CN106907118A - 离合式钻杆连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合式钻杆连接装置，包括钻杆连接器和液压卡盘；所述钻杆连接器同轴固定于钻进动力箱的主轴，所述液压卡盘用于在钻杆拆卸时夹紧钻杆并带动该钻杆与所述主轴同步转动，该装置将钻杆连接器同液压卡盘组合使用，卡盘采用可离合方式同主轴连接，钻杆的加接由钻杆连接器完成，从而不需要进行水辫的拆卸和加接；而钻杆的拆卸采用卡盘完成，从而简化了钻杆的加接，提高了钻杆加接效率，为实现钻杆的智能化加接提供了技术保障。

Description

离合式钻杆连接装置

技术领域

本发明涉及钻杆卡盘领域，具体是一种离合式钻杆连接装置。

背景技术

卡盘是钻机的一个重要部件，其功能是夹紧钻杆，传递扭矩和推力，驱动钻具实现回转和钻进，因此，卡盘结构的好坏直接关系到钻机使用的可靠性、范围、钻具长度、水辫的加接以及钻机自动化操作的执行。

现有卡盘都是卡盘直接采用连接件刚性与主轴连接，从而将扭矩直接传递给卡盘，采用卡瓦夹持钻杆，无密封功能，冷却水只能通过接长钻杆以及水辫，从而进入工作钻杆，实现冷却水的供给，在钻杆加接时，必须依次采取以下步骤：拆卸水辫-加接钻杆-接上水辫。因此，现有的钻杆卡盘在加接钻杆时，必须完成水辫的拆卸与加接，操作很繁琐，在智能化钻机中，无法实现钻杆的智能化加接与拆卸。

为解决以上问题，需要一种离合式钻杆连接装置，该装置将钻杆连接器同液压卡盘组合使用，卡盘采用可离合方式同主轴连接，钻杆的加接由钻杆连接器完成，从而不需要进行水辫的拆卸和加接；而钻杆的拆卸采用卡盘完成，从而简化了钻杆的加接，提高了钻杆加接效率，为实现钻杆的智能化加接提供了技术保障。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种离合式钻杆连接装置，该装置将钻杆连接器同液压卡盘组合使用，卡盘采用可离合方式同主轴连接，钻杆的加接由钻杆连接器完成，从而不需要进行水辫的拆卸和加接；而钻杆的拆卸采用卡盘完成，从而简化了钻杆的加接，提高了钻杆加接效率，为实现钻杆的智能化加接提供了技术保障。

本发明的离合式钻杆连接装置，包括钻杆连接器和液压卡盘；所述钻杆连接器同轴固定于钻进动力箱的主轴，所述液压卡盘用于在钻杆拆卸时夹紧钻杆并带动该钻杆与所述主轴同步转动；

进一步，所述液压卡盘以可离合的方式接受所述主轴的动力；

进一步，所述液压卡盘包括作为活塞缸的卡盘座、滑动配合于所述卡盘座内的活塞、用于与所述主轴可离合式传动的离合盘、固定连接于所述离合盘的卡瓦套，设置于所述卡瓦套内用于夹紧所述钻杆的卡瓦；所述卡瓦套以轴向固定周向可转动的方式设置于所述活塞内，所述卡瓦的外圆与卡瓦座的内圆为相互配合的圆锥面；

进一步，所述卡瓦与卡瓦套之间通过键连接的方式实现沿周向相对固定，所述离合盘沿径向设有T型槽，所述卡瓦的T形端部滑动配合于所述T型槽；

进一步，所述卡瓦为多个并沿周向均匀分布于所述卡瓦套内，相邻卡瓦之间设有卡瓦复位弹簧，所述离合盘朝向卡瓦的端面设有用于引导所述卡瓦沿径向移动实现夹紧或松开钻杆的导向槽；

