CN118375402A - 一种驱动装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本申请公开了液压顶驱领域中的一种驱动装置，用来夹紧深井钻机用的套管，间隔设置的上支撑组件和下支撑组件，所述上支撑组件和下支撑组件之间套设有驱动套，所述下支撑组件抵接所述驱动套下端部；多个夹紧组件，多个夹紧组件周向布置于所述上支撑组件和下支撑组件之间的驱动套上，所述夹紧组件两端对应连接所述上支撑组件和下支撑组件；多个驱动件，多个所述驱动件连接在所述上支撑组件和下支撑组件之间，所述驱动件上下移动所述上支撑组件，以使多个夹紧组件移动夹紧或释放所述驱动套内的套管；本申请中在上下两个支撑组件之间设置夹紧组件，通过驱动件带动上支撑组件移动，使得夹紧组件对驱动套内的套管夹紧和释放。

Description

一种驱动装置及工程机械

技术领域

本申请涉及液压顶驱技术领域，尤其涉及一种驱动装置。

背景技术

目前，国内现有深井钻机套管施工均采用钻孔后再下套管或者冲击随钻跟管这两种施工方案，前者存在孔壁坍塌的风险，后者存在地层适应性差，卡套管、套管损坏等风险，对地表覆盖层和强涌水地层钻进适应性差，严重影响深孔钻进的效率。

因此需要深井钻机用套管驱动装置，实现钻杆与套管同步转进，其主要作用有以下两点：一、在松散层，套管驱动前与钻头，有效避免松散层坍塌的风险；二、在卵石层，钻头前与套管驱动，有效避免套管损坏、偏斜等风险，保证作业安全性，如何实现套管驱动装置中的套管有效锁紧固定是我们需要解决的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种深井钻机用套管驱动装置，以解决现有技术套管不能有效锁紧，导致不能并配合钻杆的相对位置的改变，而出现套管的损坏、偏斜缺陷。

为解决上述技术问题，本申请是采用下述技术方案实现的：

第一方面，一种驱动装置，用于夹紧深井转机用的套管，其包括

间隔设置的上支撑组件和下支撑组件，所述上支撑组件和下支撑组件之间套设有驱动套，所述下支撑组件抵接所述驱动套下端部；

多个夹紧组件，多个夹紧组件周向布置于所述上支撑组件和下支撑组件之间的驱动套上，所述夹紧组件两端对应连接所述上支撑组件和下支撑组件；

多个驱动件，多个所述驱动件连接在所述上支撑组件和下支撑组件之间，所述驱动件上下移动所述上支撑组件，以使多个夹紧组件移动夹紧或释放所述驱动套内的套管。

本申请进一步的方案，所述上支撑组件包括套设于所述驱动套外的上轴承座，上轴承座内设轴承，所述轴承和驱动套之间设有滑套，所述上轴承座和所述滑套顶部通过上压盖密封。

更进一步的方案，所述上轴承座面向下支撑组件的一侧还固定有导向压套，导向压套和所述驱动套滑动配合。

更进一步的方案，所述下支撑组件包括的支撑环和下轴承座，所述支撑环抵接所述驱动套底部且与所述夹紧组件外部固定，所述下轴承座内的轴承贴合所述支撑环外圈，并通过下压盖密封。

更进一步的方案，所述夹紧组件包括楔块座、楔块，楔块置于楔块座内，所述楔块座和支撑环连接，且楔块座内设有和楔块斜度相配的斜面，所述楔块连接所述导向压套。

更进一步的方案，所述楔块的斜面上固定有滑板，楔块的另一面固定有保持块，所述楔块底部设有限位所述牙板的挡块。

更进一步的方案，所述保持块背离所述楔块的一侧镶嵌有牙板，所述驱动套上设有和所述牙板配合使用的通槽，所述通槽和所述挡块的底部均设有相匹配的斜面。

更进一步的方案，所述楔块和所述导向压套之间还安装有连杆总成，所述连杆总成缓冲所述驱动件的输出力；

所述连杆总成包括连杆、连杆套以及碟簧，所述碟簧置于所述连杆套一个腔室内，所述连杆一端转过碟簧并置于所述连杆套另一个腔室和所述连杆套固定，且所述碟簧一端连接所述连杆套，另一端连接所述连杆，所述连杆转动连接所述导向压套，所述连杆套转动连接所述楔块。

