰卸部分采用自由鉗，同時采用棘輪棘爪或是齒輪齒條結(jié)構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤帶動墊叉轉(zhuǎn)動，從而 實(shí)現(xiàn)鉆桿的擰卸，控制部分一般采用機(jī)械操作和液壓操作?，F(xiàn)有擰管機(jī)存在的不足1、現(xiàn)有的擰管機(jī)大多適用于有切口鉆桿的擰卸，切口會極大地降低鉆桿的強(qiáng)度， 從而影響鉆探施工工藝，而適用于擰卸外平鉆桿的擰管機(jī)至今還沒有。2、現(xiàn)有的擰管機(jī)大多適用于中淺孔或小扭矩情況下的鉆桿擰卸，其沖扣或預(yù)緊是 通過打叉的沖擊完成的，擰卸過程中的沖擊對于鉆桿和設(shè)備壽命有很大影響。3、現(xiàn)有的擰管機(jī)未很好地解決擰卸鉆桿過程中的軸向浮動問題，造成鉆桿絲扣磨 損的加劇。4、現(xiàn)有的擰管機(jī)沒有自動對心功能。在上下鉆桿對接時，如果兩鉆桿的中心不在 一條直線上，對接時容易亂扣破壞絲扣，從而縮短鉆桿的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，可適用于外平鉆桿的擰 卸。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種可讓開孔口的高效液壓擰 管機(jī)，其特征在于它包括下鉗、上鉗、水平移動液壓缸，上鉗的機(jī)架的下端部滑塊位于下鉗 的下鉗架上的上鉗滑動導(dǎo)槽內(nèi)，水平移動液壓缸的缸體固定在下鉗的下鉗架上的水平移動 液壓缸固定板上，水平移動液壓缸的活塞桿與上鉗的機(jī)架的下部鉸接。所述的下鉗包括下鉗架、卡瓦座、第一偏心塊、第二偏心塊、第一卡瓦、第二卡瓦、 偏心塊驅(qū)動液壓缸、水平移動液壓缸固定板、同步板、偏心塊驅(qū)動液壓缸架、第一驅(qū)動銷、第 二驅(qū)動銷，下鉗架的左端部、右端部沿前后方向均設(shè)有上鉗滑動導(dǎo)槽，下鉗架的后端部固定 有水平移動液壓缸固定板，下鉗架的前部設(shè)有卡瓦座；卡瓦座由第一擋板、第二擋板、底板 組成，第一擋板位于第二擋板的后側(cè)，第一擋板的下端、第二擋板的下端均分別與底板固定 連接，底板上設(shè)有鉆桿通過孔；第一卡瓦、第二卡瓦均位于第一擋板與第二擋板之間并擱置 在底板上，第一卡瓦位于第二卡瓦的左側(cè)，第一卡瓦的右端面為內(nèi)凹的弧形面，第二卡瓦的 左端面為內(nèi)凹的弧形面，第一卡瓦與第二卡瓦構(gòu)成鉆桿下夾持腔，底板上的鉆桿通過孔位 于鉆桿下夾持腔下方，底板上的鉆桿通過孔下方的下鉗架上設(shè)有鉆桿通過孔；第一偏心塊 位于第一卡瓦的左側(cè)，第一偏心塊與第一卡瓦相接觸，第一偏心塊由第一偏心塊軸與第一 擋板、第二擋板鉸接；第二偏心塊位于第二卡瓦的右側(cè)，第二偏心塊與第二卡瓦相接觸，第 二偏心塊由第二偏心塊軸與第一擋板、第二擋板鉸接；偏心塊驅(qū)動液壓缸的缸體固定在偏心塊驅(qū)動液壓缸架上，偏心塊驅(qū)動液壓缸的活塞桿與同步板鉸接，同步板上沿水平方向設(shè)有長條狀滑動孔，第一偏心塊上的第一驅(qū)動銷位于長條狀滑動孔內(nèi)，第二偏心塊上的第二 驅(qū)動銷位于長條狀滑動孔內(nèi)；第一偏心塊上設(shè)有第一偏心塊銷滑動長條形孔，第一偏心塊 銷穿過第一偏心塊銷滑動長條形孔，第一偏心塊銷固定在下鉗架上，第二偏心塊上設(shè)有第 二偏心塊銷滑動長條形孔，第二偏心塊銷穿過第二偏心塊銷滑動長條形孔，第二偏心塊銷 固定在下鉗架上。所述的上鉗包括下拉板、機(jī)架、開口大齒輪、浮動板、第一顎板軸、第一浮動彈簧、 第一顎板、第二顎板、第一液壓馬達(dá)、第一輸入齒輪、惰輪、支撐軸承座、支撐軸承、第二顎板 軸、第三顎板軸、第三顎板、定位叉、定位液壓缸、第二液壓馬達(dá)，機(jī)架的下端部設(shè)有滑塊，機(jī) 架的上至少固定有2個支撐軸承座，每一支撐軸承座上設(shè)有一支撐軸承，所有支撐軸承均 與開口大齒輪的下端部接觸，開口大齒輪上設(shè)有開口，開口大齒輪的下端由螺栓與下拉板 固定連接，下拉板上至少設(shè)有2個軸承，軸承與機(jī)架上的凹槽的上面相接觸，下拉板上設(shè)有 鉆桿插入開口，下拉板上的鉆桿通過孔位于開口的下方；開口大齒輪的上端面設(shè)有圓形的 浮動板槽，圓形的浮動板位于浮動板槽內(nèi)，浮動板上固定有第一顎板軸、第二顎板軸、第三 顎板軸，第一顎板軸、第二顎板軸、第三顎板軸均布，第一顎板軸上套有第一浮動彈簧、第一 顎板，第一浮動彈簧位于第一顎板與開口大齒輪之間，第一顎板軸的上端部設(shè)有限位塊，限 位塊位于第一顎板的上方；第二顎板軸上套有第二浮動彈簧、第二顎板，第二浮動彈簧位于 第二顎板與開口大齒輪之間，第二顎板軸的上端部設(shè)有限位塊，限位塊位于第二顎板的上 方；第三顎板軸上套有第三浮動彈簧、第三顎板，第三浮動彈簧位于第三顎板與開口大齒輪 