CN105156041B - 全回转钻机及其套管夹紧机构 - Google Patents

Abstract

套管夹紧机构包括底盘、两个第一连杆、两个第二连杆、夹紧驱动装置及夹持臂。该两个第一连杆的第一端与该底盘通过销轴铰接，该两个第二连杆的第一端与该夹持臂通过销轴铰接，该两个第一连杆的第二端和该两个第二连杆的第二端通过销轴分别与该夹紧驱动装置的相对两端铰接，该夹持臂于远离该夹紧驱动装置的一侧形成用于夹持该套管的夹持面，该夹紧驱动装置用于驱动该两个第一连杆和该两个第二连杆带动该夹持臂朝向该套管移动实现对该套管进行夹紧。本发明还提供一种具有该套管夹紧机构的全回转钻机。

Description

全回转钻机及其套管夹紧机构

技术领域

本发明涉及全回转钻机，且特别是涉及一种全回转钻机及其套管夹紧机构。

背景技术

全回转钻机在进行套管拔出工序施工时，为防止套管下滑沉入孔内造成施工事故，主夹紧装置与副夹紧装置需交替对套管实施夹紧动作，以确保套管随时处于被夹紧状态。由于主夹紧装置采用了楔形块夹紧的结构，夹紧油缸的力被放大，很容易实现对套管的夹紧。而副夹紧装置受结构尺寸限制，无法做到楔形结构夹紧，同时夹紧驱动装置夹紧动作时为小腔供油，液压油作用面积小，所以只好采用增加夹紧驱动装置本体结构尺寸的方式来达到增大夹紧力的目的，导致副油缸自身体积偏大且制造成本高，同时给安装和使用造成了困难。

图1是现有一种全回转钻机的主视结构示意图。图2是图1所示全回转钻机的副夹紧装置与底座的立体结构示意图。图3是图2所示副夹紧装置的平面结构示意图。请参阅图1至图3，该全回转钻机包括底座1、设置于该底座1上的驱动平台2及设置于该驱动平台2上的夹具平台3。该底座1内设置有副夹紧装置5。该副夹紧装置5包括夹持臂51与夹紧驱动装置53。该夹持臂51包括第一夹持臂511、第二夹持臂512及第三夹持臂513。该第二夹持臂512与该第一夹持臂511及该第三夹持臂513通过销轴相互连接。该第一夹持臂511与该第三夹持臂513分别与该夹紧驱动装置53的相对两端的关节轴承连接。在该夹紧驱动装置53的驱动下，该第一夹持臂511和该第三夹持臂513围绕与该第二夹持臂512连接的销轴转动，以夹紧或松开套管(图未示)。具体的，当该夹紧驱动装置53大腔供油时，该夹紧驱动装置53伸出，使得该副夹紧装置5松开套管；当该夹紧驱动装置53小腔供油时，该夹紧驱动装置53缩回，使得该副夹紧装置5夹紧套管。

由于副夹紧装置5受结构尺寸限制，无法做到楔形结构夹紧，同时夹紧驱动装置53夹紧动作时为小腔供油，液压油作用面积小，所以只好采用增加夹紧驱动装置53本体结构尺寸的方式来达到增大夹紧力的目的，造成夹紧驱动装置53自身体积偏大，既增加了副夹紧装置5的制造成本又未发挥出夹紧驱动装置53的性能，同时给安装和使用造成了额外的负担。另外，该夹持臂51由三个夹持臂511、512、513通过销轴连接而成，为保证该三个夹持臂511、512、513同心，对销轴连接孔的位置要求很高，导致制造加工精度要求高，不利于降低设备制造成本。

发明内容

本发明提供了一种全回转钻机及其套管夹紧机构，其可以减小夹紧驱动装置的结构尺寸，降低成本，同时具有较好的夹紧效果。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种套管夹紧机构，用于夹紧套管。该套管夹紧机构包括底盘、两个第一连杆、两个第二连杆、夹紧驱动装置及夹持臂。该两个第一连杆的第一端与该底盘通过销轴铰接，该两个第二连杆的第一端与该夹持臂通过销轴铰接。该两个第一连杆的第二端和该两个第二连杆的第二端通过销轴分别与该夹紧驱动装置的相对两端铰接，该夹持臂于远离该夹紧驱动装置的一侧形成用于夹持该套管的夹持面，该夹紧驱动装置用于驱动该两个第一连杆和该两个第二连杆带动该夹持臂朝向该套管移动实现对该套管进行夹紧。

