专利名称：一种水平定向钻机的辅助换杆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻机部件，特别是一种水平定向钻机的钻杆装卸装置。
背景技术：
目前，水平定向钻机完成钻杆的装卸过程通常有全自动装卸和人工装卸两 种方式。对于小型水平定向钻机， 一般采用钻机上带有承载有数十根钻杼的钻 杆箱，通过自动换杆装置完成钻杆的全自动装卸过程。对于中型或大型钻机， 由于其钻杆重量大，不适宜采用全自动装卸钻杆的方式。目前一般采用完全由 人力或借助随车起重机将单根钻杆装上钻机或将其取下，不仅效率低，而且操 作者劳动强度大，容易发生工伤事故。 实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种水平定向钻机的半自动辅助换 杆装置，以解决完全靠人工更换钻杆的水平定向钻机换杆效率低、操作者劳动 强度大，容易发生工伤事故的问题。解决上述技术问题的技术方案是 一种水平定向钻机的辅助换杆装置， 包括前、后两个支架、与前后支架转动连接的转动轴、与转动轴固定连接、用 于夹持钻杆的两个叉臂，液压马达安装在转动轴的一端，转动轴能在液压马达 驱动下在240士10度范围内正、反向转动，与转动轴固定连接、用于夹持钻杆 的两个叉臂也随之转动。所述叉臂的主要部件有叉臂体、固定钳口、活动钳口、芯轴、弹簧座、弹 簧、螺塞、油缸、接近开关，叉臂体为一长条状的刚性结构体，其前端圃定连 接有一长方体形状中间开孔的固定钳口，活动钳口及其与之蠊纹连接的芯轴可 在固定钳口的内孔中滑动，芯轴内依次安装有蟝塞、弹簧以及弹簧座，蠊塞与 芯轴间为螺纹连接，油缸固定在叉臂体内，油缸活塞杆与弹簧座圃定连接。固定钳口上安装有两个分别用于检测活动钳口位置信号及钻杆装载信号 的接近开关。其作用是通过控制电路防止在钳口未关闭的情况下，发生叉臂体 翻转造成钻杆脱出的误操作。
由于采用上述结构，本实用新型之水平定向钻机的辅助换杆装置具有以下 有益效果使用本实用新型水平定向钻机的辅助换杆装置，人们换装钻杆时，只霈 将钻杆放到位于钻机一侧的叉臂钳口中或将钻杆由叉臂钳口中取出即可，其余 将钻杆放入钻机上的工作均可通过液压控制系统自动完成，因而，工作效率大 大提高。另外，此时叉臂钳口位置较低，而且处在钻机的侧面，由人工将钻杆 放进或取出的劳动强度不大，操作者劳动强度大大减轻，而且操作安全性好。下面，结合附图和实施例对本实用新型之水平定向钻机的辅助换杆装置 的技术特征作进一步的说明。
图1:本实用新型水平定向钻机的辅助换杆装置结构及工作状态示意图；图2:叉臂结构示意图。图中l一支架，2—转动轴，3—叉臂，4~液压马达，5—钻杆，6~螵栓， 7—夹箍，8—叉臂体，9一油缸，IO"油缸活塞杆，ll一蠊塞，14、 12r~接近开关，13—固定钳口， 14~活动钳口， 15—芯轴，16~弹簧，17~#箫座。
具体实施方式
一种用于水平定向钻机的辅助换杆装置，包括前、后两个支架l,与前后 支架转动连接的转动轴2，与转动轴2固定连接、用于夹持钻杆的两个叉臂3, 液压马达4安装在转动轴2的一端，转动轴2能在液压马达4驱动下在240 度范围内正、反向转动，同时，带动通过螺栓6、夹箍7与转动轴2固定连接、 用于夹持钻杆的两个叉臂3绕转轴2转动；所述的叉臂3由叉臂体8、固定钳口 13、活动钳口 14、芯轴15、弹肇座 17、弹黉16、蠊塞ll、油缸9、接近开关12等主要部件构成，叉臂体8是由 钢板焊接而成的长条状刚性结构体，其横截面为T字形，叉臂体8前端由四 个螺栓固定有一长方体形状的固定钳口 13，固定钳口的中部开有一圆孔，活 动钳口 14及其与之螺纹连接的芯轴15可在固定钳口 13的内孔中滑动，芯轴 15内依次安装有蟝塞11、弹黉16以及弹簧座17，蟪塞11与芯轴15间为蠊 纹连接，通过旋转嫘塞，可以调节弹簧的预紧力，从而控制钳口夹持力的大小， 每个叉臂体8的中部由两个蠊栓固定有一油缸9，油缸活塞杆10与弹簧座17 固定连接。