之間，第三顎板軸的上端部設(shè)有限位塊，限位塊位于第三顎板的上方；第一顎板、第二顎板、 第三顎板的一面均為弧形面，第一顎板、第二顎板、第三顎板的弧形面上均設(shè)有凸出卡塊； 定位液壓缸的缸體與機(jī)架固定，定位液壓缸的活塞桿與定位叉固定連接，定位叉的叉口朝 向第一顎板、第二顎板、第三顎板；機(jī)架上設(shè)有第一液壓馬達(dá)、第二液壓馬達(dá)，第一液壓馬達(dá) 的輸出軸為第一輸入齒輪軸，第一輸入齒輪軸上設(shè)有第一輸入齒輪，第二液壓馬達(dá)的輸出 軸為第二輸入齒輪軸，第二輸入齒輪軸上設(shè)有第二輸入齒輪，第一輸入齒輪、第二輸入齒輪 分別與開口大齒輪、惰輪相嚙合，惰輪設(shè)置在機(jī)架上；開口大齒輪上固定有第一鎖緊銷軸、 第二鎖緊銷軸、第三鎖緊銷軸，第一鎖緊銷軸、第二鎖緊銷軸、第三鎖緊銷軸上均套有滾套， 滾套內(nèi)填有鋼珠，第一鎖緊銷軸、第二鎖緊銷軸、第三鎖緊銷軸的上端部均與連接板固定連 接，連接板上設(shè)有鉆桿插入開口，連接板上的鉆桿通過孔位于開口的上方。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明的擰管機(jī)適用于外平鉆桿的機(jī)械化擰卸，可實(shí)現(xiàn)對中、旋扣、浮動、沖扣/ 預(yù)緊全部工藝動作，扭矩大、體積小、工作可靠安全、操作簡單；2、實(shí)現(xiàn)了擰卸鉆桿的自動對心，防止了亂扣現(xiàn)象的發(fā)生；3、解決了鉆桿擰/卸過程中的浮動問題，避免了鉆桿絲扣的磨損，延長了鉆桿的 壽命；4、讓開孔口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)擴(kuò)大了下鉗的上部空間，有利于人員在孔口操作；5、下鉗通過增加一個增力油缸(即偏心塊驅(qū)動液壓缸)，避免了孔內(nèi)鉆桿少時沖 扣容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；6、本發(fā)明之?dāng)Q管機(jī)采用全液壓控制，上鉗回轉(zhuǎn)與開口定位采用液壓順序控制，操作更加簡單，減小了擰管機(jī)體積，節(jié)省了成本，必要時可使用鉆機(jī)上的泵站系統(tǒng)提供動力。本發(fā)明適用于深孔大扭矩鉆進(jìn)中外平鉆桿的擰/卸，可廣泛應(yīng)用于礦山、地質(zhì)、水 利水電、煤炭、石油、天然氣、海洋等工程勘探中涉及外平(或帶切口)鉆桿擰卸的工作場 合，極大地降低工人勞動強(qiáng)度，提高工作效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為圖1中A向視圖；圖5為本發(fā)明下鉗的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中畫出卡瓦)；圖6為圖5的左視圖；圖7為圖5中沿B-B線的剖視圖；圖8為圖5中沿C-C線的剖視圖；圖9為圖5中D向視圖；圖10為圖5中E向視圖；圖11為本發(fā)明上鉗的結(jié)構(gòu)示意圖(也是圖12中沿F-F線的剖視圖)；圖12為圖11中沿G-G線的剖視圖(移開G-G面上部零件)；圖13為圖12中H向視圖；圖14為圖11中I向視圖；圖15為圖13中J向視圖；圖16為圖11的左視圖；圖17為本發(fā)明的液壓系統(tǒng)原理圖；圖中1-下鉗，2-上鉗，3-水平移動液壓缸，4-鉆桿上夾持腔，5-下鉗架，6_上鉗 滑動導(dǎo)槽，7-第一擋板，8-第一偏心塊，9-第一偏心塊銷，10-第二擋板，11-第一卡瓦限位 銷，12-連桿，13-鉆桿下夾持腔，14-第二卡瓦限位銷，15-第二偏心塊銷，16-第二偏心塊， 17-第一卡瓦，18-第二卡瓦，19-偏心塊驅(qū)動液壓缸(或稱方形液壓缸)，20-水平移動液 壓缸固定板，21-第一偏心塊軸，22-第二偏心塊軸，23-同步板，24-偏心塊驅(qū)動液壓缸架， 25-長條狀滑動孔，26-上鉗滑動導(dǎo)槽壓板，27-第一驅(qū)動銷，28-第二驅(qū)動銷，29-鉆桿通過 孔；30-下拉板，31-機(jī)架，32-開口大齒輪，33-浮動板，34-第一顎板軸，35-第一浮動彈簧， 36-第一鎖緊銷軸，37-第一顎板，38-第二顎板，39-連接板，40-第二鎖緊銷軸，41-鋼珠， 42-第一液壓馬達(dá)，43-第一輸入齒輪軸，44-第一輸入齒輪，45-惰輪軸，46-惰輪(或稱從 動輪)，47-滾套，48-支撐軸承座，49-支撐軸承，50-第二顎板軸，51-開口，52-第三顎板 軸，53-第三顎板，54-定位叉，55-定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)，56-第二輸 入齒輪軸，57-第二液壓馬達(dá)，58-第三鎖緊銷軸，59-凸出卡塊，60-滑塊，61-軸承，62-定 位銷；63-濾油器，64-油泵，65-溢流閥，66-壓力油管，67-電磁換向閥，68-順序閥，69-梭 閥，70-第一油管，71-第二油管，72-第一手動換向閥，73-第三油管，74-第四油管，75-第 五油管，76-第六油管，77-第二手動換向閥，78-第七油管，79-液壓油箱，80-液壓動力站。
