专利名称：用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于外平钻杆的大扭矩液压拧卸设备，属于钻探机械领域。
背景技术：
现在钻探工程中的拧管机，大多只适用于有切口的钻杆，夹持部分通常采用垫叉， 拧卸部分采用自由钳，同时采用棘轮棘爪或是齿轮齿条结构驱动转盘带动垫叉转动，从而 实现钻杆的拧卸，控制部分一般采用机械操作和液压操作。现有拧管机存在的不足1、现有的拧管机大多适用于有切口钻杆的拧卸，切口会极大地降低钻杆的强度， 从而影响钻探施工工艺，而适用于拧卸外平钻杆的拧管机至今还没有。2、现有的拧管机大多适用于中浅孔或小扭矩情况下的钻杆拧卸，其冲扣或预紧是 通过打叉的冲击完成的，拧卸过程中的冲击对于钻杆和设备寿命有很大影响。3、现有的拧管机未很好地解决拧卸钻杆过程中的轴向浮动问题，造成钻杆丝扣磨 损的加剧。4、现有的拧管机没有自动对心功能。在上下钻杆对接时，如果两钻杆的中心不在 一条直线上，对接时容易乱扣破坏丝扣，从而缩短钻杆的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，可适用于外平 钻杆的拧卸。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压 拧管机，其特征在于它包括下夹持钳、浮动装置、冲扣钳、旋扣钳、让开孔口油缸，浮动装置 的左浮动柱的下端部滑块、右浮动柱的下端部滑块分别对应位于在下夹持钳上的下夹持钳 架的左滑槽、右滑槽内，让开孔口油缸的缸体固定在下夹持钳架的后端部，让开孔口油缸的 活塞杆与浮动架铰接；冲扣钳设置在浮动装置的浮动板上，旋扣钳设置在冲扣钳的冲扣钳 底板上。下夹持钳、旋扣钳和冲扣钳相互独立，均可抱紧钻杆。连接钻杆时，下夹持钳夹紧下部钻杆，通过旋扣钳抱紧上部钻杆进行旋扣，然后冲扣钳夹紧钻杆回转，实现预紧。卸钻 杆时，下夹持钳夹紧下部钻杆，冲扣钳夹紧钻杆回转，松开第一扣后松开钻杆，然后冲扣钳 夹紧钻杆回转，实现钻杆拆卸。下夹持钳和冲扣钳配合，满足钻杆在深孔或扭矩很大时的拆 卸冲孔(或连接预紧)。下夹持钳夹紧下部钻杆，冲扣钳实现对深孔或大扭矩连接钻杆第 一扣的松开(或旋合后的预紧)。在连接或拆卸钻杆时，浮动油缸两个腔体均与油箱导通， 处于自由浮动状态，使得拧紧或拆卸钻杆时，上下夹持系统沿钻杆轴向可伸缩调节，减小工 作阻力，避免钻杆螺纹损伤。拧卸钻杆时，让开孔口油缸驱动冲扣钳和旋扣钳前后移动，实 现对心或让开孔口。通过让开孔口油紅，保障旋扣钳和冲扣钳的钳口与钻杆轴心、下夹持钳 前后对中，然后根据工艺流程要求，旋扣钳夹紧油缸调节4个摩擦轮位置或冲扣钳夹紧油缸调节第三卡瓦、第四卡瓦位置，保障旋扣钳和冲扣钳的钳口与钻杆轴心、下夹持钳左右对 中。与现有技术相比，本的有益效果是第一，本发明之拧管机适用于外平钻杆的机械化拧卸，可实现对中、旋扣、浮动、冲 扣/预紧全部工艺动作，扭矩大、体积小、工作可靠安全；第二，上钻时能为钻杆提供预紧力，下钻时能为钻杆提供大扭矩冲扣力；第三，实现了拧卸钻杆的自动对心，防止了乱扣现象的发生；第四，解决了钻杆的浮动问题，避免了钻杆丝扣的磨损，延长了钻杆的寿命；第五，让开孔口结构的设计解决了孔口空间小的问题，有利于 人员在孔口操作；第六，下夹持钳通过增加一个增力油缸(偏心块驱动液压缸)，避免了孔内钻杆少 时冲扣容易出现打滑现象；第七，本发明之拧管机采用全液压控制，并且与钻机共用液压站，减小了拧管机体 积，节省了成本。本发明可广泛应用于矿山、地质、水利水电、煤炭、石油、天然气、海洋等工程勘探 中涉及外平(或带切口)钻杆拧卸的工作场合，极大地降低工人劳动强度，提高工作效率。