本申请进一步的方案，所述夹紧组件和所述驱动件均等距安装在所述上支撑组件和下支撑组件之间。

第二方面，一种工程机械，其包括上述的驱动装置。

与现有技术相比，本申请所达到的有益效果：

本申请中在上下两个支撑组件之间设置夹紧组件，通过驱动件带动上支撑组件移动，使得夹紧组件对驱动套内的套管夹紧和释放，实际生产中上支撑组件连接钻机工作部，驱动套上端同减速箱主轴连接，钻头置于套管内，增对不同地质环境，对套管进行夹紧，并控制套管和钻头相对位置，实现高效、安全的钻井作业，有效防止松散层坍塌和套管损坏、偏斜的风险。

其中夹紧组件包括连杆总成和可移动的楔块组成，连杆总成中的碟簧具有缓冲作用，避免驱动件带动楔块直接刚性接触套管，对套管具有较强的保护性能，同时减少驱动件受到的反作用力，增强驱动件的使用年限。

附图说明

图1为本申请实施例1的装配总图的纵向剖视图；

图2为本申请实施例1中夹持楔块爆炸结构示意图；

图3为本申请实施例1中连杆总成爆炸结构示意图；

图4为本申请实施例2在常规或硬地层工作状态示意图；

图5为本申请实施例2在松散地层工作状态示意图；

其中

1、油杯一；2、下轴承座；3、螺钉一；4、夹持楔块；5、连杆总成；6、销轴一；7、上轴承座；8、油杯二；9、轴承；10、上压盖；11、滑套；12、驱动套；13、密封一；14、螺栓一；15、导向环；16、销轴二；17、螺钉二；18、导向压套；19、驱动缸；20、楔块座；21、密封二；22、螺栓二；23、下压盖；24、螺栓三；25、密封三；26、支撑环；27、卡环；28、档环；29、档板；30、螺钉三，4-1、挡块；4-2、牙板；4-3、保持块；4-4、楔块；4-5、螺钉四；4-6、螺栓四；4-7、滑板；4-8、键；4-9、螺钉五；5-1、轴套一；5-2、碟簧；5-3、连杆套；5-4、轴套二；5-5、螺栓五；5-6、连接块；5-7、连杆；

31、顶驱；32、排渣装置；33、套管；34、动力箱体；35、钻杆；36钻头。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

实施例1

参考附图1和5，本身申请公开了一种驱动装置，此种驱动装置针对深井钻机用的套管33的进行使用，实现对套管33的夹紧和释放，以满足钻机在不同地址环境中的选择性的作业，此驱动装置包括间隔设置的上支撑组件和下支撑组件和6个夹紧组件以及3个驱动件19，驱动件19带动夹紧组件运动对驱动套12中的套管夹紧作业，上支撑组件套设在驱动套12外，支撑组件抵接驱动套12下端部；多个夹紧组件周向布置于上支撑组件和下支撑组件之间的驱动套12管体上，夹紧组件两端对应连接上支撑组件和下支撑组件；3个所述驱动件19连接在上支撑组件和下支撑组件之间，驱动件19上下移动上支撑组件，以使6个夹紧组件移动周向夹紧或释放所述驱动套12内的套管33。

下面结合附图以及现有技术对本装置进行详细的说明：

附图1中可全面的看出装置的内部细节和零件的安装位置，本实施例中的上支撑组件包括套设在驱动套12外的上轴承座7，上轴承座7侧面设置有油杯二8，上轴承座7内设轴承9，轴承9外设有密封一14，轴承9和驱动套12之间设置有滑套11，上轴承座7和所述滑11顶部通过上压盖10密封，压盖10上设置有螺栓一14，其中上轴承座7面向下支撑组件的一侧还固定有导向压套18，导向压套18和驱动套12滑动配合，导向压套18和滑套11之间通过螺钉二17连接，导向压套18和滑套11的内环还安装有导向环15。