具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)主要由以下幾部分組成(一)下鉗下鉗夾住孔口下節(jié)鉆桿，支撐鉆桿孔內(nèi)鉆桿的自重，克服預(yù)緊或沖扣 扭矩，防止隨上部鉆桿的擰卸在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動或是打滑。(二)上鉗上鉗主要完成上節(jié)鉆桿夾持、擰/卸和擰卸過程中的軸向伸縮補(bǔ)償。(三)水平移動液壓缸3(讓開孔口部分)由于孔口空間有限，水平移動液壓缸就 是為了實(shí)現(xiàn)擰管機(jī)在不需要使用時退到孔邊，便于孔口操作。(四)液壓系統(tǒng)部分本擰管機(jī)采用全液壓控制，擰管機(jī)所有動作通過3個液壓閥 操控，由3個相應(yīng)的液壓控制回路組成?？山栌勉@機(jī)上液壓泵站提供動力。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，它包括下鉗1、上 鉗2、水平移動液壓缸3、液壓系統(tǒng)，上鉗2的機(jī)架的下端部滑塊位于下鉗1的下鉗架5上的 上鉗滑動導(dǎo)槽6內(nèi)，水平移動液壓缸3的缸體固定在下鉗1的下鉗架5上的水平移動液壓 缸固定板20上，水平移動液壓缸3的活塞桿與上鉗2的機(jī)架的下部鉸接[活塞桿縮回，可 讓開孔口(鉆桿的孔口)；活塞桿伸出，推動上鉗2向前移動，上鉗2的鉆桿上夾持腔4、下 鉗1的鉆桿下夾持腔13、鉆桿的孔口同于由一垂直線上，即鉆桿可從鉆桿下夾持腔13、鉆桿 上夾持腔4中穿過；]。如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示，所述的下鉗1包括下鉗架5、卡瓦座、第一 偏心塊8、第一卡瓦限位銷11、連桿12、第二卡瓦限位銷14、第二偏心塊16、第一卡瓦17、第 二卡瓦18、偏心塊驅(qū)動液壓缸19、水平移動液壓缸固定板20、同步板23、偏心塊驅(qū)動液壓 缸架24、第一驅(qū)動銷27、第二驅(qū)動銷28，下鉗架5的左端部、右端部沿前后方向均設(shè)有上鉗 滑動導(dǎo)槽6(圖5中的左邊為左側(cè)，右邊為右側(cè)，上方為前，下方為后；圖5為下鉗1的俯視 圖)，下鉗架5的后端部固定有水平移動液壓缸固定板20，下鉗架5的前部設(shè)有卡瓦座；卡 瓦座由第一擋板7、第二擋板10、底板組成，第一擋板7位于第二擋板10的后側(cè)(實(shí)際上構(gòu) 成一個滑動槽)，第一擋板7的下端、第二擋板10的下端均分別與底板固定連接(卡瓦座 為一懸空架)，底板上設(shè)有鉆桿通過孔；第一卡瓦17、第二卡瓦18均位于第一擋板7與第二 擋板10之間并擱置在底板上(第一卡瓦17、第二卡瓦18相當(dāng)于滑動的夾持塊)，第一卡瓦 17位于第二卡瓦18的左側(cè)，第一卡瓦17的右端面為內(nèi)凹的弧形面，第二卡瓦18的左端面 為內(nèi)凹的弧形面，第一卡瓦17與第二卡瓦18構(gòu)成鉆桿下夾持腔13，底板上的鉆桿通過孔 位于鉆桿下夾持腔13下方，底板上的鉆桿通過孔下方的下鉗架5上設(shè)有鉆桿通過孔29 (鉆 桿穿過鉆桿通過孔、鉆桿下夾持腔13、鉆桿上夾持腔4 ；第一卡瓦17向右移動、第二卡瓦18 向左移動時，將下節(jié)鉆桿夾持??；上鉗2夾持上節(jié)鉆桿并旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)外平鉆桿的擰卸)；第一 卡瓦限位銷11位于第一卡瓦17的上方(即第一卡瓦17的上方設(shè)有第一卡瓦限位銷11)， 第一卡瓦限位銷11的前端部與第二擋板10固定連接，第一卡瓦限位銷11的后端部與第一 擋板7固定連接；第二卡瓦限位銷14位于第二卡瓦18的上方(即第二卡瓦18的上方設(shè) 有第二卡瓦限位銷14)，第二卡瓦限位銷14的前端部與第二擋板10固定連接，第二卡瓦限 位銷14的后端部與第一擋板7固定連接(第一卡瓦限位銷11、第二卡瓦限位銷14均起限 位作用)；第一偏心塊8位于第一卡瓦17的左側(cè)，第一偏心塊8與第一卡瓦17相接觸，第 一偏心塊由第一偏心塊軸21與第一擋板7、第二擋板10鉸接(即第一偏心塊8能旋轉(zhuǎn))， 第一偏心塊8上設(shè)有第一偏心塊銷滑動長條形孔，第一偏心塊銷9穿過第一偏心塊銷滑動長條形孔，第一偏心塊銷9固定在下鉗架5上(即第一偏心塊8與下鉗架5鉸接)；第二偏 