进一步，所述卡瓦套端面固定有弹簧支撑座，且弹簧支撑座与卡瓦之间弹顶有轴向复位弹簧，所述轴向复位弹簧的弹性力用于推动卡瓦相对于卡瓦套沿轴向滑动使其松开钻杆；

进一步，所述卡盘座与活塞共同形成双作用液压缸结构；

进一步，所述主轴与离合盘之间通过端面齿进行动力传递；

进一步，所述卡瓦套内设有双向推力球轴承；所述双向推力球轴承的轴圈沿径向向内延伸并外卡于所述卡瓦套的外壁；

进一步，所述钻杆连接器内设有冷却水道，且钻杆连接器采用密封管螺纹与钻杆进行连接。

本发明的有益效果是：本发明的离合式钻杆连接装置，将钻杆连接器同液压卡盘组合使用，在钻杆加接时，直接利用主轴带动钻杆连接器正转，依次加接每一节钻杆，从而不需要进行水辫的拆卸和加接；简化了钻杆的加接过程，提高了钻杆加接效率，为实现钻杆的智能化加接提供了技术保障；在进行钻杆拆卸作业时，利用卡盘夹紧需要拆卸的钻杆，然后利用夹持器夹紧与该钻杆相邻的钻杆，液压卡盘与主轴接合，主轴反转，主轴带动液压卡盘和被卡盘夹紧的钻杆同步反转，最终使该钻杆从相邻的钻杆上拆下。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的工作示意图；

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的工作示意图；图2为本发明的结构示意图；如图所示，本发明的离合式钻杆连接装置，包括钻杆连接器1和液压卡盘；所述钻杆连接器1同轴固定于钻进动力箱的主轴2，所述液压卡盘用于在钻杆拆卸时夹紧钻杆并带动该钻杆与所述主轴2同步转动；本发明的离合式钻杆连接装置，将钻杆连接器1同液压卡盘组合使用，将钻杆连接器同液压卡盘组合使用，在钻杆加接时，直接利用主轴带动钻杆连接器正转，依次加接每一节钻杆，从而不需要进行水辫的拆卸和加接；简化了钻杆的加接过程，提高了钻杆加接效率，为实现钻杆的智能化加接提供了技术保障；在进行钻杆拆卸作业时，利用卡盘夹紧需要拆卸的钻杆，然后利用夹持器夹紧与该钻杆相邻的钻杆，液压卡盘与主轴接合，主轴反转，主轴带动液压卡盘和被卡盘夹紧的钻杆同步反转，最终使该钻杆从相邻的钻杆上拆下。

本实施例中，所述液压卡盘以可离合的方式接受所述主轴2的动力，利用液压装置带动液压卡盘压向主轴2或与主轴2分离，实现主轴2与离合卡盘之间动力的分离与接合，钻进过程中，卡盘同动力头主轴2保持分离状态；在拆卸钻杆时，卡盘同主轴2啮合，同时夹紧钻杆，主轴2将扭矩传递给液压卡盘的卡瓦4，实现钻杆的拆卸。

本实施例中，所述液压卡盘包括作为活塞6缸的卡盘座7、滑动配合于所述卡盘座7内的活塞6、用于与所述主轴2可离合式传动的离合盘3、固定连接于所述离合盘3的卡瓦套5，设置于所述卡瓦套5内用于夹紧所述钻杆的卡瓦4；所述卡瓦套5以轴向固定周向可转动的方式设置于所述活塞6内，所述卡瓦4的外圆与卡瓦4座的内圆为相互配合的圆锥面，其中，卡瓦套5通过螺纹固定有固定座12，利用固定座12带动离合盘3远离主轴2滑动，当卡盘座7A端供油时，实现卡盘的打开以及同主轴2分离，工作过程如下：A端供油，离合盘3、活塞6、卡瓦套5、推力轴承11以及固定座12由左向右移动(如图1的视角)，离合盘3脱开主轴2，卡瓦4在轴向复位弹簧8的作用，继续保持卡瓦4最左端，在卡瓦4在位于其侧面的周向复位弹簧作用下打开，在工作过程中，卡瓦4沿离合盘3端面T型槽移动，实现卡瓦4的打开、合拢以及载荷的传递。B端供油时，离合盘3、活塞6、卡瓦套5、推力轴承11以及固定座12由右向左移动，离合盘3首先与主轴2开始啮合，当啮合完毕后，活塞6继续向左移动，除卡瓦4、啮合盘以及卡瓦4周向复位弹簧不移动外，其余继续向左移动，卡瓦套5压缩卡瓦4，径向收缩，从而实现钻杆夹紧。

本实施例中，所述卡瓦4与卡瓦4座之间通过键传递动力，卡瓦4座内圆锥面和卡瓦4的外圆锥面上设有键槽，卡瓦4和卡瓦套5之间通过键实现周向的传动，其中卡瓦4座的键槽长度应保证卡瓦4能够沿卡瓦4座轴向往复移动。

本实施例中，所述卡瓦4与卡瓦套5之间通过键连接的方式实现沿周向相对固定，其中卡瓦座套上的键槽长度应保证卡瓦4能够沿卡瓦套轴向往复移动。所述离合盘3沿径向设有T型槽14，所述卡瓦4的T形端部滑动配合于所述T型槽14，卡瓦3在T型槽14的引导下能够沿径向移动，实现卡瓦4的夹紧或松弛。

