专利名称：一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种水平定向钻机的辅助装置，特别是一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置。
背景技术：
中大型水平定向钻机因钻杆比较重，为了实现钻杆的准确就位和对扣，一般除要配备随机吊车外，通常还另外设计有钻杆承托定位装置。目前水平定向钻机的钻杆承托定位装置一般都是由动力装置驱动同时依靠人员操纵来实现，此外，还需要设计有防止它与动カ头之间发生运动碰撞的安全装置，不仅结构复杂、操作麻烦，而且费时费事、效率低、成本尚。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是:提供ー种无需额外的动カ驱动、与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，以克服已有技术所存在的上述不足。解决上述问题的技术方案是:一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，包括钻机主臂以及沿钻机主臂前后运动的动カ头，所述钻杆定位装置安装在钻机主臂上部的行走齿条之间，包括连杆机构和拉动机构，所述连杆机构位于钻机主臂前部，包括前托架、后托架、前底座、后底座和长拉杆，前、后底座分别固定在钻机主臂前后，前托架下端与前底座铰接，后托架下端与后底座铰接，长拉杆的两端分别与前托架和后托架的上端铰接，从而构成一个可向前转动90°的连杆机构；所述拉动机构位于后托架之后，包括短拉杆、联动板以及依次固定在钻机主臂上的滑槽座板和卡槽板，短拉杆的前端与后托架上端铰接，后端通过可在滑槽座板的滑槽内前后滑动的销轴与联动板铰接，联动板的另一端与可在卡槽板之开ロ槽上滚动的轴承铰接；所述开ロ槽略低于动カ头的底面，动カ头后退时推动轴承沿开ロ槽滚动后退从而拉动连杆机构直立，动カ头前进时连杆机构在钻杆的重力作用的拉动下向前倒伏。其进ー步的技术方案是:所述滑槽座板包括结构相同的左滑槽座板和右滑槽座板，所述销轴安装在左、右滑槽座板的滑槽内，所述卡槽板包括结构相同的左卡槽板和右卡槽板，所述轴承安装在左、右卡槽板开ロ槽的滚动平面上，所述联动板安装在左、右卡槽板之间。其更进一歩的技术方案是:所述卡槽板之开ロ槽的尾端有一低于开ロ槽滚动平面的斜面卡ロ。所述长拉杆的两端分别通过拉杆叉与前托架和后托架铰接，长拉杆的两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与拉杆叉连接。所述短拉杆的两端分别通过拉杆叉与后托架和联动板铰接，所述短拉杆的两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与拉杆叉连接。所述前托架和后托架的结构相同，包括构成托架主体的双立柱，双立柱的上端内侧对称安装有定位滚轮。由于采取上述技术方案，本实用新型之一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置具有如下有益效果:1.由于本实用新型之一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，依靠与动力头的机械联动来实现自身运动使钻杆定位，无须复杂的电气或液压驱动，也不需要额外的人工操作，可免除使用复杂动力设备而増加的成本，同时可节约劳力、减轻劳动强度，提
高效率。2.由于本实用新型之一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置通过与动力头联动，实现钻杆定位装置的竖立和倒伏动作，当动カ头后退吋，动カ头推动连杆装置自动竖立，并通过该机构尾部轴承滚动落入卡槽板开ロ槽特别设计的斜面卡ロ，将连杆锁定在竖立状态，可轻松的拆、装钻杆；而动カ头前进时，装置又自动成倒伏状，不妨碍动カ头的前行和钻机的正常工作，不存在与动カ头发生碰撞的可能性，故装置的可靠性更高，安全性更好。3.本实用新型之一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置设计科学，结构简单，效率高，经济实用。