图1为本发明大扭矩液压拧管机的结构示意图(主视)；图2为图1的俯视图；图3为图1的右视图；图4为图1的左视图；图5为图1中沿A-A线的剖视图；图6为图1中沿B-B线的剖视图；图7为本发明的立体图；图8为图7的后视图；图9为本发明下夹持钳的结构示意图(俯视)；图10为图9的左视图；图11为图9中沿C-C线的剖视图；图12为图9中的D向视图；图13为本发明浮动板的俯视图；图14为本发明冲扣钳的结构示意图(未画出冲扣油缸)；图15为图14中沿E-E线的剖视图；图16为图14中的左视图；图17为图14中F向视图；图18为本发明旋扣钳的结构示意图(俯视)；图19为图18中沿G-G线的剖视图；图20为图18中的左视图；图21为图18中的仰视图；图22为本发明的液压系统原理图。
图中1-下夹持钳(或称下夹持器)，2-左浮动柱，3-浮动板，4-冲扣缸尾部销， 5-冲扣钳，6-旋扣钳，7-冲扣缸活塞杆部销，8-浮动柱压板，9-浮动油缸，10-冲扣油缸； 11-下夹持钳架，12-第一挡板，13-第一偏心块，14-第一偏心块销，15-第二挡板，16-第 一卡瓦限位销，17-第二同步板，18-钻杆下夹持腔，19-第二卡瓦限位销，20-第二偏心 块，21-第二偏心块销，22-第一卡瓦，23-第二卡瓦，24-第一同步板，25-偏心块驱动液压 缸(或称方形液压缸)，26-第一偏心块轴，27-钻杆通过孔，28-第二偏心块轴，29-连杆， 30-偏心块驱动液压缸架，31-第一偏心块销滑动长条形孔；32-凸块，33-冲扣弧形旋转 孔，34-钻杆槽；35-第二卡瓦座，36-第三卡瓦限位销，37-第三卡瓦，38-钻杆冲扣夹持 腔，39-第四卡瓦，40-第四卡瓦限位销，41-第三卡瓦座，42-夹紧液压缸，43-第一增力杆， 44-旋扣钳支架，45-第一加力杆，46-第二加力杆，47-第二增力杆，48-旋转销，49-冲扣 钳底板，50-限位板，51-铰接轴；52-让开孔口油缸，53-左滑槽，54-右滑槽；55-右浮动 柱，56-连接板；57-纵向导向螺栓导向孔，58-第一横向导向螺栓导向孔，59-第一夹紧架， 60-第一横向导向螺栓，61-第一导向杆，62-第二横向导向螺栓，63-第一摩擦轮，64-第 二摩擦轮，65-第二横向导向螺栓导向孔，66-第三横向导向螺栓导向孔，67-第三摩擦轮， 68-第四摩擦轮，69-第三横向导向螺栓，70-第二导向杆，71-旋扣钳夹紧油缸，72-第二夹 紧架，73-第四横向导向螺栓，74-第四横向导向螺栓导向孔，75-第一液压马达，76-第二液 压马达，77-第三液压马达，78-第四液压马达，79-纵向导向螺栓，80-钻杆上夹持腔。
具体实施方式
本发明的用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机主要由以下几部分组成(一 )下夹持钳下夹持钳夹住孔内钻杆，支撑孔内钻杆的自重，克服预紧或冲扣 扭矩，防止随上部钻杆的拧卸在孔内转动或是打滑。(二)冲扣钳为了防止在钻进过程中由于井下钻杆的丝扣缺乏预紧力而造成钻 杆折断或是落杆的事故，下钻时应对钻杆加载预紧力；此外，卸杆过程中，由于丝扣间具有 大扭矩，所以需要通过冲扣钳来拧卸丝扣第一圈。冲扣钳5完成对钻杆的大扭矩预紧和冲 扣。(三)旋扣钳旋扣钳主要完成上杆和冲扣后的卸杆。(四)让开孔口油缸52(让开孔口部分)由于孔口空间有限，让开空口装置就是 为了实现拧管机在不需要使用时退到孔边，便于孔口操作。(五)浮动装置使得拧紧或拆 卸钻杆时，上下夹持系统沿钻杆轴向可伸缩调节，减小工作阻力，避免钻杆螺纹损伤。浮动 油缸9和浮动板3解决了在拧紧或松开钻杆过程中钻杆轴向的伸缩浮动问题。(六)控制部分(如图22所示)本拧管机采用全液压控制，根据情况可借用钻机 上液压泵站提供动力。