下支撑组件包括支撑环26和下轴承座2，下轴承座2外侧设有油杯一1，下轴承座2中的轴承外侧设有密封三25，支撑环26抵接驱动套12底部且与夹紧组件外部固定，下轴承座2内的轴承贴合支撑环26外圈，并通过下压盖23配合螺钉三30密封，支撑环26和驱动套12外壁之间还设置有卡环27，下压盖23底部通过螺栓三24固定有档板29。

结合附图1和2，本实施例中夹紧组件包括楔块座20、楔块4-4、连杆总成5；连杆总成5一端转动连接导向压套18，另一端转动连接楔块座20，楔块座20固定在支撑环26上，楔块座20面向驱动套12一侧设有楔形槽，楔块4-4置于楔块座20内，且楔块座20内设有和楔块4-4斜度相配的斜面，楔块4-4在斜面上滑动，

其中楔块4-4斜面上固定有滑板4-7，楔块4-4的另一面固定有保持块4-3，楔块4-4底部设有限位所述牙板4-2的挡块4-1，这里的保持块4-3和滑板4-7通过一根螺栓四4-6固定在楔块4-4的两侧，滑板4-7通过螺钉四4-5加强固定在楔块4-4上，楔块4-4的相对侧面还安装有键4-8，保持块4-3一侧设有与楔块4-4配合的多组横向止口及纵向止口，用于保持块4-3配合承载，保持块4-3另一侧开设有两个安装槽，安装槽容纳有牙板4-2，牙板4-2用来固定驱动套12，驱动套12上设有和牙板4-2配合使用的通槽，楔块4-4底部通过螺钉五4-9固定有限位牙板4-2的挡块4-1，优选的，通槽和挡块4-1的底部均设有相匹配的斜面。

参考附图3和2，本实施例的连杆总成5具有缓冲功能，用来缓冲驱动件9的输出力，连杆总成5包括连杆5-7、连杆套5-3以及碟簧5-3，碟簧5-3起到缓冲的作用，碟簧5-3置于连杆套5-3左侧的腔室内，连杆5-7一端穿过碟簧5-3并置于连杆套5-3右侧的腔室和连杆套5-3固定，这里使用螺栓五5-5和连接块5-6固定连杆套5-3和连杆5-7，其中碟簧5-3一端连接连杆套5-3，另一端连接连杆5-7，连杆5-7转动连接导向压套18，连杆套5-3通过转动连接楔块4-4，连杆5-7和连杆套5-3转动均通过销轴一6和销孔实现，连杆5-7的销孔中设有轴套一5-1，连杆5-7的销孔中设有轴套二5-4，驱动件19工作时，拉动上轴承座7下移，连杆套5-3被压缩，同时碟簧5-3形变缓冲，此过程中楔块4-4在楔块座20滑动下移，直至牙板4-2置于驱动套12上的通槽，此时驱动套12内的套管33被锁紧。

本实施例中的螺钉和螺栓使用时均配合垫圈使用，减少螺钉、螺栓松动的可能，下轴承座2和楔块座20支架设有密封二21，提高装置的密闭性，支撑环26的沉槽内设有档环28，并通过螺栓二22固定。

优选的，本实施中的驱动件19使用液压油缸，液压油缸的液压杆通过销轴二16连接上轴承座7，液压油缸的缸体通过销轴二16连接下轴承座2。

实施例2

本申请还提供了一个工程机械，例如深井钻机，此深井钻机上安装有上述实施例中的驱动装置。

本装置的使用过程及原理：

深井钻机用套管驱动装置的工作原理如下：

夹紧时，启动液压油缸（驱动件19）收缩带动上轴承座7沿驱动套12外壁下移，通过连杆总成5挤压带动楔块4-4夹持驱动套12内的套管33，由于楔块4-4上的牙板4-2结构部分进入驱动套12的槽口，可以自夹紧。

释放过程，此驱动装置执行上述操作的逆运动。

观察附图4和5，使用安装时，由上至下连接顶驱31、排渣装置32；动力箱体34、套管驱动（本申请的结构），套管驱动内夹紧有套管33，套管33顶端连接排渣装置32，顶驱31上安装带有钻头36的钻杆35，钻杆34穿过排渣装置沿套管12管内布置，顶驱连接工程机械的驱动端。（上述的安装过程为常规、成熟的现有技术，这里不在赘述），