图1 图5:本实用新型之一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置结构示意图:图1ー竖立状态(此时动カ头处于钻机主臂尾部，联动板尾端的滚动轴承落入开ロ槽斜面卡ロ，连杆机构锁定在竖立状态，钻杆放置在定位滚轮之上，实现定位)，图2—倒伏状态(由于动カ头前行，联动板尾端的滚动轴承浮出斜面卡ロ，连杆机构处于倒伏状态)，图3—图1之A部放大图，图4ー图1之B部放大图，图5—卡槽板结构示意图；图6:竖立状态立体效果图；图7:倒伏状态立体效果图；图8:图6之C部放大图。图中:I一钻机主臂，101—行走齿条，2—前底座，3—前托架，31—双立柱,32—定位滚轮，4一拉杆叉,5一长拉杆，6—后底座,7一后托架，8—短拉杆,9一滑槽座板，91一滑槽，92—销轴，10—动カ头，11 ー联动板，12—卡槽板，121—开ロ槽，122—滚动平面，123—14面卡ロ，13—轴承。
具体实施方式
一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，包括钻机主臂I以及沿钻机主臂前后运动的动カ头10，所述钻杆定位装置安装在钻机主臂上部的行走齿条101之间，包括连杆机构和拉动机构，所述连杆机构位于钻机主臂前部，包括前托架3、后托架7、前底座
2、后底座6和长拉杆5,前、后底座分别固定在钻机主臂前后,前托架3下端与前底座2铰接，后托架7下端与后底座6铰接，长拉杆5的两端分别与前托架和后托架的上端铰接，从而构成一个可向前转动90°的连杆机构；所述拉动机构位于后托架7之后，包括短拉杆8、联动板11以及依次固定在钻机主臂上的滑槽座板9和卡槽板12，短拉杆8的前端与后托架上端铰接，后端通过可在滑槽座板的滑槽91内前后滑动的销轴92与联动板11 (前端)铰接，联动板的另一端(后端)与可在卡槽板之开ロ槽121上滚动的轴承13铰接；动カ头后退时推动轴承沿开ロ槽滚动后退从而拉动连杆机构直立，动カ头前进时连杆机构在钻杆的重力作用的拉动下向前倒伏。所述滑槽座板9包括结构相同的左滑槽座板和右滑槽座板，所述销轴92安装在左、右滑槽座板的滑槽91内，与销轴连接的短拉杆位于左、右滑槽座板支间，所述卡槽板12包括结构相同的左卡槽板和右卡槽板，所述轴承13安装在左、右卡槽板开ロ槽121的滚动平面122上，所述联动板11安装在左、右卡槽板之间。所述卡槽板之开ロ槽121的尾端有一低于开ロ槽滚动平面122的斜面卡ロ 123。所述长拉杆5的两端分别通过拉杆叉4与前托架3和后托架7铰接，长拉杆的两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与拉杆叉连接；旋转长拉杆(放松或拉紧)可调节长拉杆与前后托架的距离，保证连杆机构的转动自如。所述短拉杆8的两端分别通过拉杆叉4与后托架7和联动板11铰接，所述短拉杆的两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与拉杆叉连接。旋转短拉杆(放松或拉紧)可调节短拉杆与后托架及销轴的距离，保证拉动机构的转动自如。所述前托架和后托架的结构相同，包括构成托架主体的双立柱31，双立柱的上端内侧对称安装有定位滚轮32。工作原理简述參见附图1 图7:前后托架3和7通过铰接销分别连接在前后托架底座2和6之上，长拉杆5两端分别通过左旋和右旋螺纹连接在拉杆叉4上并最终铰接于前后托架3和7上，与前后托架3和7构成一平行四连杆机构而实现向前90度平行转动。转动长拉杆5可精确的进行长度调整，保证两个前后托架3和7之平行转动，调整完成后通过两个螺母锁定。短拉杆8类似。平行四连杆机构受短拉杆8的拉动而实现前后托架3和7的竖立动作，滑槽座板9与联动板11及其铰接销轴92既有传递拉カ的作用，又可保证其不至对前后运动的动カ头10产生运动干涉，使连杆机构向上翻转运动的作用力则依靠向后运动的动カ头10后边沿对轴承13的横向推动作用来实现。当动カ头10向钻机主臂I后端运动时，动カ头的后沿推动轴承13沿开ロ槽滚动平面滚动从而拉动连杆机构向上翻转，动カ头后退运动结束时轴承13滑入斜面卡ロ后，在动カ头10的下平面的限制作用下，将轴承13的位置锁定在斜面卡ロ之中，整个连杆机构则維持在钻杆前后托架3和7处于竖立的状态之下，将钻杆放置在两个呈竖立状态的钻杆托架3和7上面的四个定位滚轮上，实现对钻杆位置的定位并不至限制其转动自由度，然后动力头的钻挺旋入钻杆螺扣后并继续进行钻进作业。当动カ头10开始前迸，动カ头后沿移出定位卡槽板之斜面卡ロ位置，动カ头10下平面对轴承13的运动约束解除，此时钻杆也已经完成了其接续作业。随着动カ头10的继续前行，整个连杆机构在重力作用下，逐渐向前倒伏，实现对动カ头10前行的自动避让，不影响动カ头的钻进作业。每根钻杆的钻进与回拖作业，则是反复重复以上循环的动作过程。