本实施例中，所述卡瓦4为多个并沿周向均匀分布于所述卡瓦套5内，相邻卡瓦4之间设有卡瓦复位弹簧10，所述离合盘3朝向卡瓦4的端面设有用于引导所述卡瓦4沿径向移动实现夹紧或松开钻杆的导向槽；因此，当卡瓦4相对于卡瓦4座向右移动时，沿周向分布的卡瓦4在卡瓦复位弹簧10的作用下沿径向张开，使之与钻杆松脱。

本实施例中，所述卡瓦套5端面固定有弹簧支撑座9，且弹簧支撑座9与卡瓦4之间弹顶有轴向复位弹簧8，所述轴向复位弹簧8的弹性力用于推动卡瓦4相对于卡瓦套5沿轴向滑动使其松开钻杆，当液压油从卡盘座7A端进入时，活塞6带动卡瓦套5向右移动，卡瓦4在轴向复位弹簧8的作用下将相对于卡瓦套5向左滑动，实现卡瓦4的松弛。

本实施例中，所述卡盘座7与活塞6共同形成双作用液压缸结构，作为缸体的卡盘座7具有两个进油端，两个进油端分别连通活塞6的左右两侧，交替向两个进油端供应液压油可以驱动活塞6往复移动。

本实施例中，所述主轴2与离合盘3之间通过端面齿进行动力传递，端面齿形成在主轴2端面和离合盘3端面上，二者啮合实现动力传递。

本实施例中，所述卡瓦套5内设有双向推力球轴承11；所述双向推力球轴承11的轴圈沿径向向内延伸并外卡于所述卡瓦套5的外壁，双向推力球轴承11能够向卡瓦套5施加双向的轴向推力，另外，双向推力球轴承11的轴圈沿径向向内延伸形成凸环，该凸环卡在卡瓦套5与固定座12之间形成的凹槽内。

本实施例中，所述钻杆连接器1内设有冷却水道，且钻杆连接器1采用密封管螺纹与钻杆进行连接，钻杆同连接器1是采用相匹配的密封管螺纹进行连接，既实现载荷的传递，同时也实现冷却水的密封，冷却水通过主轴2、钻杆连接器1进入钻杆。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种离合式钻杆连接装置，其特征在于：包括钻杆连接器和液压卡盘；所述钻杆连接器同轴固定于钻进动力箱的主轴，所述液压卡盘用于在钻杆拆卸时夹紧钻杆并带动该钻杆与所述主轴同步转动。

2.根据权利要求1所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述液压卡盘以可离合的方式接受所述主轴的动力。

3.根据权利要求2所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述液压卡盘包括作为活塞缸的卡盘座、滑动配合于所述卡盘座内的活塞、用于与所述主轴可离合式传动的离合盘、固定连接于所述离合盘的卡瓦套，设置于所述卡瓦套内用于夹紧所述钻杆的卡瓦；所述卡瓦套以轴向固定周向可转动的方式设置于所述活塞内，所述卡瓦的外圆与卡瓦座的内圆为相互配合的圆锥面。

4.根据权利要求3所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述卡瓦与卡瓦套之间通过键连接的方式实现沿周向相对固定，所述离合盘沿径向设有T型槽，所述卡瓦的T形端部滑动配合于所述T型槽。

5.根据权利要求3所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述卡瓦为多个并沿周向均匀分布于所述卡瓦套内，相邻卡瓦之间设有卡瓦复位弹簧，所述离合盘朝向卡瓦的端面设有用于引导所述卡瓦沿径向移动实现夹紧或松开钻杆的导向槽。

6.根据权利要求5所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述卡瓦套端面固定有弹簧支撑座，且弹簧支撑座与卡瓦之间弹顶有轴向复位弹簧，所述轴向复位弹簧的弹性力用于推动卡瓦相对于卡瓦套沿轴向滑动使其松开钻杆。

7.根据权利要求3所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述卡盘座与活塞共同形成双作用液压缸结构。

8.根据权利要求3所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述主轴与离合盘之间通过端面齿进行动力传递。

9.根据权利要求3所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述卡瓦套内设有双向推力球轴承；所述双向推力球轴承的轴圈沿径向向内延伸并外卡于所述卡瓦套的外壁。

10.根据权利要求3所述的离合式钻杆连接装置，其特征在于：所述钻杆连接器内设有冷却水道，且钻杆连接器采用密封管螺纹与钻杆进行连接。