遇到常规或硬地层时，顶驱31与套管驱动装置配合，钻头36超前于套管33，顶驱31驱动钻杆31及钻头36进行超前破岩，动力箱体34驱动套管驱动装置带动套管12跟随护壁，有效避免套管12损坏、偏斜等风险；

遇到松散地层时，顶驱31与套管驱动装置配合，排渣装置32伸出，套管33超前于钻头36，动力箱体34驱动套管驱动装置带动套管33超前钻进护壁，顶驱31驱动钻杆35及钻头36进行跟随钻进，有效避免松散层坍塌的风险。

由技术常识可知，本申请可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本申请范围内或在等同于本申请的范围内的改变均被本申请包含。

Claims (10)

1.一种驱动装置，用于夹紧深井转机用的套管，其特征在于，包括

间隔设置的上支撑组件和下支撑组件，所述上支撑组件和下支撑组件之间套有驱动套（12），所述下支撑组件抵接所述驱动套（12）下端部；

多个夹紧组件，多个夹紧组件周向布置于所述上支撑组件和下支撑组件之间的驱动套（12）上，所述夹紧组件两端对应连接所述上支撑组件和下支撑组件；

多个驱动件（19），多个所述驱动件（19）连接在所述上支撑组件和下支撑组件之间，所述驱动件（19）上下移动所述上支撑组件，以使多个夹紧组件移动夹紧或释放所述驱动套（12）内的套管。

2.根据权利要求1所述的一种驱动装置，其特征在于，所述上支撑组件包括套设于所述驱动套（12）外的上轴承座（7），上轴承座（7）内设轴承（9），所述轴承（9）和驱动套（12）之间设有滑套（11），所述上轴承座（7）和所述滑套（11）顶部通过上压盖（10）密封。

3.根据权利要求2所述的一种驱动装置，其特征在于，所述上轴承座（7）面向下支撑组件的一侧还固定有导向压套（18），导向压套（18）和所述驱动套（12）滑动配合。

4.根据权利要求3所述的一种驱动装置，其特征在于，所述下支撑组件包括的支撑环（26）和下轴承座（2），所述支撑环（26）抵接所述驱动套（12）底部且与所述夹紧组件外部固定，所述下轴承座（2）内的轴承贴合所述支撑环（26）外圈，并通过下压盖（23）密封。

5.根据权利要求4所述的一种驱动装置，其特征在于，所述夹紧组件包括楔块座（20）、楔块（4-4），楔块（4-4）置于楔块座（20）内，所述楔块座（20）和支撑环（26）连接，且楔块座（20）内设有和楔块（4-4）斜度相配的斜面，所述楔块（4-4）连接所述导向压套（18）。

6.根据权利要求5所述的一种驱动装置，其特征在于，所述楔块（4-4）的斜面上固定有滑板（4-7），楔块（4-4）的另一面固定有保持块（4-3），所述楔块（4-4）底部设有限位所述牙板（4-2）的挡块（4-1）。

7.根据权利要求6所述的一种驱动装置，其特征在于，所述保持块（4-3）背离所述楔块（4-4）的一侧镶嵌有牙板（4-2），所述驱动套（12）上设有和所述牙板（4-2）配合使用的通槽，所述通槽和所述挡块（4-1）的底部均设有相匹配的斜面。

8.根据权利要求6所述的一种驱动装置，其特征在于，所述楔块（4-4）和所述导向压套（18）之间还安装有连杆总成（5），所述连杆总成（5）缓冲所述驱动件（9）的输出力；

所述连杆总成（5）包括连杆（5-7）、连杆套（5-3）以及碟簧（5-3），所述碟簧（5-3）置于所述连杆套（5-3）一个腔室内，所述连杆（5-7）一端转过碟簧（5-3）并置于所述连杆套（5-3）另一个腔室和所述连杆套（5-3）固定，且所述碟簧（5-3）一端连接所述连杆套（5-3），另一端连接所述连杆（5-7），所述连杆（5-7）转动连接所述导向压套（18），所述连杆套（5-3）转动连接所述楔块（4-4）。

9.根据权利要求1述的驱动装置，其特征在于，所述夹紧组件和所述驱动件（19）均等距安装在所述上支撑组件和下支撑组件之间。

10.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的驱动装置。