一种钻机液压卸扣装置的制作方法

本实用新型涉及一种地质勘探设备，更具体地说，涉及一种钻机液压卸扣装置。

背景技术：

钻机作为一种自动化程度较高的地质勘探设备，具有钻进速度快、工作稳定性强等优点。钻杆属于钻机系统的一部分，其根据钻进深度通常由上钻杆和下钻杆依次螺纹连接而成，而由于钻杆的直径较大，在将上钻杆和下钻杆进行拆卸时较为困难，为此需要为钻机配备卸扣装置。

目前，很多钻机都配备有钻机卸扣装置，钻机卸扣装置的设计方案也有很多，如中国专利号zl201420804100.5，授权公告日为2015年5月6日，发明创造名称为：卸扣装置，该申请案公开的卸扣装置包括一连接体、设于连接体的两侧且能够作竖直方向往复运动的第一运动杆和第二运动杆、位于连接体的上方且可延其轴向往复运动的第三运动杆和第四运动杆、分别位于第三运动杆、第四运动杆后方的第五运动杆和第六运动杆；第三运动杆和第四运动杆的下端分别与第一运动杆和第二运动杆的顶端枢接；第一运动杆和第二运动杆的上端分别与连接体的两侧枢接，并分别通过一限位件进行转动限位，使得第一运动杆和第二运动杆在向上移动时，它们的上端分别朝向第三运动杆的方向倾斜一限定角度；第三运动杆和第四运动杆的相对的端分别设有用于夹持上钻杆的第一夹持部，第四运动杆和第五运动杆的相对的端分别设有第二夹持部。现有的钻机卸扣装置的工作原理基本同上述专利申请案，均是利用一组固定夹持机构和一组活动夹持机构来实现上下钻杆夹紧卸扣的，仅是结构设计各有不同。而由于结构设计的不合理，导致钻机卸扣装置在拧卸钻杆时容易发生转动不平稳，并且钻杆夹紧力的波动容易导致钻杆夹紧滑动，导致卸扣失败，并对钻杆产生较大损伤。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有钻机卸扣装置存在的上述不足，提供一种钻机液压卸扣装置，采用本实用新型的技术方案，通过对旋转夹持机构和固定夹持机构的结构优化，提高了拧卸钻杆时的平稳性，卸扣动作快速稳定，结构设计新颖合理，特别解决了钻探机械在钻进过程中多节钻杆快速稳定卸扣问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，包括底座、旋转夹持机构和固定夹持机构，所述的固定夹持机构固定安装于底座上，所述的旋转夹持机构通过能够相对旋转运动的连接机构安装于固定夹持机构的正上方；其中，

所述的旋转夹持机构包括与连接机构上部相连接的旋转箱体、相对设于旋转箱体两侧的两组液压夹持机构和设于旋转箱体两侧的两组旋转液压油缸，两组旋转液压油缸均通过销轴安装于底座和旋转箱体之间，旋转箱体中的两组液压夹持机构的驱动端均安装有夹头；

所述的固定夹持机构包括固定于底座上的固定箱体和相对设于固定箱体两侧的两组液压夹持机构，所述的固定箱体与连接机构的下部相连接，固定箱体中的两组液压夹持机构的驱动端也均安装有夹头。

更进一步地，所述的连接机构包括弧形上连接座和弧形下连接座，所述的弧形上连接座和弧形下连接座凹凸相扣并通过压盖连接形成弧形滑轨，所述的弧形上连接座与旋转箱体固定连接，所述的弧形下连接座与固定箱体固定连接。

更进一步地，所述的液压夹持机构包括伸缩套、密封导向环、活塞杆和活塞头，所述的伸缩套滑动设于旋转箱体或固定箱体的滑动腔内，所述的伸缩套一端封闭，一端开口，且在伸缩套的开口端设有密封导向环，所述的活塞杆的一端固定在旋转箱体或固定箱体上，另一端穿过密封导向环伸入伸缩套内部，并与活塞头相连接，所述的夹头固定在伸缩套的封闭端。