如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压 拧管机，它包括下夹持钳1、浮动装置、冲扣钳5、旋扣钳6、让开孔口油缸52，浮动装置的左 浮动柱的下端部滑块、右浮动柱的下端部滑块分别对应位于在下夹持钳1上的下夹持钳架 11的左滑槽、右滑槽内，让开孔口油缸52的缸体固定在下夹持钳架11的后端部，让开孔口 油缸52的活塞杆与浮动架铰接(能推动浮动装置前后移动，实现让开钻杆孔口)；冲扣钳5 设置在浮动装置的浮动板3上，旋扣钳6设置在冲扣钳5的冲扣钳底板49上。
如图9、图10、图11、图12所示，下夹持钳1包括下夹持钳架11、第一卡瓦座、第 一偏心块13、第一卡瓦限位销16、第二同步板17、第二卡瓦限位销19、第二偏心块20、第一 卡瓦22、第二卡瓦23、第一同步板24、偏心块驱动液压缸25、连杆29、偏心块驱动液压缸架 30，夹持钳架11的后部左端设有左滑槽53，夹持钳架11的后部右端设有右滑槽54，下夹持 钳架11的前部设有第一卡瓦座(图9中的左边为左侧，右边为右侧，上方为前，下方为后； 图9为下夹持钳1的俯视图)；第一卡瓦座由第一挡板12、第二挡板15、底板组成，第一挡 板12位于第二挡板15的后侧(实际上构成一个滑动槽)，第一挡板12的下端、第二挡板 15的下端均分别与底板固定连接(第一卡瓦座为一悬空架)，底板上设有钻杆通过孔；第一 卡瓦22、第二卡瓦23均位于第一挡板12与第二挡板15之间并搁置在底板上(第一卡瓦 22、第二卡瓦23相当于滑动的夹持块)，第一卡瓦22位于第二卡瓦23的左侧，第一卡瓦22 的右端面为内凹的弧形面，第二卡瓦23的左端面为内凹的弧形面，第一卡瓦22与第二卡瓦 23之间构成钻杆下夹持腔18，底板上的钻杆通过孔位于钻杆下夹持腔18下方，底板上的钻 杆通过孔下方的下夹持钳架11上设有钻杆通过孔27 (钻杆穿过钻杆通过孔、钻杆下夹持腔 18、钻杆上夹持腔80 ；第一卡瓦22向右移动、第二卡瓦23向左移动时，将下节钻杆夹持住； 旋扣钳6夹持上节钻杆并旋转，实现外平钻杆的拧卸)；第一卡瓦限位销16位于第一卡瓦 22的上方，第一卡瓦限位销16的前端部与第二挡板15固定连接，第一卡瓦限位销16的后 端部与第一挡板12固定连接；第二卡瓦限位销19位于第二卡瓦23的上方，第二卡瓦限位 销19的前端部与第二挡板15固定连接，第二卡瓦限位销19的后端部与第一挡板12固定 连接(第一卡瓦限位销16、第二卡瓦限位销19均起限位作用)；第一偏心块13位于第一卡瓦22的左侧，第一偏心块13与第一卡瓦22相接触，第 一偏心块13由第一偏心块轴26与第一挡板12、第二挡板15铰接(即第一偏心块13能旋 转)，第一偏心块13上设有第一偏心块销滑动长条形孔31，第一偏心块销14穿过第一偏心 块销滑动长条形孔，第一偏心块销14固定在下夹持钳架11上(即第一偏心块13与下夹持 钳架11铰接)；第二偏心块20位于第二卡瓦23的右侧，第二偏心块20与第二卡瓦23相接 触，第二偏心块20由第二偏心块轴28与第一挡板12、第二挡板15铰接(即第二偏心块20 能旋转)，第二偏心块20上设有第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销21穿过第二偏 心块销滑动长条形孔，第二偏心块销21固定在下夹持钳架11上(即第二偏心块销21与下 夹持钳架11铰接)；第二同步板17的左端部与第一偏心块轴14的前端部铰接，第二同步 板17的右端部与第二偏心块轴21的前端部铰接(设置第二同步板17，起同步作用)；偏心 块驱动液压缸25的缸体固定在偏心块驱动液压缸架30上，偏心块驱动液压缸25的活塞杆 与连杆29铰接，连杆29与第一卡瓦座的底板固定连接(偏心块驱动液压缸25的活塞杆伸 出，连杆29向下运动，带动第一卡瓦座向下运动，带动第一偏心块13向右旋转，挤压第一卡 瓦22向右滑动；带动第二偏心块20向左旋转，挤压第二卡瓦23向左移动；实现对钻杆的夹 持；偏心块驱动液压缸25的活塞杆缩回时，第一卡瓦22向左滑动、第二卡瓦23向右移动， 第一卡瓦22、第二卡瓦23松开钻杆)。