专利名称：开合式钻杆托的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大中型水平定向钻机用辅助装置一托钻杆机构中的钻杆托，尤指可以在狭窄空间下安装的托钻杆机构的钻杆托。
背景技术：
现有的大中型水平定向钻机在桅杆(机身)6中间适当位置需装备两个托钻杆机构。当桅杆6上布置两根给进齿条5时，所用的托钻杆机构通常有2种形式，即摆动式(参见图1和图2)和垂直伸缩式(参见图3至图4)，所述托钻杆机构中的钻杆托1均为“V”型的钻杆托1。摆动式托钻杆机构分别由“V”型的钻杆托1、高度调节杆2、摆臂3和液压油缸4组成；伸缩式托钻杆机构无摆臂3，由“V”型的钻杆托1、高度调节杆2、和液压油缸4组成，结构简单。钻机施工时，所述托钻杆机构处于低位状态，亦即卧在给进齿条5中间，便于动力头或移动小车在桅杆6上前后移动；在需要加接钻杆或卸下钻杆时，所述托钻杆机构的钻杆托1在液压油缸4驱动下处于高位，利用“V”形槽面托住钻杆，便可以加接或卸下钻杆。 在进行有线定向钻进时，还需同时连接或断开钻杆内部的定向电缆线等。相对钻进或回扩而言，加接钻杆或卸下钻杆为辅助工序，但是该辅助工序对高效、安全地完成整个地下铺管工程的影响却很大。为了保证托钻杆机构的安全性和稳定性，提高施工效率，钻杆托1应设计有合理的宽度B，条件许可情况下该宽度应大于钻杆直径。但在下列情况下a、因受钻机桅杆6上两根给进齿条5之间空间A的限制，所配钻杆托1的宽度B可能远小于钻杆直径； b、当用户需使用更大直径钻杆时，原先所配的钻杆托1受结构限制又无法加宽。这时，所述托钻杆机构的稳定性和安全性将降低，辅助工序时间延长，将直接影响工程的施工进度。在地下定向铺管施工尤其在回拖管线过程中，安全性和施工效率是十分重要的。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种开合式的钻杆托，使托钻杆机构可在狭小空间中安装并稳定、安全、快速的工作。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种开合式钻杆托，包括底座和安装于底座上的至少两个动板，所述至少两个动板张开一角度，且角度可变。进一步地，所述底座与托钻杆机构的高度调节杆上端连接，上表面中部有圆槽；所述底座相对的两侧边上延伸有侧板，两侧板分别开有与所述圆槽同心的轴孔和螺孔，两侧板上部分别开有同轴的小销孔和小螺孔。进一步地，所述小销孔和小螺孔中安装有定位销。进一步地，所述至少两个动板下部为圆形的旋转座，安装于底座的圆槽中，旋转座中心有销孔。进一步地，所述旋转座沿轴向开有圆弧槽，所述至少两个动板的旋转座齿槽相间、 对称地安装在底座上。[0010] 进一步地，所述钻杆托还包括销轴，所述销轴一端为圆柱，一端为螺纹，穿过其中一侧板的轴孔和动板的销孔后，最后通过螺纹与另一侧板牢固连接。 进一步地，所述动板上连接有垫板。进一步地，所述垫板为半圆形，用螺钉与动板连接。进一步地，所述动板的张闭角度范围为60度至120度。本实用新型设计简单，维修方便，适应性强，尤其适用于多种形式的托钻杆机构。 在工程施工中，当钻机处在钻进和回扩时，托钻杆机构在油缸控制下处于低位，所述钻杆托呈闭合状态；在加接或拧卸单根钻杆时，动力头处于桅杆尾部，托钻杆机构在油缸驱动下由低位向高位转动直至处于垂直状态，所述钻杆托可以自动展开形成较大的“V”形槽宽度，达到稳定、安全托住钻杆的要求，提高施工效率。
图1和图2为现有摆动式托钻杆机构的基本结构。图3和图4为现有伸缩式托钻杆机构的基本结构。图5和图6分别为本实用新型在闭合、张开时的结构图。图7和图8为本实用新型的工作原理图。图9为本实用新型在施工中低位闭合时的示意图。图10和图11为本实用新型在施工中高位托管时的示意图。其中1钻杆托；2 高度调节杆；3 摆臂；4 液压油缸；5 给进齿条；6 桅杆；11底座；12动板；13垫板；14销轴；15定位销；16螺钉。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。如图5和图6所示，本实用新型的开合式钻杆托包括底座11、动板12、垫板13、 销轴14、定位销15和螺钉16。其中，底座11和动板12是开合式钻杆托的关键零件，动板 12至少有两个，安装在底座11上，动板12之间张开一定角度，且角度可变；底座11下部与托钻杆机构的高度调节杆2上端连接，底座11上表面中部有圆槽；所述底座11相对的两侧边上延伸有侧板，侧板开有与所述圆槽同心的轴孔和螺孔，侧板上部有同轴的小销孔和小螺孔；两个动板12下部均为圆形的旋转座，安装于底座11的圆槽中，旋转座中心有销孔，同时旋转座沿轴向有错开的多道圆弧槽，本实施例中为3道，所述两个动板12的旋转座齿槽相间、对称地安装在底座11上。动板12上可安装有垫板13，所述垫板13为半圆形，用螺钉 16与动板12连接。销轴14 一端为圆柱，一端为螺纹，穿过其中一测板的轴孔和动板12的销孔后，最后通过螺纹与另一侧板牢固连接；安装时，将所述销轴14螺纹端依次穿过其中一侧板的轴孔和对称布置的两个动板12下部的销孔，最后将销轴14的螺纹与另一侧板的螺孔连接并拧紧，必要时可在螺纹部位涂抹紧固胶。