更进一步地，所述的液压夹持机构包括夹持液压油缸和伸缩箱体，所述的伸缩箱体滑动设于旋转箱体或固定箱体的滑动腔内，所述的夹持液压油缸的缸体固定在旋转箱体或固定箱体上，夹持液压油缸的活塞杆与伸缩箱体相连接，所述的夹头固定在伸缩箱体的端部。

更进一步地，还包括卸扣液压控制系统，所述的卸扣液压控制系统包括换向阀、蓄能器、液压锁和同步阀，两组旋转液压油缸的进出油口通过油管反接，且与对应的换向阀通过油管相连接，并在两组旋转液压油缸的油路上设有一组液压锁；旋转夹持机构中的两组液压夹持机构的进出油口分别通过油管与对应的换向阀相连接，并在旋转夹持机构中的两组液压夹持机构的油路上分别设有液压锁和同步阀；固定夹持机构中的两组液压夹持机构的进出油口分别通过油管与对应的换向阀相连接，并在固定夹持机构中的两组液压夹持机构的油路上设有同步阀，固定夹持机构的每组液压夹持机构的进出油口之间均设有一组液压锁，且在固定夹持机构的每组液压夹持机构的进油口处均设有一蓄能器。

更进一步地，所述的旋转箱体和固定箱体均由钢板焊接拼装而成。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，其旋转夹持机构通过能够相对旋转运动的连接机构安装于固定夹持机构的正上方，并通过对旋转夹持机构和固定夹持机构的结构优化，有效解决了拧卸钻杆时卸扣装置出现的偏移，提高了拧卸钻杆时的平稳性，卸扣动作快速稳定，结构设计新颖合理，特别解决了钻探机械在钻进过程中多节钻杆快速稳定卸扣问题；

(2)本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，其连接机构包括凹凸相扣形成弧形滑轨的上连接座和下连接座，结合固定箱体与底座固定连接，旋转箱体通过旋转液压油缸连接底座，使得卸扣装置转动更加顺畅平稳；

(3)本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，其液压夹持机构采用一体式卸扣液压油缸设计或采用液压油缸驱动伸缩箱体的设计，采用一体式卸扣液压油缸设计，伸缩套导向伸缩运动，带动夹头实现钻杆夹紧，结构紧凑，夹持稳定可靠；采用液压油缸驱动伸缩箱体的设计，夹持液压油缸带动伸缩箱体导向伸缩运动，结构简单，制作方便；

(4)本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，其卸扣液压控制系统包括换向阀、蓄能器、液压锁和同步阀，通过同步阀保证了旋转夹持机构和固定夹持机构中的两组液压夹持机构的伸缩同步性，通过液压锁保证了各组液压夹持机构和旋转液压油缸的锁止稳定性，通过蓄能器保证了液压卸扣装置的夹持力稳定性；

(5)本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，其旋转箱体和固定箱体均由钢板焊接拼装而成，结构简单，制作方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的一种钻机液压卸扣装置的剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的一种钻机液压卸扣装置中的旋转夹持机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1的一种钻机液压卸扣装置中的固定夹持机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1的一种钻机液压卸扣装置的旋转张开状态示意图；

图5为本实用新型实施例1的一种钻机液压卸扣装置的旋转夹紧状态示意图；

图6为本实用新型实施例2的一种钻机液压卸扣装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例2的一种钻机液压卸扣装置的旋转张开状态示意图；