下夹持钳主要支撑孔内钻杆的自重，同时克服冲扣扭矩。本发明克服了传统木马 夹持器在孔内钻杆很少时，夹持器对钻杆的夹紧力不足，从而出现拧卸钻杆时打滑。如图7、图8所示，浮动装置包括浮动架、浮动板3、浮动柱压板8、浮动油缸9，浮动架包括左浮动柱2、右浮动柱55、连接板56，左浮动柱2与右浮动柱55由连接板56固定连接，连接板56与让开孔口油缸52的活塞杆铰接；左浮动柱2位于下夹持钳1的下夹持钳架 11左端，右浮动柱位于下夹持钳架11右端，左浮动柱2的下端、右浮动柱的下端分别与下夹 持钳架11固定连接，左浮动柱2的上端部、右浮动柱的上端部沿垂直方向分别设有浮动槽， 浮动板左端的凸块32位于左浮动柱2的浮动孔槽，浮动板右端的凸块位于右浮动柱的浮动 槽(浮动板能沿浮动槽上下移动)，左浮动柱2的上端、右浮动柱的上端分别固定有浮动柱 压板8 (限止凸块离开浮动槽)；浮动油缸9的缸体与下夹持钳架11固定，浮动油缸9的活 塞杆与浮动板3的底部铰接；浮动板3上设有冲扣弧形旋转孔33，浮动板3的前端设有钻 杆槽34，钻杆槽34位于下夹持钳1上的钻杆下夹持腔18的上方。如图7、图8、图14、图15、图16、图17所示，所述的冲扣钳5包括第二卡瓦座35、 第三卡瓦限位销36、第三卡瓦37、第四卡瓦39、第四卡瓦限位销40、第三卡瓦座41、夹紧液 压缸42、第一增力杆43、第一加力杆45、第二加力杆46、第二增力杆47、冲扣钳底板49、冲 扣油缸10，冲扣钳底板49的底部设有旋转销48，冲扣钳底板49位于浮动装置的浮动板3 的上方，旋转销48穿入浮动板3上的冲扣弧形旋转孔33中(即冲扣钳底板49可旋转)，冲 扣油缸10的缸体与浮动板3铰接(由冲扣缸尾部销4铰接)，冲扣油缸10的活塞杆与冲 扣钳底板49的底部铰接(由冲扣缸活塞杆部销7铰接，即可推动冲扣钳底板49旋转)；冲 扣钳底板49的前左部设有第二卡瓦座35，冲扣钳底板49的前右部设有第三卡瓦座41，第 三卡瓦37位于第二卡瓦座35的滑动槽内，第四卡瓦39位于第三卡瓦座41的滑动槽内，第 三卡瓦37的右端面为内凹的弧形面，第四卡瓦39的左端面为内凹的弧形面，第三卡瓦37、 第四卡瓦39之间构成钻杆冲扣夹持腔38，钻杆冲扣夹持腔38位于浮动板3上的钻杆槽34 的上方；第三卡瓦限位销36位于 第三卡瓦37的上方，第三卡瓦限位销36与第二卡瓦座35 固定连接，第四卡瓦限位销40位于第四卡瓦39的上方，第四卡瓦限位销40与第三卡瓦座 41固定连接；第一增力杆43与冲扣钳底板49铰接，第一增力杆43的前端部与第四卡瓦39 铰接，第一增力杆43的后端部与第一加力杆45的右端部铰接，第二增力杆47与冲扣钳底 板49铰接，第二增力杆47的前端部与第三卡瓦37铰接，第二增力杆47的后端部与第二加 力杆46的左端部铰接，第一加力杆45的左端部、第二加力杆46的右端部均与夹紧液压缸 42的活塞杆铰接，夹紧液压缸42的缸体固定在冲扣钳底板49 (夹紧液压缸42的活塞杆伸 出，第三卡瓦37、第四卡瓦39夹紧钻杆)；冲扣钳底板49的后端设有限位板50 (限夹紧液 压缸42的活塞杆伸出位)。如图7、图8、图18、图19、图20、图21所示，所述的旋扣钳6包括旋扣钳支架44、第