心塊16位于第二卡瓦18的右側(cè)，第二偏心塊16與第二卡瓦18相接觸，第二偏心塊16由 第二偏心塊軸22與第一擋板7、第二擋板10鉸接(即第二偏心塊16能旋轉(zhuǎn))，第二偏心塊 16上設(shè)有第二偏心塊銷滑動長條形孔，第二偏心塊銷15穿過第二偏心塊銷滑動長條形孔， 第二偏心塊銷15固定在下鉗架5上(即第二偏心塊銷15與下鉗架5鉸接)；連桿12的左 端部與第一偏心塊軸21的前端部鉸接，連桿12的右端部與第二偏心塊軸22的前端部鉸接 (設(shè)置連桿12，起同步作用)；偏心塊驅(qū)動液壓缸19的缸體固定在偏心塊驅(qū)動液壓缸架24 上，偏心塊驅(qū)動液壓缸19的活塞桿與同步板23鉸接，同步板23上沿水平方向設(shè)有長條狀 滑動孔，第一偏心塊8上的第一驅(qū)動銷27位于長條狀滑動孔內(nèi)，第二偏心塊16上的第二驅(qū) 動銷28位于長條狀滑動孔內(nèi)(偏心塊驅(qū)動液壓缸19的活塞桿伸出，同步板23向下運(yùn)動， 使第一驅(qū)動銷27向右移動，帶動第一偏心塊8向右旋轉(zhuǎn)，擠壓第一卡瓦17向右滑動；同步 板23向下運(yùn)動，使第二驅(qū)動銷28向左移動，帶動第二偏心塊16向左旋轉(zhuǎn)，擠壓第二卡瓦18 向左移動；實(shí)現(xiàn)對鉆桿的夾持；偏心塊驅(qū)動液壓缸19的活塞桿縮回時，第一卡瓦17向左滑 動、第二卡瓦18向右移動，第一卡瓦17、第二卡瓦18松開鉆桿)。 如圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16所示，所述的上鉗2包括下拉板30、機(jī)架
31、開口大齒輪32、浮動板33、第一顎板軸34、第一浮動彈簧35、第一顎板37、第二顎板38、 第一液壓馬達(dá)42、第一輸入齒輪44、惰輪46、支撐軸承座48、支撐軸承49、第二顎板軸50、 第三顎板軸52、第三顎板53、定位叉54、定位液壓缸55、第二液壓馬達(dá)57，機(jī)架31的下端 部設(shè)有滑塊60，機(jī)架31的上至少固定有2個支撐軸承座48 (本實(shí)施例采用8個支撐軸承 座)，每一支撐軸承座48上設(shè)有一支撐軸承49，所有支撐軸承49均與開口大齒輪32的下 端部接觸(即開口大齒輪32由支撐軸承49托住)，開口大齒輪32上設(shè)有開口 51(用于鉆 桿的 插入)，開口大齒輪32的下端由螺栓與下拉板30固定連接，下拉板30上至少設(shè)有2個 軸承61，軸承與機(jī)架31上的凹槽的上面相接觸(設(shè)置下拉板30，使開口大齒輪32不向上 移動；可旋轉(zhuǎn))，下拉板30上設(shè)有鉆桿插入開口，下拉板30上的鉆桿通過孔位于開口 51的 下方；開口大齒輪32的上端面設(shè)有圓形的浮動板槽，圓形的浮動板33位于浮動板槽內(nèi)(浮 動板33相對開口大齒輪32能旋轉(zhuǎn))，浮動板33上固定有第一顎板軸34、第二顎板軸50、第 三顎板軸52，第一顎板軸34、第二顎板軸50、第三顎板軸52均布，第一顎板軸34上套有第 一浮動彈簧35、第一顎板37 (第一顎板37在第一顎板軸34上能上下移動，也可旋轉(zhuǎn))，第 一浮動彈簧35位于第一顎板37與開口大齒輪32之間，第一顎板軸34的上端部設(shè)有限位 塊，限位塊位于第一顎板37的上方；第二顎板軸50上套有第二浮動彈簧、第二顎板38 (第 二顎板38在第二顎板軸50上能上下移動，也可旋轉(zhuǎn))，第二浮動彈簧位于第二顎板38與 開口大齒輪32之間，第二顎板軸50的上端部設(shè)有限位塊，限位塊位于第二顎板38的上方； 第三顎板軸52上套有第三浮動彈簧、第三顎板53 (第三顎板53在第三顎板軸52上能上下 移動，也可旋轉(zhuǎn))，第三浮動彈簧位于第三顎板53與開口大齒輪32之間，第三顎板軸52的 上端部設(shè)有限位塊，限位塊位于第三顎板53的上方；第一顎板37、第二顎板38、第三顎板 53的一面均為弧形面，第一顎板37、第二顎板38、第三顎板53的弧形面上均設(shè)有凸出卡塊 59 (凸出卡塊59與定位叉54配套，定位叉叉住凸出卡塊時，浮動板33不能旋轉(zhuǎn)；第一顎板 37、第二顎板38、第三顎板53用于將鉆桿夾住)；定位液壓缸55的缸體與機(jī)架31固定，定 位液壓缸55的活塞桿與定位叉54固定連接，定位叉54的叉口朝向第一顎板37、第二顎板38、第三顎板53(定位叉54可叉住第一顎板37、第二顎板38或第三顎板53上的凸出卡塊 59)；開口大齒輪32上固定有第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58，第 一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58上均套有滾套47 (滾套能旋轉(zhuǎn)，開口大 