在本发明较佳实施例中，该两个第一连杆分别铰接连接于该底盘的相对两端，该两个第二连杆分别铰接连接于该夹持臂的相对两端。

在本发明较佳实施例中，该夹紧驱动装置的一端与其中一个第一连杆的第二端及其中一个第二连杆的第二端铰接连接，该夹紧驱动装置的另一端与另一个第一连杆的第二端及另一个第二连杆的第二端铰接连接。

在本发明较佳实施例中，该夹紧驱动装置为夹紧油缸或者夹紧气缸。

在本发明较佳实施例中，该夹紧驱动装置包括缸筒和可相对该缸筒伸缩的伸缩杆，该伸缩杆的端部通过销轴与其中一个第一连杆的第二端及其中一个第二连杆的第二端铰接连接，该缸筒远离该伸缩杆的端部与另一个第一连杆的第二端及另一个第二连杆的第二端铰接连接。

在本发明较佳实施例中，该夹紧驱动装置为丝杠传动装置。

在本发明较佳实施例中，该夹持臂对该套管处于夹紧状态时，每一第二连杆的中心线与水平线之间的夹角α大于0°，每一第二连杆的中心线与该夹紧驱动装置的中心线之间的夹角β大于90°。

在本发明较佳实施例中，该夹角α为10～30°，该夹角β为100～120°。

一种全回转钻机，包括底座以及套管，该底座内设置有上述的套管夹紧机构，该两组套管夹紧机构用于从该套管的相对两侧对该套管进行夹紧。

在本发明较佳实施例中，该全回转钻机还包括位于该底座上的驱动平台以及位于该驱动平台上的夹具平台。

本发明的有益效果是，本发明的夹紧驱动装置产生的推力可通过该第一连杆与该第二连杆传递到该夹持臂上，使该夹持臂朝向该套管移动，从而夹紧或松开该套管。由于该第一连杆与该第二连杆可增大该推力，具有较好的夹紧效果，在达到相同夹持力的情况下，本发明的夹紧驱动装置可具有较小的结构尺寸，有利于降低制造成本，并便于安装与维修，同时也有利于降低制造加工精度的要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述全回转钻机和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1是现有一种全回转钻机的主视结构示意图。

图2是图1所示全回转钻机的底座与副夹紧装置的立体结构示意图。

图3是图2所示全回转钻机的副夹紧装置的平面结构示意图。

图4是本发明较佳实施例的全回转钻机的主视结构示意图。

图5是图4所示全回转钻机的副夹紧装置的平面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的全回转钻机及其套管夹紧机构的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图4，本发明较佳实施例的全回转钻机100包括底座10、位于该底座10上的驱动平台20及设置于该驱动平台20上的夹具平台30。

请进一步参阅图5，该底座10内设置有用于夹紧套管50的夹紧机构40，该夹紧机构40可夹紧或松开该套管50。本实施例中，该底座10内设置有两组位于该套管50相对两侧的夹紧机构40。

每组夹紧机构40均包括底盘41、两个第一连杆42、两个第二连杆43、夹紧驱动装置44及夹持臂45。

该两个第一连杆42的第一端与该底盘41通过连杆销轴46铰接。该两个第二连杆43的第一端与该夹持臂45通过连杆销轴47铰接。该第一连杆42与该第二连杆43的长度均可为400～700mm。

具体地，该两个第一连杆42通过连杆销轴46分别铰接连接于该底盘41的相对两端。该两个第二连杆43通过连杆销轴47分别铰接连接于该夹持臂45的相对两端。

该两个第一连杆42的第二端和该两个第二连杆43的第二端通过油缸销轴48分别与该夹紧驱动装置44的相对两端铰接。也就是说，该夹紧驱动装置44的相对两端通过油缸销轴48分别与该两个第一连杆42的第二端及该两个第二连杆43的第二端铰接连接，即该夹紧驱动装置44的一端通过油缸销轴48与其中一个第一连杆42的第二端及其中一个第二连杆43的第二端铰接连接，该夹紧驱动装置44的另一端通过油缸销轴48与另一个第一连杆42的第二端及另一个第二连杆43的第二端铰接连接。