图8为本实用新型实施例2的一种钻机液压卸扣装置的旋转夹紧状态示意图；

图9为本实用新型的一种钻机液压卸扣装置中的卸扣液压控制系统的系统原理图。

示意图中的标号说明：

1、底座；2、旋转夹持机构；2-1、旋转箱体；3、固定夹持机构；3-1、固定箱体；4、连接机构；4-1、弧形上连接座；4-2、压盖；4-3、弧形下连接座；5、旋转液压油缸；6、液压夹持机构；6-1、伸缩套；6-2、密封导向环；6-3、活塞杆；6-4、活塞头；6-1’、夹持液压油缸；6-2’、伸缩箱体；7、夹头；8、蓄能器；9、液压锁；10、同步阀。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1至图5所示，本实施例的一种钻机液压卸扣装置，包括底座1、旋转夹持机构2和固定夹持机构3，底座1可采用钢板折弯而成，固定夹持机构3固定安装于底座1上，用于夹持两个相扣的下部物件(钻杆或钻头)，旋转夹持机构2通过能够相对旋转运动的连接机构4安装于固定夹持机构3的正上方，用于夹持两个相扣的上部物件(钻杆)，并通过转动实现两个相扣的上下物件锁紧或松动。在本实施例中，旋转夹持机构2包括与连接机构4上部相连接的旋转箱体2-1、相对设于旋转箱体2-1两侧的两组液压夹持机构6和设于旋转箱体2-1两侧的两组旋转液压油缸5，两组旋转液压油缸5均通过销轴安装于底座1和旋转箱体2-1之间，两组旋转液压油缸5的动作相反，同步一伸一缩相反运动，从而带动旋转箱体2-1做旋转运动；旋转箱体2-1中的两组液压夹持机构6的驱动端均安装有夹头7，该两组液压夹持机构6同步伸缩运动，利用其上的一对夹头7对钻杆进行夹紧或松开。固定夹持机构3包括固定于底座1上的固定箱体3-1和相对设于固定箱体3-1两侧的两组液压夹持机构6，固定箱体3-1与连接机构4的下部相连接，固定箱体3-1中的两组液压夹持机构6的驱动端也均安装有夹头7，该两组液压夹持机构6也同步伸缩运动，利用其上的一对夹头7对钻杆或钻头进行夹紧或松开。上述的旋转箱体2-1和固定箱体3-1优选采用钢板焊接拼装而成，结构简单，制作方便。

参见图1所示，在本实施例中，连接机构4包括弧形上连接座4-1和弧形下连接座4-3，弧形上连接座4-1和弧形下连接座4-3凹凸相扣并通过压盖4-2连接形成弧形滑轨，弧形上连接座4-1与旋转箱体2-1固定连接，弧形下连接座4-3与固定箱体3-1固定连接。具体地，弧形上连接座4-1的下部设有弧形滑槽，弧形下连接座4-3的上部设有配合安装在弧形滑槽内的弧形滑块，并且在弧形下连接座4-3的上部外沿还设有台肩，压盖4-2的截面为“l”形，其将上述的台肩压紧，并通过螺栓固定在弧形上连接座4-1上，从而在压盖4-2和弧形上连接座4-1下部的弧形滑槽之间形成容纳弧形下连接座4-3上部弧形滑块的轨道槽，结合固定箱体3-1与底座1固定连接，旋转箱体2-1通过旋转液压油缸5连接底座1，使得卸扣装置转动更加顺畅平稳。弧形上连接座4-1与旋转箱体2-1优选采用螺栓连接，弧形下连接座4-3与固定箱体3-1也优选采用螺栓连接。另外，弧形下连接座4-3优选与底座1焊接连接于一体，提高卸扣装置的工作稳定性。

如图2至图5所示，在本实施例中，旋转夹持机构2和固定夹持机构3中的液压夹持机构6的结构相同，液压夹持机构6采用一体式卸扣液压油缸设计，其包括伸缩套6-1、密封导向环6-2、活塞杆6-3和活塞头6-4，伸缩套6-1滑动设于旋转箱体2-1或固定箱体3-1的滑动腔内，能够在该滑动腔内自由滑动，伸缩套6-1一端封闭，一端开口，且在伸缩套6-1的开口端设有密封导向环6-2，活塞杆6-3的一端固定在旋转箱体2-1或固定箱体3-1上，另一端穿过密封导向环6-2伸入伸缩套6-1内部，并与活塞头6-4相连接，夹头7固定在伸缩套6-1的封闭端。该液压夹持机构6相当于一个油缸，不同之处在于，该液压夹持机构6的活塞杆6-3固定，伸缩套6-1伸缩运动，相应地，油缸的进出油口也设于活塞杆6-3上(参见图2所示)，采用上述结构设计，伸缩套6-1导向伸缩运动，带动夹头7实现钻杆夹紧，结构紧凑，夹持稳定可靠。上述液压夹持机构6也优选采用方形结构，便于制作。如图4和图5所示，上述的液压夹持机构6工作时，活塞杆6-3固定不动，伸缩套6-1在活塞杆6-3上伸缩运动，实现钻杆或钻头的夹紧或松开。