齒輪32旋轉(zhuǎn)時，第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58上的滾套均可與第一 顎板37、第二顎板38、第三顎板53接觸，壓迫三個顎板夾緊鉆桿上節(jié)并旋轉(zhuǎn)，)，滾套47內(nèi) 填有鋼珠41，第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58的上端部均與連接板39 固定連接，連接板39上設(shè)有鉆桿插入開口，連接板39上的鉆桿通過孔位于開口 51的上方；機(jī)架31上設(shè)有第一液壓馬達(dá)42、第二液壓馬達(dá)57，第一液壓馬達(dá)42的輸出軸為 第一輸入齒輪軸43，第一輸入齒輪軸43上設(shè)有第一輸入齒輪44，第二液壓馬達(dá)57的輸出 軸為第二輸入齒輪軸56，第二輸入齒輪軸56上設(shè)有第二輸入齒輪，第一輸入齒輪44、第二 輸入齒輪分別與開口大齒輪32、惰輪46相嚙合，惰輪46設(shè)置在機(jī)架31上。如圖17所示，所述的液壓系統(tǒng)包括液壓動力站80、壓力油管66、電磁換向閥67、 順序閥68、梭閥69、第一油管70、第二油管71、第一手動換向閥72、第三油管73、第四油管 74、第五油管75、第六油管76、第二手動換向閥77、第七油管78 ；液壓動力站80包括濾油器 63、油泵64、溢流閥65、液壓油箱79 ；壓力油管66的輸入端與液壓動力站80的輸出相連， 壓力油管66的 輸出端分別與電磁換向閥67、第一手動換向閥72、第二手動換向閥77的壓 力油口相連；電磁換向閥67的輸出口由第一油管70分別第一液壓馬達(dá)42的第一腔、第二 液壓馬達(dá)57的第一腔、梭閥69的第一輸入油口相連，第二油管71的輸入端與壓力油管66 相連通，第二油管71的輸出分別第一液壓馬達(dá)42的第二腔、第二液壓馬達(dá)57的第二腔、梭 閥69的第二輸入油口相連通；梭閥69的輸出油口由第七油管78與順序閥68的輸入油口 相連通，順序閥68的輸出油口由管道與定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55的油 腔相連通(另一段彈簧腔連通大氣)；第一手動換向閥72的輸出口由第三油管73與水平 移動液壓缸3的第一腔相連通，第三油管73上設(shè)有第一液控單向閥，第一液控單向閥的油 控口由分管與第四油管74相連通，第四油管74的輸入端與壓力油管66相連通，第四油管 74的輸出端與水平移動液壓缸3的第二腔相連通；第二手動換向閥77的輸出口由第五油 管75與偏心塊驅(qū)動液壓缸(或稱方形液壓缸)19的第一腔相連通，第五油管75上設(shè)有第 二液控單向閥，第二液控單向閥的油控口由分管與第六油管76相連通，第六油管76的輸入 端與壓力油管66相連通，第六油管76的輸出端與偏心塊驅(qū)動液壓缸19的第二腔相連通。在鉆探過程中需要將若干鉆桿依次連接(或擰開)，連接鉆桿時，下鉗1的偏心塊 驅(qū)動液壓缸19的伸縮，通過同步板23驅(qū)動第一偏心塊8、第二偏心塊16反向旋轉(zhuǎn)，從而推 動第一卡瓦17、第二卡瓦18沿著鉆桿徑向移動，使下鉗夾緊下節(jié)鉆桿；鉆桿的自重，克服預(yù) 緊或沖扣扭矩，防止隨上部鉆桿的擰卸在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動或是打滑。水平移動液壓缸(或稱讓開孔口油缸)3推動上鉗2至鉆桿的孔口，使下鉗1、上鉗 2的軸線在同一直線上從而實(shí)現(xiàn)上下鉆桿的對心，避免絲扣亂扣，延長鉆桿的使用壽命。
上鉗2的液壓馬達(dá)啟動，驅(qū)動開口大齒輪32旋轉(zhuǎn)，帶動第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊 銷軸40、第三鎖緊銷軸58旋轉(zhuǎn)，帶動第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58 旋轉(zhuǎn)到一定位置后壓迫三個顎板夾緊鉆桿上節(jié)并旋轉(zhuǎn)，與下鉗1配合實(shí)現(xiàn)兩節(jié)鉆桿的擰/ 卸，同時補(bǔ)償擰/卸過程中鉆桿軸向的伸縮，避免絲扣在擰/卸過程中的磨損。