在叉臂3的固定钳口 13上安装有用于检测活动钳口位置信号的接近开关 12,以及检测钻杆装载信号的接近开关122。作为本实用新型实施例的一种变换，叉臂体8的横截面还可以是其他能承 受重力的刚性结构体形状。作为本实用新型实施例的一种变换,所述转动轴2及其叉臂3的转动范围 可以稍微扩大或减小，即可在240士10度范围内正、反向转动。叉臂3实现钻杆夹持的原理为当油缸9伸出时，活塞杆10推动弹费座 17向前运动从而压縮弹簧16，由于活动钳口 14、芯轴15和蠊塞11由螺纹互 相连接，在弹簧16的作用下随之向前运动，实现对钻杆的夹持；通过调节蠊 塞11对弹簧16的预紧力大小可以控制对钻杆的夹持力的大小。当油缸9縮回 时，活塞杆10拉动弹簧座17向后运动从而带动芯轴15和活动钳口 14 一同后 退，释放钻杆。两个接近开关12" 122的作用是检测活动钳口位置信号和钻杆 装载信号，通过控制电路防止在钳口未关闭的情况下，发生叉臂体翻转造成钻 杆脱出的误操作，保障施工安全。本实用新型水平定向钻机的辅助换杆装置用于辅助换杆过程如下将支摊 辅助换杆装置的前、后两个支架固定安装在钻机主臂的右侧(见图O,装钻杆过程首先控制液压马达旋转使两个叉臂体转动至图中位置n处, 由人工将钻杆放置在张开的钳口中，操纵钳口夹紧钻杆，然后控制液压马达旋 转，使两个叉臂体连同夹持的钻杆转动至图中位置I处，再在其他控制装置的 作用下，完成装钻杆过程；卸钻杆过程首先操纵处于位置II的两个叉臂体上的钳口张开，然后控 制液压马达旋转使两个叉臂体转动至图中位置I处。关闭钳口，将位于该位置上的钻杆夹持住，然后控制液压马达反方向旋转至位置n，打开钳口，由人工将钻杆卸下，完成卸钻杆过程。
权利要求1、一种水平定向钻机的辅助换杆装置，其特征在于该装置包括前、后两个支架(1)、与前后支架转动连接的转动轴(2)、与转动轴(2)固定连接、用于夹持钻杆的两个叉臂(3)，液压马达(4)安装在转动轴(2)的一端，液压马达(4)带动转动轴(2)及固定其上的两个叉臂(3)在240±10度范围内正、反向转动。
2、 根据权利要求1所述的一种用于水平定向钻机的辅助换杆装置，其特 征在于所述叉臂(3)的主要部件有叉臂体(8)、固定钳口 (13)、活动钳口(14) 、芯轴(15)、弹簧座(17)、弹簧(16)、螺塞(11)、油缸(9)、接近 开关(12)，叉臂体(8)为一长条状的刚性结构体，其前端固定连接有一长方 体形状中间开孔的固定钳口 (13),活动钳口 (14)及其与之螺纹连接的芯轴(15) 可在固定钳口 (13)的内孔中滑动，芯轴(15)内依次安装有嫘塞(11)、 弹簧(16)以及弹簧座(17)，螺塞(11)与芯轴(15)间螺纹连接，油缸(9) 固定在叉臂体(8)中部，油缸活塞杆(10)与弹簧座(17)固定连接。
3、 根据权利要求2所述的一种用于水平定向钻机的辅助换杆装置，其特 征在于所述的叉臂(3)的固定钳口 (13)上安装有用于检测活动钳口位置 信号的接近开关(12》以及检测钻杆装载信号的接近开关(122)。
专利摘要一种水平定向钻机的辅助换杆装置，包括前、后两个支架、与前后支架转动连接的转动轴、与转动轴固定连接、用于夹持钻杆的两个叉臂，液压马达安装在转动轴的一端，转动轴能在液压马达驱动下在一定角度范围内正、反向转动，与转动轴固定连接、用于夹持钻杆的两个叉臂也随之转动；叉臂的主要部件有叉臂体、固定钳口、活动钳口，叉臂体是长条状刚性结构体，其前端固定连接有一长方体形状中间开孔的固定钳口，活动钳口及其与之螺纹连接的芯轴可在固定钳口的内孔中滑动，芯轴内依次安装有螺塞、弹簧以及弹簧座，油缸固定在叉臂体中部，活塞杆与弹簧座固定连接；叉臂的固定钳口上安装有用于检测活动钳口位置以及钻杆装载信号的接近开关。该装置装卸钻杆效率高、安全性能好。
文档编号E21B7/04GK201011299SQ20062009862
公开日2008年1月23日 申请日期2006年8月19日 优先权日2006年8月19日
发明者卢承涛 申请人:柳州市华力实业有限责任公司