如图9所示，本实施例的一种钻机液压卸扣装置，还包括卸扣液压控制系统，卸扣液压控制系统包括换向阀、蓄能器8、液压锁9和同步阀10，两组旋转液压油缸5的进出油口通过油管反接，且与对应的换向阀通过油管相连接，并在两组旋转液压油缸5的油路上设有一组液压锁9，采用两组旋转液压油缸5的进出油口反接设计，实现了两组旋转液压油缸5同步一伸一缩运动；旋转夹持机构2中的两组液压夹持机构6的进出油口分别通过油管与对应的换向阀相连接，并在旋转夹持机构2中的两组液压夹持机构6的油路上分别设有液压锁9和同步阀10，利用液压锁9和同步阀10保证了旋转夹持机构2中的两组液压夹持机构6的同步伸缩夹持并锁紧；固定夹持机构3中的两组液压夹持机构6的进出油口分别通过油管与对应的换向阀相连接，并在固定夹持机构3中的两组液压夹持机构6的油路上设有同步阀10，固定夹持机构3的每组液压夹持机构6的进出油口之间均设有一组液压锁9，且在固定夹持机构3的每组液压夹持机构6的进油口处均设有一蓄能器8，利用液压锁9和同步阀10保证了固定夹持机构3中的两组液压夹持机构6的同步伸缩夹持并锁紧，利用蓄能器8保证了夹持稳定性。采用上述的卸扣液压控制系统设计，通过同步阀保证了旋转夹持机构和固定夹持机构中的两组液压夹持机构的伸缩同步性，通过液压锁保证了各组液压夹持机构和旋转液压油缸的锁止稳定性，通过蓄能器保证了液压卸扣装置的夹持力稳定性。在结构上，两只蓄能器8和两只同步阀10均用螺栓连接安装在固定箱体3-1上，液压锁9分别用螺栓安装在对应的液压夹持机构6的端头部，结构上更加紧凑。卸扣液压控制系统中的其他供油回油油路设计同现有技术，在此就不再赘述。

实施例2

如图6、图7和图8所示，本实施例的一种钻机液压卸扣装置，其基本结构同实施例1，不同之处在于：在本实施例中，旋转夹持机构2和固定夹持机构3中的液压夹持机构6均采用液压油缸驱动伸缩箱体的设计，其包括夹持液压油缸6-1’和伸缩箱体6-2’，伸缩箱体6-2’滑动设于旋转箱体2-1或固定箱体3-1的滑动腔内，夹持液压油缸6-1’的缸体固定在旋转箱体2-1或固定箱体3-1上，夹持液压油缸6-1’的活塞杆与伸缩箱体6-2’相连接，夹头7固定在伸缩箱体6-2’的端部，通过夹持液压油缸6-1’的伸缩运动带动伸缩箱体6-2’做伸缩运动，从而实现钻杆或钻头的夹持和松开，夹持液压油缸6-1’采用现有的伸缩油缸，结构简单，制作方便。如图7和图8所示，上述的液压夹持机构6工作时，夹持液压油缸6-1’的活塞杆带动伸缩箱体6-2’运动，从而实现钻杆或钻头的夹紧或松开，并且对钻杆或钻头的夹持更加稳定可靠。

本实用新型的上述实施例1和实施例2的一种钻机液压卸扣装置，工作时，当固定夹持机构3中的两组液压夹持机构6同步运行把两个相扣下部物件(钻杆、钻头)夹紧，旋转夹持机构2中的两组液压夹持机构6同步运行把两个相扣上部物件(钻杆)夹紧，两组旋转液压油缸5伸缩运动带动旋转箱体2-1正反旋转即可使两个螺纹相连的物件锁紧和松动。

本实用新型的一种钻机液压卸扣装置，通过对旋转夹持机构和固定夹持机构的结构优化，有效解决了拧卸钻杆时卸扣装置出现的偏移，提高了拧卸钻杆时的平稳性，卸扣动作快速稳定，结构设计新颖合理，特别解决了钻探机械在钻进过程中多节钻杆快速稳定卸扣问题。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。