上鉗2的工作過程，上鉗2夾緊鉆桿第一液壓馬達(dá)42和第二液壓馬達(dá)57為可雙向回轉(zhuǎn)馬達(dá)，當(dāng)?shù)谝灰簤厚R達(dá)42和第一液壓馬達(dá)57轉(zhuǎn)動時，分別驅(qū)動第一輸入齒輪44和 第二輸入齒輪56，第一輸入齒輪44和第二輸入齒輪56分別與開口大齒輪32嚙合，驅(qū)動開 口大齒輪32回轉(zhuǎn)，開口大齒輪32帶動固定在它上面的第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、 第三鎖緊銷軸58 —起轉(zhuǎn)動，此時浮動板33在定位叉54上的定位銷62作用下處于靜止?fàn)?態(tài)，開口大齒輪32及其上的第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58與浮動板 33及其上的第一顎板軸34、第一顎板37、第二顎板軸50、第二顎板38、第三顎板軸52、第三 顎板53之間有相互運(yùn)動，第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58分別作用在 第一顎板37、第二顎板38、第三顎板53上，使第一顎板37、第二顎板38、第三顎板53繞各 自顎板軸轉(zhuǎn)動，夾緊鉆桿。鉆桿被夾緊后，第一液壓馬達(dá)42和第一液壓馬達(dá)57繼續(xù)轉(zhuǎn)動會 使液壓系統(tǒng)壓力升高，順序閥68會打開，壓力油進(jìn)入定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位 油缸)55的有桿腔，定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55活塞桿縮回，實(shí)現(xiàn)第一液 壓馬達(dá)42和第一液壓馬達(dá)57驅(qū)動第一輸入齒輪44和第二輸入齒輪56，第一輸入齒輪44 和第二輸入齒輪56再將運(yùn)動傳遞給開口大齒輪32及其上的第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷 軸40、第三鎖緊銷軸58，第一鎖緊銷軸36、第二鎖緊銷軸40、第三鎖緊銷軸58將動力傳遞 給第一顎板37、第二顎板38、第三顎板53，最終實(shí)現(xiàn)鉆桿的擰卸。上述第一輸入齒輪44和第二輸入齒輪56分別與惰輪46嚙合，其作用主要是保證 第一輸入齒輪44和第二輸入齒輪56經(jīng)過開口大齒輪32開口 51處，進(jìn)入下一側(cè)嚙合時，始 終保持輪齒的準(zhǔn)確嚙合。上述鉆桿擰卸過程中，兩節(jié)鉆桿之間會產(chǎn)生軸向距離的伸縮，為了補(bǔ)償軸向伸縮 量，設(shè)計(jì)了第一浮動彈簧35、第二浮動彈簧、第三浮動彈簧，保證第一顎板37、第二顎板38、 第三顎板53可分別在第一顎板軸34、第二顎板軸50、第三顎板軸52上移動補(bǔ)償。液壓系統(tǒng)的工作過程，液壓控制系統(tǒng)由三個控制回路組成控制回路一，油泵64經(jīng)過濾油器63從液壓油箱79將液壓油通過壓力油管66輸 出到第一手動換向閥72，經(jīng)第一手動換向閥72通過第三油管73、第四油管74，連接水平移 動液壓缸3。第一手動換向閥72為中位H型的三位四通閥，切換第一手動換向閥72的不 同位置，會改變水平移動液壓缸3進(jìn)油和出油方向，實(shí)現(xiàn)水平移動液壓缸3的伸縮，推動上 鉗2至鉆桿的孔口(或離開鉆桿的孔口)，使下鉗1、上鉗2的軸線在同一直線上從而實(shí)現(xiàn) 上下鉆桿的對心，避免絲扣亂扣，延長鉆桿的使用壽命。第一手動換向閥72與水平移動液 壓缸3之間第三油管73、第四油管74上有一液控單向閥，該液控單向閥鎖定水平移動液壓 缸3活塞桿，保證上鉗2定位可靠。控制回路二，油泵64經(jīng)過濾油器63從液壓油箱79將液壓油通過壓力油管66輸出 到第二手動換向閥77，第二手動換向閥77為中位H型的三位四通閥，切換第二手動換向閥 77的不同位置，會改變偏心塊驅(qū)動液壓缸(或稱方形液壓缸)19進(jìn)油和出油方向，使偏心塊 驅(qū)動液壓缸(或稱方形液壓缸)19的活塞桿伸縮，實(shí)現(xiàn)下鉗1對鉆桿的夾緊或松開。第二 手動換向閥77與偏心塊驅(qū)動液壓缸(或稱方形液壓缸)19之間第五油管75、第六油管76 上有一液控單向閥，該液控單向閥鎖定偏心塊驅(qū)動液壓缸(或稱方形液壓缸)19活塞桿，保 證夾持可靠?？刂苹芈啡?，油泵64經(jīng)過濾油器63從液壓油箱79將液壓油通過壓力油管66輸出到電磁換向閥67，電磁換向閥67為中位H型的三位四通閥，切換電磁換向閥67的不同位 置，驅(qū)動第一液壓馬達(dá)42、第二液壓馬達(dá)57同時正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))，同時通過梭閥69、第七油 管78、順序閥68，實(shí)現(xiàn)定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55的控制?？刂苹芈啡?通過梭閥69與順序閥68組合，實(shí)現(xiàn)了第一液壓馬達(dá)42、第二液壓馬達(dá)57和定位液壓缸55 的順序動作。