具体地，该夹紧驱动装置44包括缸筒442和可相对该缸筒442伸缩的伸缩杆441，该伸缩杆441的端部通过油缸销轴48与其中一个第一连杆42的第二端及其中一个第二连杆43的第二端铰接连接，该缸筒442远离该伸缩杆441的端部通过油缸销轴48与另一个第一连杆42的第二端及另一个第二连杆43的第二端铰接连接。

该夹紧驱动装置44可为夹紧油缸或者夹紧气缸。

可以理解的，该夹紧驱动装置44还可为丝杠传动装置。

该夹持臂45远离该夹紧驱动装置44的一侧形成弧形的夹持面450，用于夹持该套管50。当两组夹紧机构40的夹紧驱动装置44同时伸出时，该夹紧驱动装置44通过该第一连杆42和该第二连杆43推动该夹持臂45对该套管50进行夹紧；当该夹紧驱动装置44收缩时，该夹紧驱动装置44松开对该套管50的夹紧。

可以理解的，该夹持臂45对该套管50处于夹紧状态时，每一第二连杆43的中心线与水平线X之间的夹角α越小，该副夹紧装置40对该套管50施加的夹紧力或该夹紧驱动装置44所产生的推力越大，其中，该夹角α大于0°。优选的，该夹角α可为10～30°。也就是说，每一第二连杆43的中心线与该夹紧驱动装置44的中心线之间的夹角β越小时，该副夹紧装置40对该套管50施加的夹紧力或该夹紧驱动装置44所产生的推力越大，其中，该夹角β大于90°。优选的，该夹角β可为100～120°。

可以理解的，可根据实际所需的夹紧力的大小，来设置该夹角α或该夹角β的大小，以调整该夹持臂45对套管50的夹紧力。

可以理解的，可通过改变该第一连杆42与该第二连杆43的长度，来设置该夹角α或该夹角β的大小，从而调整该夹持臂45对套管50的夹紧力。具体的，该夹紧驱动装置44带动该第一连杆42、该第二连杆43及夹持臂45沿靠近该套管50的方向水平移动，以使该夹持臂45夹紧该套管50，当该第一连杆42与该第二连杆43的长度较长时，该夹紧驱动装置44、该第一连杆42、该第二连杆43及夹持臂45的水平移动的距离较短，即可使该夹持臂45夹紧该套管50，也就是说，该夹紧驱动装置44推动该第一连杆42、该第二连杆43及夹持臂45的时间较短，此时该夹角α与该夹角β较大；该第一连杆42与该第二连杆43的长度较短时，该夹紧驱动装置44、该第一连杆42、该第二连杆43及夹持臂45的水平移动的距离较长，才可使该夹持臂45夹紧该套管50，也就是说，该夹紧驱动装置44推动该第一连杆42、该第二连杆43及夹持臂45的时间较长，此时该夹角α与该夹角β较小。

该夹紧驱动装置44小腔供油时，该夹紧驱动装置44收回，并通过该第一连杆42与该第二连杆43带动夹持臂45沿远离套管50的方向移动，从而使得该夹持臂45松开该套管50；该夹紧驱动装置44大腔供油时，该夹紧驱动装置44伸出，并通过该第一连杆42与该第二连杆43带动夹持臂45沿朝向该套管50的方向运动，从而使该夹持臂45夹紧该套管50。该夹紧驱动装置44在底盘41与该夹持臂45处于未被固定的浮动状态，当该夹紧驱动装置44被供油时，可以同时推动该夹紧驱动装置44相对两端的两组连杆机构，从而对该夹持臂45朝向套管50施加较为均衡的夹持力。

该第一连杆42、该第二连杆43及该夹紧驱动装置44之间的受力形式为二力杆受力结构。该二力杆受力结构能够保证该副夹紧装置40工作时，将夹紧驱动装置44产生的推力或拉力通过该第一连杆42与该第二连杆43传递到该夹持臂45上，使该夹持臂45可沿水平方向移动，从而夹紧或松开该套管50。

进一步地，该夹紧驱动装置44通过大腔的推力来完成该夹持臂45对套管50的夹紧动作，且该第一连杆42与该第二连杆43可增大该推力。也就是说，该二力杆受力结构可增大该夹持臂45对该套管50的夹持力，具有较好的夹紧效果，在达到相同夹持力的情况下，本发明的夹紧驱动装置44可具有较小的结构尺寸，降低夹紧驱动装置44的制造成本，并便于安装与维修。