权利要求1.一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，包括钻机主臂(I)以及沿钻机主臂前后运动的动カ头(10)，其特征在干:所述钻杆定位装置安装在钻机主臂上部的行走齿条(101)之间，包括连杆机构和拉动机构，所述连杆机构位于钻机主臂前部，包括前托架(3)、后托架(7)、前底座(2)、后底座(6)和长拉杆(5)，前、后底座分别固定在钻机主臂前后，前托架(3)下端与前底座(2)铰接，后托架(7)下端与后底座(6)铰接，长拉杆(5)的两端分别与前托架和后托架的上端铰接，从而构成一个可向前转动90°的连杆机构；所述拉动机构位于后托架(7)之后，包括短拉杆(8)、联动板(11)以及依次固定在钻机主臂上的滑槽座板(9)和卡槽板(12)，短拉杆(8)的前端与后托架上端铰接，后端通过可在滑槽座板的滑槽(91)内前后滑动的销轴(92)与联动板(11)铰接，联动板的另一端与可在卡槽板之开ロ槽(121)上滚动的轴承(13)铰接；动カ头后退时推动轴承沿开ロ槽滚动后退从而拉动连杆机构直立，动カ头前进时连杆机构在钻杆的重力作用的拉动下向前倒伏。
2.根据权利要求1所述的ー种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，其特征在于:所述滑槽座板(9)包括结构相同的左滑槽座板和右滑槽座板，所述销轴(92)安装在左、右滑槽座板的滑槽(91)内，所述卡槽板(12)包括结构相同的左卡槽板和右卡槽板，所述轴承(13)安装在左、右卡槽板开ロ槽(121)的滚动平面(122)上，所述联动板(11)安装在左、右卡槽板之间。
3.根据权利要求1或2所述的ー种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，其特征在于:所述卡槽板之开ロ槽(121)的尾端有一低于开ロ槽滚动平面(122)的斜面卡(123)。
4.根据权利要求3所述的ー种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，其特征在干:所述长拉杆(5)的两端分别通过拉杆叉(4)与前托架(3)和后托架(7)铰接，长拉杆的两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与拉杆叉连接。
5.根据权利要求4所述的ー种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，其特征在干:所述短拉杆(8)的两端分别通过拉杆叉(4)与后托架(7)和联动板(11)铰接，所述短拉杆的两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与拉杆叉连接。
6.根据权利要求5所述的ー种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，其特征在于:所述前托架和后托架的结构相同，包括构成托架主体的双立柱(31)，双立柱的上端内侧对称安装有定位滚轮(32 )。
专利摘要一种与动力头联动的水平定向钻机钻杆定位装置，包括安装在钻机主臂行走齿条之间的连杆机构和拉动机构，前托架和后托架下端分别与前底座和后底座铰接，长拉杆的两端分别与前托架和后托架的上端铰接从而构成连杆机构；拉动机构位于连杆机构后部，包括短拉杆、联动板、滑槽座板和卡槽板，短拉杆的两端分别与后托架和联动板铰接，联动板的另一端与可在卡槽板之开口槽上滚动的轴承铰接。该水平定向钻机钻杆定位装置依靠与动力头的机械联动实现自身运动，动力头后退时推动轴承滚动后退拉动连杆机构直立，动力头前进时连杆机构在钻杆的重力作用的拉动下向前倒伏，设计科学，可靠性高，安全性好，可减轻劳动强度、节约成本，经济实用。
文档编号E21B19/24GK202946055SQ20122062765
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月25日 优先权日2012年11月25日
发明者卢承涛 申请人:桂林市华力重工机械有限责任公司