一夹紧架59、第一横向导向螺栓60、第一导向杆61、第二横向导向螺栓62、第一摩擦轮63、 第二摩擦轮64、第三摩擦轮67、第四摩擦轮68、第三横向导向螺栓69、第二导向杆70、旋扣 钳夹紧油缸71、第二夹紧架72、第四横向导向螺栓73、第一液压马达75、第二液压马达76、 第三液压马达77、第四液压马达78、纵向导向螺栓79，旋扣钳支架44上的中部沿纵向(前 后方向)设有纵向导向螺栓导向孔57，旋扣钳支架44上的左部沿横向(左右方向)设有 第一横向导向螺栓导向孔58、第二横向导向螺栓导向孔65，旋扣钳支架44上的右部沿横向 (左右方向)设有第三横向导向螺栓导向孔66、第四横向导向螺栓导向孔74;第一夹紧架 59上的后部固定有第一横向导向螺栓60、第二横向导向螺栓62，第一横向导向螺栓60穿过 旋扣钳支架44上的第一横向导向螺栓导向孔58，第二横向导向螺栓62穿过旋扣钳支架44 上的第二横向导向螺栓导向孔65，第二夹紧架72上的后部固定有第三横向导向螺栓69、第四横向导向螺栓73，第三横向导向螺栓69穿过旋扣钳支架44上的第三横向导向螺栓导向孔66，第四横向导向螺栓73穿过旋扣钳支架44上的第四横向导向螺栓导向孔74 ；第一夹 紧架59上的前部设有第一摩擦轮63、第二摩擦轮64，第一液压马达75、第二液压马达76分 别与第一夹紧架59固定，第一液压马达75的输出轴与第一摩擦轮63相连(带动第一摩擦 轮旋转)，第二液压马达76的输出轴与第二摩擦轮64相连(带动第二摩擦轮旋转)，第二 夹紧架7上的前部设有第三摩擦轮67、第四摩擦轮68，第三液压马达77、第四液压马达78 分别与第二夹紧架7固定，第三液压马达77的输出轴与第三摩擦轮67相连(带动第三摩 擦轮旋转)，第四液压马达78的输出轴与第四摩擦轮68相连(带动第四摩擦轮旋转)，第 一摩擦轮63、第二摩擦轮64、第三摩擦轮67、第四摩擦轮68之间围成钻杆上夹持腔80，钻 杆上夹持腔80位于钻杆冲扣夹持腔38的上方；第一导向杆61的左端部与第一夹紧架59 铰接，第二导向杆70的右端部与第二夹紧架72铰接，第一导向杆61的右端部、第二导向杆 70的左端部均与纵向导向螺栓79铰接，纵向导向螺栓79穿过旋扣钳支架44上的纵向导 向螺栓导向孔57 ；旋扣钳夹紧油缸71的缸体固定在旋扣钳支架44上，旋扣钳夹紧油缸71 的活塞杆与第一夹紧架59铰接(活塞杆回收，第一摩擦轮63、第二摩擦轮64、第三摩擦轮 67、第四摩擦轮68夹紧钻杆，第一摩擦轮63、第二摩擦轮64、第三摩擦轮67、第四摩擦轮68 旋转，完成拧卸钻杆的小扭矩旋入与旋出)。工作时，钻杆下夹持腔18、钻杆冲扣夹持腔38、钻杆上夹持腔80的中心线均位于 同一轴线上。如图22所示，拧管机的各个动作都是通过液压系统中的各液压元件来实现其顺 序动作，从而达到拧卸钻杆的目的。液压系统包括下夹持器液压缸回路[即偏心块驱动 液压缸(或称方形液压缸)]、冲扣缸液压回路、冲扣钳夹紧油缸液压回路(即夹紧液压缸 42)、旋扣钳夹紧缸液压回路、旋扣马达液压回路(即第一液压马达75、第二液压马达76、第 三液压马达77、第四液压马达78)、浮动油缸液压回路和让开孔口油缸液压回路七部分组 成。工作过程在钻探过程中需要上钻杆时，下夹持钳1通过液控同步凸轮机构(第一 偏心块13、第二同步板17、第二偏心块20、第一同步板24、偏心块驱动液压缸25、连杆29、 偏心块驱动液压缸架30)对孔内钻杆夹紧，让开孔口油缸52推动旋扣钳6和冲扣钳5至孔 口，通过限位板(限位块)50定位，使旋扣钳、冲扣钳、下夹持器的轴线在同一直线上从而实 现上下钻杆的对心，避免丝扣乱扣，延长了钻杆的使用寿命。旋扣钳夹紧油缸71对上杆钻 杆夹紧，4个液压马达开始工作，通过4个摩擦轮与钻杆之间的摩擦力使上杆钻杆与下杆钻 杆旋合，同时，浮动油缸9处于自由状态，随钻杆的旋入向下运动，解决了浮动问题，避免了 丝扣的磨损。