进一步地，该副夹紧装置40不再像现有技术采用通过销轴连接而成的三个夹持臂511、512、513(图3)进行夹紧，降低了制造加工精度的要求，利于降低设备制造成本。

可以理解的，相较于现有的夹紧驱动装置53(图3)，本发明的该第一连杆42与该第二连杆43可将该夹紧驱动装置44的推力增大40～60倍。

可以理解的，该夹紧驱动装置44也可使用夹紧气缸或者丝杠传动装置替代，只要能够推动该第一连杆42与该第二连杆43带动夹持臂45朝向套管50水平移动以对套管50进行夹紧即可。因此，该夹紧驱动装置、夹紧气缸、或丝杠传动装置也可以称之为夹紧驱动装置。

本发明的该副夹紧装置40中的该第一连杆42与该第二连杆43可增大该夹紧驱动装置44对该夹持臂45的推力，从而放大该夹持臂45对该套管50的加持力，使得本发明的该夹紧驱动装置44在设计为较小的结构尺寸时，仍使该夹持臂45夹紧该套管50。该夹紧驱动装置44具有较低的制造成本，结构简单、并便于安装与维修，提高了该副夹紧装置40的工作稳定性。

以上对本发明所提供的全回转钻机及其套管夹紧机构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种套管夹紧机构(40)，用于夹紧套管(50)，其特征在于，该套管夹紧机构(40)包括底盘(41)、两个第一连杆(42)、两个第二连杆(43)、夹紧驱动装置(44)及夹持臂(45)，该两个第一连杆(42)的第一端与该底盘(41)通过销轴(46)铰接，该两个第二连杆(43)的第一端与该夹持臂(45)通过销轴(47)铰接，该两个第一连杆(42)的第二端和该两个第二连杆(43)的第二端通过销轴(48)分别与该夹紧驱动装置(44)的相对两端铰接，该夹持臂(45)于远离该夹紧驱动装置(44)的一侧形成用于夹持该套管(50)的夹持面(450)，该夹紧驱动装置(44)用于驱动该两个第一连杆(42)和该两个第二连杆(43)带动该夹持臂(45)朝向远离该底盘(41)的方向移动实现对该套管(50)的一侧进行夹紧。

2.如权利要求1所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该两个第一连杆(42)分别铰接连接于该底盘(41)的相对两端，该两个第二连杆(43)分别铰接连接于该夹持臂(45)的相对两端。

3.如权利要求2所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该夹紧驱动装置(44)的一端与其中一个第一连杆(42)的第二端及其中一个第二连杆(43)的第二端铰接连接，该夹紧驱动装置(44)的另一端与另一个第一连杆(42)的第二端及另一个第二连杆(43)的第二端铰接连接。

4.如权利要求1所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该夹紧驱动装置(44)为夹紧油缸或者夹紧气缸。

5.如权利要求4所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该夹紧驱动装置(44)包括缸筒(442)和可相对该缸筒(442)伸缩的伸缩杆(441)，该伸缩杆(441)的端部通过销轴(48)与其中一个第一连杆(42)的第二端及其中一个第二连杆(43)的第二端铰接连接，该缸筒(442)远离该伸缩杆(441)的端部与另一个第一连杆(42)的第二端及另一个第二连杆(43)的第二端铰接连接。

6.如权利要求1所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该夹紧驱动装置(44)为丝杠传动装置。

7.如权利要求1所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该夹持臂(45)对该套管(50)处于夹紧状态时，每一第二连杆(43)的中心线与水平线(X)之间的夹角α大于0°，每一第二连杆(43)的中心线与该夹紧驱动装置(44)的中心线之间的夹角β大于90°。

8.如权利要求7所述的套管夹紧机构(40)，其特征在于，该夹角α为10～30°，该夹角β为100～120°。

9.一种全回转钻机(100)，包括底座(10)以及套管(50)，其特征在于，该底座(10)内设置有两组如权利要求1至8任一项所述的套管夹紧机构(40)，该两组套管夹紧机构(40)用于从该套管(50)的相对两侧对该套管(50)进行夹紧。

10.如权利要求9所述的全回转钻机(100)，其特征在于，该全回转钻机(100)还包括位于该底座(10)上的驱动平台(20)以及位于该驱动平台(20)上的夹具平台(30)。