一种用于钻杆接、卸的抱卡装置

摘要

一种用于钻杆接、卸的抱卡装置，主要由支撑(1)、油缸(2)、半抱卡(3)、衬套(4)、螺栓(6)、弹簧(7)、钢球(8)、组成，其中支撑固定在外部预留平台(10)上，油缸一端与支撑联接，另一端与半抱卡联接，半抱卡安放到外部预留平台上；联接在一起的支撑、油缸、半抱卡结构组成沿油缸轴线对称的抱卡装置。半抱卡设计成上小下大的异型结构，上部呈半圆形柱体，下部呈半圆形锥体与大面积平板结合状；半圆形柱体最上部设计有凸台，凸台位置可以安装衬套；下部平板状位置的两侧设计有内孔和销轴孔，内孔内安装有钢球、弹簧、螺栓。该装置紧凑，使用可靠，既可接、卸法兰式钻杆，又可接、卸牙嵌式钻杆，通用型强，大大提高了工作效率。

权利要求

1.一种用于钻杆接、卸的抱卡装置，其特征在于：该抱卡装置主要由支撑(1)、油缸(2)、半抱卡(3)、衬套(4)、螺栓(6)、弹簧(7)、钢球(8)组成，其中支撑(1)固定在外部预留平台(10)上，油缸(2)一端与支撑(1)联接，另一端与半抱卡(3)联接，半抱卡(3)安放到外部预留平台(10)上；联接在一起的支撑(1)、油缸(2)、半抱卡(3)结构组成沿油缸(2)轴线对称的抱卡装置；所述的半抱卡(3)设计成上小下大的异型结构，上部呈半圆形柱体，下部呈半圆形锥体与大面积平板结合状；半圆形柱体最上部设计有凸台，凸台位置安装衬套(4)；下部平板状位置的两侧设计有内孔和销轴孔，内孔内安装有钢球(8)、弹簧(7)、螺栓(6)。

说明书

一种用于钻杆接、卸的抱卡装置

技术领域

[0001] 本发明属于竖井钻机技术领域，特别是一种用于钻杆接、卸的抱卡装置。

背景技术

[0002] 在工程施工中，竖井钻机的钻杆由几十、上百根联接一起，达到数百甚至千米深，在钻进过程中，经常起、下钻头，钻杆需要重复接、卸。

[0003] 在竖井钻机中，钻台车上用来抱合钻杆的机构体积大，重量大，操作烦琐。随着技术进步、钻机结构的改进，原有设备严重影响钻机结构的改进，制约缩小钻机空间、紧凑结构，进而影响减少成本、简化操作。

[0004] 以往竖井钻机抱合机构多采用气缸驱动，抱合机构与预留平台之间为面接触，这样当抱合机构与预留平台之间采用面接触时抱合机构的开合过程中摩擦力比较大，磨损严重，并且在抱合机构合的过程中经常不能合到位置，需要人工辅助闭合。而且以往抱合机构只针对一种钻杆设计，如抱法兰式钻杆就只能用于法兰式钻杆，如抱牙嵌式钻杆就只能用于牙嵌式钻杆。

发明内容

[0005] 为解决上述问题，本发明设计了一种用于钻杆接、卸的抱卡装置，该装置在接卸钻杆时，可抱住联接在一起的钻杆，为上边一根钻杆的接、卸留下操作空间，并且该装置结构紧凑，使用可靠，可缩短提升、下放的时间，大大提高了工作效率。

[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

[0007] 所述的用于钻杆接、卸的抱卡装置，其主要由支撑、油缸、半抱卡、衬套、螺栓、弹簧、钢球组成，其中支撑固定在外部预留平台上，油缸一端与支撑联接，另一端与半抱卡联接，半抱卡安放到外部预留平台上；联接在一起的支撑、油缸、半抱卡结构组成沿油缸轴线对称的抱卡装置。

[0008] 所述的用于钻杆接、卸的抱卡装置，其半抱卡设计成上小下大的异型结构，上部呈半圆形柱体状，下部呈半圆形锥体与大面积平板结合状；半圆形柱体最上部设计有凸台，凸台位置可以安装衬套；下部平板状位置的两侧设计有内孔和销轴孔，内孔内安装有钢球、弹簧、螺栓。