旋扣完成后，4个液压马达停止旋转，冲扣钳夹紧油缸42、冲口油缸10推动冲 扣钳5以钻杆轴心为中心旋转，上下钻杆预紧，完成钻杆连接。当需要卸钻杆时，下夹持钳1夹紧下杆钻杆，让开孔口油缸52推动旋扣钳6和冲 扣钳5至孔口，通过限位板(限位块)50使上下钻杆对心。冲扣钳夹紧油缸42通过加力 杆、增力杆推动第三卡瓦、第四卡瓦抱紧钻杆，冲扣油缸10推动冲扣钳以钻杆轴心为中心 旋转，松开钻杆间的第一扣，冲扣完成后，冲扣钳5钳口张开(第三卡瓦、第四卡瓦张开)，旋 扣钳夹紧油缸71夹紧钻杆，4个液压马达工作，带动上杆钻杆旋出，完成卸钻杆动作。
权利要求
用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，其特征在于它包括下夹持钳(1)、浮动装置、冲扣钳(5)、旋扣钳(6)、让开孔口油缸(52)，浮动装置的左浮动柱的下端部滑块、右浮动柱的下端部滑块分别对应位于在下夹持钳(1)上的下夹持钳架(11)的左滑槽、右滑槽内，让开孔口油缸(52)的缸体固定在下夹持钳架(11)的后端部，让开孔口油缸(52)的活塞杆与浮动架铰接；冲扣钳(5)设置在浮动装置的浮动板(3)上，旋扣钳(6)设置在冲扣钳(5)的冲扣钳底板(49)上。
2.根据权利要求1所述的用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，其特征在于下夹 持钳(1)包括下夹持钳架(11)、第一卡瓦座、第一偏心块(13)、第一卡瓦限位销(16)、第 二同步板(17)、第二卡瓦限位销(19)、第二偏心块(20)、第一卡瓦(22)、第二卡瓦(23)、第 一同步板(24)、偏心块驱动液压缸(25)、连杆(29)、偏心块驱动液压缸架(30)，夹持钳架 (11)的后部左端设有左滑槽(53)，夹持钳架(11)的后部右端设有右滑槽(54)，下夹持钳 架(11)的前部设有第一卡瓦座；第一卡瓦座由第一挡板(12)、第二挡板(15)、底板组成，第 一挡板(12)位于第二挡板(15)的后侧，第一挡板(12)的下端、第二挡板(15)的下端均分 别与底板固定连接，底板上设有钻杆通过孔；第一卡瓦(22)、第二卡瓦(23)均位于第一挡 板(12)与第二挡板(15)之间并搁置在底板上，第一卡瓦(22)位于第二卡瓦(23)的左侧， 第一卡瓦(22)的右端面为内凹的弧形面，第二卡瓦(23)的左端面为内凹的弧形面，第一卡 瓦(22)与第二卡瓦(23)之间构成钻杆下夹持腔(18)，底板上的钻杆通过孔位于钻杆下夹 持腔(18)下方，底板上的钻杆通过孔下方的下夹持钳架(11)上设有钻杆通过孔(27)；第 一卡瓦限位销(16)位于第一卡瓦(22)的上方，第一卡瓦限位销(16)的前端部与第二挡板 (15)固定连接，第一卡瓦限位销(16)的后端部与第一挡板(12)固定连接；第二卡瓦限位 销(19)位于第二卡瓦(23)的上方，第二卡瓦限位销(19)的前端部与第二挡板(15)固定 连接，第二卡瓦限位销(19)的后端部与第一挡板(12)固定连接；第一偏心块(13)位于第一卡瓦(22)的左侧，第一偏心块(13)与第一卡瓦(22)相接 触，第一偏心块(13)由第一偏心块轴(26)与第一挡板(12)、第二挡板(15)铰接，第一偏心 块(13)上设有第一偏心块销滑动长条形孔(31)，第一偏心块销(14)穿过第一偏心块销滑 动长条形孔，第一偏心块销(14)固定在下夹持钳架(11)上；第二偏心块(20)位于第二卡 瓦(23)的右侧，第二偏心块(20)与第二卡瓦(23)相接触，第二偏心块(20)由第二偏心块 轴(28)与第一挡板(12)、第二挡板(15)铰接，第二偏心块(20)上设有第二偏心块销滑动 长条形孔，第二偏心块销(21)穿过第二偏心块销滑动长条形孔，第二偏心块销(21)固定在 