電磁換向閥67得電動作，第一液壓馬達(dá)42和第二液壓馬達(dá)57同時正轉(zhuǎn)(或 反轉(zhuǎn))，此時順序閥68將定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55進(jìn)油口斷開，定位液 壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55活塞桿在無桿腔彈簧作用下處于伸出狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng) 壓力隨載荷增加升高到一定值時，順序閥68打開，定位液壓缸(或稱 彈簧伸出液壓復(fù)位油 缸)55有桿腔進(jìn)油，定位液壓缸(或稱彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55活塞桿縮回；電磁換向閥 67斷電，回到中位后，第一液壓馬達(dá)42、第二液壓馬達(dá)57停止轉(zhuǎn)動，同時定位液壓缸(或稱 彈簧伸出液壓復(fù)位油缸)55活塞桿在無桿腔彈簧作用下伸出。
權(quán)利要求
一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，其特征在于它包括下鉗(1)、上鉗(2)、水平移動液壓缸(3)，上鉗(2)的機(jī)架的下端部滑塊位于下鉗(1)的下鉗架(5)上的上鉗滑動導(dǎo)槽(6)內(nèi)，水平移動液壓缸(3)的缸體固定在下鉗(1)的下鉗架(5)上的水平移動液壓缸固定板(20)上，水平移動液壓缸(3)的活塞桿與上鉗(2)的機(jī)架的下部鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，其特征在于所述的下 鉗(1)包括下鉗架(5)、卡瓦座、第一偏心塊(8)、第二偏心塊(16)、第一卡瓦(17)、第二卡 瓦(18)、偏心塊驅(qū)動液壓缸(19)、水平移動液壓缸固定板(20)、同步板(23)、偏心塊驅(qū)動液 壓缸架(24)、第一驅(qū)動銷(27)、第二驅(qū)動銷(28)，下鉗架(5)的左端部、右端部沿前后方向 均設(shè)有上鉗滑動導(dǎo)槽(6)，下鉗架(5)的后端部固定有水平移動液壓缸固定板(20)，下鉗架 (5)的前部設(shè)有卡瓦座；卡瓦座由第一擋板(7)、第二擋板(10)、底板組成，第一擋板(7)位 于第二擋板(10)的后側(cè)，第一擋板(7)的下端、第二擋板(10)的下端均分別與底板固定連 接，底板上設(shè)有鉆桿通過孔；第一卡瓦(17)、第二卡瓦(18)均位于第一擋板(7)與第二擋 板(10)之間并擱置在底板上，第一卡瓦(17)位于第二卡瓦(18)的左側(cè)，第一卡瓦(17)的 右端面為內(nèi)凹的弧形面，第二卡瓦(18)的左端面為內(nèi)凹的弧形面，第一卡瓦(17)與第二卡 瓦(18)構(gòu)成鉆桿下夾持腔(13)，底板上的鉆桿通過孔位于鉆桿下夾持腔(13)下方，底板 上的鉆桿通過孔下方的下鉗架(5)上設(shè)有鉆桿通過孔(29)；第一偏心塊(8)位于第一卡瓦 (17)的左側(cè)，第一偏心塊(8)與第一卡瓦(17)相接觸，第一偏心塊由第一偏心塊軸(21)與 第一擋板(7)、第二擋板(10)鉸接；第二偏心塊(16)位于第二卡瓦(18)的右側(cè)，第二偏心 塊(16)與第二卡瓦(18)相接觸，第二偏心塊(16)由第二偏心塊軸(22)與第一擋板(7)、 第二擋板(10)鉸接；偏心塊驅(qū)動液壓缸(19)的缸體固定在偏心塊驅(qū)動液壓缸架(24)上， 偏心塊驅(qū)動液壓缸(19)的活塞桿與同步板(23)鉸接，同步板(23)上沿水平方向設(shè)有長條 狀滑動孔，第一偏心塊(8)上的第一驅(qū)動銷(27)位于長條狀滑動孔內(nèi)，第二偏心塊(16)上 的第二驅(qū)動銷(28)位于長條狀滑動孔內(nèi)；第一偏心塊(8)上設(shè)有第一偏心塊銷滑動長條形孔，第一偏心塊銷(9)穿過第一偏心 塊銷滑動長條形孔，第一偏心塊銷(9)固定在下鉗架(5)上，第二偏心塊(16)上設(shè)有第二 偏心塊銷滑動長條形孔，第二偏心塊銷(15)穿過第二偏心塊銷滑動長條形孔，第二偏心塊 銷(15)固定在下鉗架(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，其特征在于第一卡瓦 (17)的上方設(shè)有第一卡瓦限位銷(11)，第一卡瓦限位銷(11)的前端部與第二擋板(10)固 定連接，第一卡瓦限位銷(11)的后端部與第一擋板(7)固定連接；第二卡瓦(18)的上方設(shè) 有第二卡瓦限位銷(14)，第二卡瓦限位銷(14)的前端部與第二擋板(10)固定連接，第二卡 瓦限位銷(14)的后端部與第一擋板(7)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，其特征在于第一偏心 塊軸(21)的前端部與連桿(12)的左端部鉸接，第二偏心塊軸(22)的前端部與連桿(12) 