[0009] 由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

[0010] 一、方便钻杆螺栓的接、卸。

[0011] 二、工作过程接触面可面——点互换，有良好的力学效果，大大延长了油缸的使用寿命，减少了由于抱卡开合造成半抱卡与外部预留平台的接触面的磨损。

[0012] 三、本发明设计了预留钻杆螺栓位置的衬套与半抱卡，并设计了卡环，来实现接、卸不同结构的钻杆，提高了工作效率。

[0013] 四、本发明在使用过程中，大大缩短了接、卸钻杆所花费的时间，为钻机工作大大缩短了时间成本，提高了竖井钻机的工作效率。

[0014] 五、本抱卡的研制，减小了占用的空间，便于自动化操作，使结构紧凑、合理，具有良好的结构和使用性能，为钻机的结构优化扫除障碍。

附图说明

[0015] 图1是本发明抱卡装置结构示意图；

[0016] 图2是本发明抱卡装置俯视图；

[0017] 图3是本发明抱卡装置接、卸法兰式钻杆示意图；

[0018] 图4是本发明抱卡装置接、卸牙嵌式钻杆示意图；

[0019] 图中：1-支撑；2-油缸；3-半抱卡；4-衬套；5-销轴；6-螺栓；7-弹簧；8-钢球；9-卡环；10-外部预留平台。

具体实施方式

[0020] 如图1、2所示：本发明用于钻杆接、卸的抱卡装置，其主要由支撑(1)、油缸(2)、半抱卡(3)、衬套(4)、螺栓(6)、弹簧(7)、钢球(8)组成，其中支撑(1)固定在外部预留平台(10)上，油缸(2)一端与支撑(1)联接，另一端与半抱卡(3)联接，半抱卡(3)安放到外部预留平台(10)上；联接在一起的支撑(1)、油缸(2)、半抱卡(3)结构组成沿油缸(2)轴线对称的抱卡装置。半抱卡(3)设计成上小下大的异型结构，上部呈半圆形柱体状，下部呈半圆形锥体与大面积平板结合状；半圆形柱体最上部设计有凸台，凸台位置可以安装衬套(4)；下部平板状位置的两侧设计有内孔和销轴孔，内孔内安装有钢球(8)、弹簧(7)、螺栓(6)。

[0021] 安装实施时，将支撑(1)固定到外部预留平台(10)上，半抱卡(3)安放在外部预留平台(10)上，两者之间通过油缸(2)联接，在衬套(4)端面采用热处理硬化处理，然后通过紧配合安装到半抱卡(3)的预留孔内，接、卸钻杆时靠硬化端面与法兰式钻杆接触，并且中空结构的衬套(4)预留出了钻杆螺栓位置，将螺栓(6)、弹簧(7)、钢珠(8)、安装，通过调整螺栓(6)的旋合长度压缩弹簧(7)、钢珠(8)将半抱卡(3)顶起，这样半抱卡(3)与外部预留平台(10)之间的接触由面接触变为点接触，摩擦力大大减小。

[0022] 如图3所示：当法兰式钻杆需要接、卸时，由油缸(2)驱动半抱卡(3)由两端向中间移动，到达中间位置后，将销轴(5)销到销轴孔内防止半抱卡(3)张开，另有提升装置下放钻杆，在重力作用下，弹簧(7)、钢珠(8)被压缩，将点接触变为面接触，半抱卡(3)与预留平台接触面积增大，增大了受力面积，钻杆螺栓对应衬套(4)预留的钻杆螺栓位置，钻杆螺栓从预留位置通过；实现钻杆的接、卸。

[0023] 如图4所示：当牙嵌式钻杆需要接、卸时，由油缸(2)驱动半抱卡(3)由两端向中间移动，到达中间位置后，将销轴(5)销上防止半抱卡(3)张开，然后安装上卡环(9)，另有提升装置下放钻杆，在重力作用下，弹簧(7)、钢珠(8)被压缩，将点接触变为面接触，半抱卡(3)与预留平台接触面积增大，增大了受力面积，进而实现钻杆的接、卸。

[0024] 完成钻杆的接、卸后，另有提升装置将钻杆提起，弹簧(7)舒张，钢球(8)与预留平台接触，将半抱卡(3)撑起，变面接触为点接触，变滑动摩擦为滚动摩擦，拔出销轴(5)，油缸收缩，将半抱卡(3)打开，竖井钻机继续工作，直到下一个循环。