下夹持钳架(11)上；第二同步板(17)的左端部与第一偏心块轴(14)的前端部铰接，第二 同步板(17)的右端部与第二偏心块轴(21)的前端部铰接；偏心块驱动液压缸(25)的缸体 固定在偏心块驱动液压缸架(30)上，偏心块驱动液压缸(25)的活塞杆与连杆(29)铰接， 连杆(29)与第一卡瓦座的底板固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，其特征在于浮动 装置包括浮动架、浮动板(3)、浮动柱压板(8)、浮动油缸(9)，浮动架包括左浮动柱(2)、右 浮动柱(55)、连接板(56)，左浮动柱(2)与右浮动柱(55)由连接板(56)固定连接，连接板 (56)与让开孔口油缸(52)的活塞杆铰接；左浮动柱(2)位于下夹持钳(1)的下夹持钳架 (11)左端，右浮动柱位于下夹持钳架(11)右端，左浮动柱(2)的下端、右浮动柱的下端分别 与下夹持钳架(11)固定连接，左浮动柱(2)的上端部、右浮动柱的上端部沿垂直方向分别设有浮动槽，浮动板左端的凸块(32)位于左浮动柱(2)的浮动孔槽，浮动板右端的凸块位 于右浮动柱的浮动槽，左浮动柱(2)的上端、右浮动柱的上端分别固定有浮动柱压板(8)； 浮动油缸(9)的缸体与下夹持钳架(11)固定，浮动油缸(9)的活塞杆与浮动板(3)的底部 铰接；浮动板(3)上设有冲扣弧形旋转孔(33)，浮动板(3)的前端设有钻杆槽(34)，钻杆槽 (34)位于下夹持钳(1)上的钻杆下夹持腔(18)的上方。
4.根据权利要求1所述的用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，其特征在于所述 的冲扣钳(5)包括第二卡瓦座(35)、第三卡瓦限位销(36)、第三卡瓦(37)、第四卡瓦(39)、 第四卡瓦限位销(40)、第三卡瓦座(41)、夹紧液压缸(42)、第一增力杆(43)、第一加力杆 (45)、第二加力杆(46)、第二增力杆(47)、冲扣钳底板(49)、冲扣油缸(10)，冲扣钳底板 (49)的底部设有旋转销(48)，冲扣钳底板(49)位于浮动装置的浮动板(3)的上方，旋转销 (48)穿入浮动板(3)上的冲扣弧形旋转孔(33)中，冲扣油缸(10)的缸体与浮动板(3)铰 接，冲扣油缸(10)的活塞杆与冲扣钳底板(49)的底部铰接；冲扣钳底板(49)的前左部设 有第二卡瓦座(35)，冲扣钳底板(49)的前右部设有第三卡瓦座(41)，第三卡瓦(37)位于 第二卡瓦座(35)的滑动槽内，第四卡瓦(39)位于第三卡瓦座(41)的滑动槽内，第三卡瓦 (37)的右端面为内凹的弧形面，第四卡瓦(39)的左端面为内凹的弧形面，第三卡瓦(37)、 第四卡瓦(39)之间构成钻杆冲扣夹持腔(38)，钻杆冲扣夹持腔(38)位于浮动板(3)上 的钻杆槽(34)的上方；第三卡瓦限位销(36)位于第三卡瓦(37)的上方，第三卡瓦限位销 (36)与第二卡瓦座(35)固定连接，第四卡瓦限位销(40)位于第四卡瓦(39)的上方，第四 卡瓦限位销(40)与第三卡瓦座(41)固定连接；第一增力杆(43)与冲扣钳底板(49)铰接， 第一增力杆(43)的前端部与第四卡瓦(39)铰接，第一增力杆(43)的后端部与第一加力杆 (45)的右端部铰接，第二增力杆(47)与冲扣钳底板(49)铰接，第二增力杆(47)的前端部 与第三卡瓦(37)铰接，第二增力杆(47)的后端部与第二加力杆(46)的左端部铰接，第一 加力杆(45)的左端部、第二加力杆(46)的右端部均与夹紧液压缸(42)的活塞杆铰接，夹 紧液压缸(42)的缸体固定在冲扣钳底板(49)；冲扣钳底板(49)的后端设有限位板(50)。