为保证两个动板12中间始终保持“V”形，防止动板12闭合时发生干涉，造成不能闭合的危险，在动板12之间安装有定位销15，定位销15紧固在侧板上部的小销孔和小螺孔内，定位销15在动板12闭合时可以限制左右动板12的旋转角度，保持动板12呈对称状态。组装成的开合式钻杆托在闭合状态下，其动板12中部形成60度“V”形槽，宽度较小，可以卧在狭窄空间里；托管状态下其动板12在重力作用下呈扇形展开，动板12形成 120度“V”形槽，同时宽度加大，可以稳定托住不同直径的钻杆，动板12张开的角度可根据需要在60度到120度的范围内选择。本实用新型的开合式钻杆托的工作原理(见图5至图8)，一是利用地球引力使重心偏移的动板12自行展开成托管状态二是利用给进齿条5之间形成的空间约束，强行使动板12收拢成闭合状态。本实用新型的开合式钻杆托可以用于托钻杆机构常用的两种基本形式。因伸缩式托钻杆机构工作原理简单，下面仅以摆动式托钻杆机构详细说明本实用新型的工作原理。1、托管状态下开合式钻杆托的动板12是利用重力自行展开的。如图5和图6所示，本实用新型所述动板12设计的重心G与销孔中心偏移一定距离，因此，当油缸驱动所述开合式钻杆托顺时针向上摆动直到垂直状态时，脱离给进齿条5空间约束后的两个动板12 将在重力作用下反向展开，直至动板12背部下斜面与底座11两侧相应水平面接触为止，此时开合式钻杆托两动板12之间形成了 120度的“V”形槽，宽度加大1倍，可以稳定托住更大直径的钻杆。2、闭合状态下本实用新型的开合式钻杆托的动板12是利用给进齿条5间的空间约束强行闭合的。如图7和图8所示，当油缸驱动开合式钻杆托从垂直状态逆时针向下摆动，直到动板12背面与侧面形成的斜线X与给进齿条5上直角线某点Y相接触时，两个动板12将在双给进齿条5形成的空间里被强行向内收缩成闭合状态，使开合式钻杆托随同托钻杆机构整体卧在给进齿条5内。本实用新型的开合式钻杆托能成功收缩的关键在于动板12下侧面与给进齿条平面的夹角ζ的大小，当夹角Z为0时，下侧面与给进齿条平面平行，动板12不会收缩，开合式钻杆托与给进齿条5将硬性碰撞；夹角为90度时，动板12收缩最顺利。因此，设计中应尽量加大Z角，使动板12顺利收缩；如果受结构限制，Z角较小时，亦可将给进齿条5和动板12接触部位适当加大导入角，也能使动板12顺利收缩。综上所述，本实用新型的开合式钻杆托具有以下优点1、适应性强，可用于不同形式的托钻杆机构；2、结构简单，安装维修方便，使用寿命长；3、在大的空间尤其狭窄空间下，能实现稳定、安全地托住多种直径的钻杆，最大直径可达168mm。图9至图11清晰地表明本实用新型在低位闭合和高位托管时的实际状态。其中图9为本实用新型在低位闭合时的状态；图10和图11为本实用新型在高位托管时的状态， 其中，图11中的Dmin和Dmax分别为本实用新型适合托管的最小直径和最大直径。以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
权利要求1.一种开合式钻杆托，其特征在于，包括底座和安装于底座上的至少两个动板，所述至少两个动板张开一角度，且角度可变。
2.根据权利要求1所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述底座与托钻杆机构的高度调节杆上端连接，上表面中部有圆槽；所述底座相对的两侧边上延伸有侧板，两侧板分别开有与所述圆槽同心的轴孔和螺孔，两侧板上部分别开有同轴的小销孔和小螺孔。
3.根据权利要求2所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述小销孔和小螺孔中安装有定位销。
4.根据权利要求2所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述至少两个动板下部为圆形的旋转座，安装于底座的圆槽中，旋转座中心有销孔。
5.根据权利要求4所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述旋转座沿轴向开有圆弧槽， 所述至少两个动板的旋转座齿槽相间、对称地安装在底座上。
6.根据权利要求4所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述钻杆托还包括销轴，所述销轴一端为圆柱，一端为螺纹，穿过一侧板的轴孔和动板的销孔后，最后通过螺纹与另一侧板牢固连接。
7.根据权利要求1所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述动板上连接有垫板。
8.根据权利要求7所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述垫板为半圆形，用螺钉与动板连接。
9.根据权利要求1所述的开合式钻杆托，其特征在于，所述动板的张闭角度范围为60 度至120度。
专利摘要本实用新型公开了一种开合式钻杆托，包括底座和安装于底座上的至少两个动板，所述至少两个动板张开一角度，且角度可变。本实用新型设计简单，维修方便，适应性强，尤其适用于多种形式的托钻杆机构。
文档编号E21B19/14GK202131997SQ20112020730
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者张学忠, 汪学明 申请人:德威土行孙工程机械(北京)有限公司