的右端部鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，其特征在于所述的上 鉗(2)包括下拉板(30)、機(jī)架(31)、開口大齒輪(32)、浮動板(33)、第一顎板軸(34)、第 一浮動彈簧(35)、第一顎板(37)、第二顎板(38)、第一液壓馬達(dá)(42)、第一輸入齒輪(44)、 惰輪(46)、支撐軸承座(48)、支撐軸承(49)、第二顎板軸(50)、第三顎板軸(52)、第三顎板(53)、定位叉(54)、定位液壓缸(55)、第二液壓馬達(dá)(57)，機(jī)架(31)的下端部設(shè)有滑塊 (60)，機(jī)架(31)的上至少固定有2個支撐軸承座(48)，每一支撐軸承座(48)上設(shè)有一支 撐軸承(49)，所有支撐軸承(49)均與開口大齒輪(32)的下端部接觸，開口大齒輪(32)上 設(shè)有開口(51)，開口大齒輪(32)的下端由螺栓與下拉板(30)固定連接，下拉板(30)上至 少設(shè)有2個軸承(61)，軸承與機(jī)架(31)上的凹槽的上面相接觸，下拉板(30)上設(shè)有鉆桿 插入開口，下拉板(30)上的鉆桿通過孔位于開口(51)的下方；開口大齒輪(32)的上端面 設(shè)有圓形的浮動板槽，圓形的浮動板(33)位于浮動板槽內(nèi)，浮動板(33)上固定有第一顎板 軸(34)、第二顎板軸(50)、第三顎板軸(52)，第一顎板軸(34)、第二顎板軸(50)、第三顎板 軸(52)均布，第一顎板軸(34)上套有第一浮動彈簧(35)、第一顎板(37)，第一浮動彈簧 (35)位于第一顎板(37)與開口大齒輪(32)之間，第一顎板軸(34)的上端部設(shè)有限位塊， 限位塊位于第一顎板(37)的上方；第二顎板軸(50)上套有第二浮動彈簧、第二顎板(38)， 第二浮動彈簧位于第二顎板(38)與開口大齒輪(32)之間，第二顎板軸(50)的上端部設(shè)有 限位塊，限位塊位于第二顎板(38)的上方；第三顎板軸(52)上套有第三浮動彈簧、第三顎 板(53)，第三浮動彈簧位于第三顎板(53)與開口大齒輪(32)之間，第三顎板軸(52)的上 端部設(shè)有限位塊，限位塊位于第三顎板(53)的上方；第一顎板(37)、第二顎板(38)、第三 顎板(53)的一面均為弧形面，第一顎板(37)、第二顎板(38)、第三顎板(53)的弧形面上均 設(shè)有凸出卡塊(59)；定位液壓缸(55)的缸體與機(jī)架(31)固定，定位液壓缸(55)的活塞桿 與定位叉(54)固定連接，定位叉(54)的叉口朝向第一顎板(37)、第二顎板(38)、第三顎板 (53)；機(jī)架(31)上設(shè)有第一液壓馬達(dá)(42)、第二液壓馬達(dá)(57)，第一液壓馬達(dá)(42)的輸出 軸為第一輸入齒輪軸(43)，第一輸入齒輪軸(43)上設(shè)有第一輸入齒輪(44)，第二液壓馬達(dá)(57)的輸出軸為第二輸入齒輪軸(56)，第二輸入齒輪軸(56)上設(shè)有第二輸入齒輪，第一輸 入齒輪(44)、第二輸入齒輪分別與開口大齒輪(32)、惰輪(46)相嚙合，惰輪(46)設(shè)置在機(jī) 架(31)上；開口大齒輪(32)上固定有第一鎖緊銷軸(36)、第二鎖緊銷軸(40)、第三鎖緊銷軸(58)，第一鎖緊銷軸(36)、第二鎖緊銷軸(40)、第三鎖緊銷軸(58)上均套有滾套(47)，滾套 (47)內(nèi)填有鋼珠(41)，第一鎖緊銷軸(36)、第二鎖緊銷軸(40)、第三鎖緊銷軸(58)的上端 部均與連接板(39)固定連接，連接板(39)上設(shè)有鉆桿插入開口，連接板(39)上的鉆桿通 過孔位于開口(51)的上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于外平鉆桿的大扭矩液壓擰卸設(shè)備，屬于鉆探機(jī)械領(lǐng)域。一種可讓開孔口的高效液壓擰管機(jī)，其特征在于它包括下鉗、上鉗、水平移動液壓缸，上鉗的機(jī)架的下端部滑塊位于下鉗的下鉗架上的上鉗滑動導(dǎo)槽內(nèi)，水平移動液壓缸的缸體固定在下鉗的下鉗架上的水平移動液壓缸固定板上，水平移動液壓缸的活塞桿與上鉗的機(jī)架的下部鉸接。本發(fā)明的擰管機(jī)適用于外平鉆桿的機(jī)械化擰卸，可實(shí)現(xiàn)對中、旋扣、浮動、沖扣/預(yù)緊全部工藝動作，扭矩大、體積小、工作可靠安全、操作簡單。
文檔編號E21B19/18GK101832114SQ20101016647
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者周紅心, 張國棟, 張琦, 張萌, 曾志軍, 朱文林, 李波, 王玉丹, 王院生, 許華松, 高厚秀 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)