5.根据权利要求1所述的用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，其特征在于所述 的旋扣钳(6)包括旋扣钳支架(44)、第一夹紧架(59)、第一横向导向螺栓(60)、第一导向 杆(61)、第二横向导向螺栓(62)、第一摩擦轮(63)、第二摩擦轮(64)、第三摩擦轮(67)、第 四摩擦轮(68)、第三横向导向螺栓(69)、第二导向杆(70)、旋扣钳夹紧油缸(71)、第二夹 紧架(72)、第四横向导向螺栓(73)、第一液压马达(75)、第二液压马达(76)、第三液压马 达(77)、第四液压马达(78)、纵向导向螺栓(79)，旋扣钳支架(44)上的中部沿纵向设有纵 向导向螺栓导向孔(57)，旋扣钳支架(44)上的左部沿横向设有第一横向导向螺栓导向孔 (58)、第二横向导向螺栓导向孔(65)，旋扣钳支架(44)上的右部沿横向设有第三横向导向 螺栓导向孔(66)、第四横向导向螺栓导向孔(74)；第一夹紧架(59)上的后部固定有第一横 向导向螺栓(60)、第二横向导向螺栓(62)，第一横向导向螺栓(60)穿过旋扣钳支架(44) 上的第一横向导向螺栓导向孔(58)，第二横向导向螺栓(62)穿过旋扣钳支架(44)上的第 二横向导向螺栓导向孔(65)，第二夹紧架(72)上的后部固定有第三横向导向螺栓(69)、第 四横向导向螺栓(73)，第三横向导向螺栓(69)穿过旋扣钳支架(44)上的第三横向导向螺 栓导向孔(66)，第四横向导向螺栓(73)穿过旋扣钳支架(44)上的第四横向导向螺栓导向 孔(74)；第一夹紧架(59)上的前部设有第一摩擦轮(63)、第二摩擦轮(64)，第一液压马达(75)、第二液压马达(76)分别与第一夹紧架(59)固定，第一液压马达(75)的输出轴与第 一摩擦轮(63)相连，第二液压马达(76)的输出轴与第二摩擦轮(64)相连，第二夹紧架(7) 上的前部设有第三摩擦轮(67)、第四摩擦轮(68)，第三液压马达(77)、第四液压马达(78) 分别与第二夹紧架(7)固定，第三液压马达(77)的输出轴与第三摩擦轮(67)相连，第四液 压马达(78)的输出轴与第四摩擦轮(68)相连，第一摩擦轮(63)、第二摩擦轮(64)、第三 摩擦轮(67)、第四摩擦轮(68)之间围成钻杆上夹持腔(80)，钻杆上夹持腔(80)位于钻杆 冲扣夹持腔(38)的上方；第一导向杆(61)的左端部与第一夹紧架(59)铰接，第二导向杆 (70)的右端部与第二夹紧架(72)铰接，第一导向杆(61)的右端部、第二导向杆(70)的左 端部均与纵向导向螺栓(79)铰接，纵向导向螺栓(79)穿过旋扣钳支架(44)上的纵向导向 螺栓导向孔(57)；旋扣钳夹紧油缸(71)的缸体固定在旋扣钳支架(44)上，旋扣钳夹紧油 缸(71)的活塞杆与第一夹紧架(59)铰接。
全文摘要
本发明涉及一种适用于外平钻杆的大扭矩液压拧卸设备，属于钻探机械领域。用于外平钻杆拧卸的大扭矩液压拧管机，其特征在于它包括下夹持钳、浮动装置、冲扣钳、旋扣钳、让开孔口油缸，浮动装置的左浮动柱的下端部滑块、右浮动柱的下端部滑块分别对应位于在下夹持钳上的下夹持钳架的左滑槽、右滑槽内，让开孔口油缸的缸体固定在下夹持钳架的后端部，让开孔口油缸的活塞杆与浮动架铰接；冲扣钳设置在浮动装置的浮动板上，旋扣钳设置在冲扣钳的冲扣钳底板上。本发明采用夹持、旋扣、冲扣/预紧一体结构，本发明可适用于外平钻杆的拧卸。
文档编号E21B19/18GK101832115SQ20101016704
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者刘浩, 张国栋, 曾志军, 朱文林, 李波, 武苗, 王院生, 肖昌, 胡波, 高厚秀 申请人:中国地质大学(武汉)