本公开涉及钻杆拆卸技术领域，具体地，涉及一种钻杆拆装机构。
背景技术：
现有设备进行钻孔作业时，由于施工应对的工程情况不同，会采用不同尺寸及类型的钻具进行作业。在钻机进行深孔的打孔作业时，通常会将多根钻杆的首尾螺纹连接起来，在完成打孔后，需对钻杆进行拆卸。由于机械的惯性，钻杆在实际工作中会越钻越紧，若通过扳手对钻杆进行拆卸，工人在拆卸钻杆时会非常吃力，往往需要多人才能完成钻杆的拆卸工作。由于钻杆连接处连接紧密，若直接采用动力头反转的方式拆卸钻杆，可能会导致钻杆从中间断裂。
因此，目前很多钻机都配备有钻杆拆装机构，以自动夹持和旋转钻杆，并配合液压或机械式钻进动力头实现对钻杆间连接丝扣的拧卸。在拆装钻杆时，由于钻杆的长度较长，钻杆的轴线往往会偏离拆装机构的中心，导致拆装机构夹持钻杆后，钻杆的轴线发生了偏移，从而容易导致钻杆形变或损坏，影响钻杆的重复使用和钻机的打孔作业。
技术实现要素：
本公开的目的是提供一种钻杆拆装机构，该设备钻杆拆装机构能保证钻杆的轴线在拆装过程中不发生偏移，从而避免钻杆在拆卸过程中发生形变或损坏，延长钻杆的使用寿命。
为了实现上述目的，本公开提供一种钻杆拆装机构，包括用于限定所述钻杆的拆装位置的定位装置、用于在所述拆装位置限制所述钻杆移动的固定装置和使得位于所述拆装位置的所述钻杆能够绕其轴线转动的致动装置，所述定位装置包括相互配合以限定预设轴线的固定块和活动块，所述固定块相对于所述固定装置固定，所述活动块能够选择性地相对于所述固定装置固定，以允许所述钻杆进入所述拆装位置或从所述拆装位置移出，当所述钻杆位于所述拆装位置时，所述钻杆的轴线与所述预设轴线重合，并且所述活动块与所述固定块相配合以限制所述钻杆的移动。
可选择地，所述固定块和所述活动块成对地设置，所述定位装置设置有两对所述固定块和活动块，该两对固定块和活动块限定所述预设轴线。
可选择地，所述固定块设置有第一圆弧槽，所述活动块设置有第二圆弧槽，所述第一圆弧槽与所述第二圆弧槽相对设置，且所述第一圆弧槽与所述第二圆弧槽对应的圆弧的曲率半径相同，且所述第二圆弧槽对应的圆弧为劣弧，所述第一圆弧槽对应的弧长大于所述第二圆弧槽对应的弧长，当所述钻杆位于所述拆装位置时同时位于所述第一圆弧槽和所述第二圆弧槽中。
可选择地，所述固定块可拆卸地连接于所述固定装置，所述活动块可拆卸地连接于连接单元，该连接单元的一端通过轴铰接于所述固定装置，另一端通过锁止单元可释放地锁定于所述固定装置。
可选择地，所述连接单元上还设置有用于操作所述连接单元绕所述轴转动的操作手柄。
可选择地，所述连接单元包括相互平行的第一连接板和第二连接板，以及连接所述第一连接板和第二连接板的中间连接板，两个所述活动块分别安装在所述第一连接板和第二连接板上，所述中间连接板的一端通过所述轴铰接于所述固定装置，另一端与所述锁止单元相配合。
可选择地，所述锁止单元包括螺杆和与所述螺杆螺纹配合的止挡件，所述连接单元上形成有供所述螺杆穿过的开口，所述螺杆的第一端连接于所述固定装置，与所述第一端相对的第二端能够穿过所述开口以与所述止挡件连接，从而限制所述连接单元绕所述轴的转动。
可选择地，所述螺杆远离所述止挡件的所述第一端通过销轴铰接于所述固定装置，以转动地进入或离开所述开口。
可选择地，所述固定装置包括第一主体和用于可释放地夹持所述钻杆的第一夹持单元，所述第一主体设置有用于容纳所述钻杆的第一凹槽，该第一凹槽的中心点与所述预设轴线相重合，所述第一夹持单元包括第一夹持件和用于驱动所述第一夹持件运动的第一驱动件，所述第一夹持件通过所述第一驱动件连接于所述第一主体。
可选择地，所述第一夹持件设置有两个，且在垂直于所述预设轴线的方向上设置在所述第一凹槽的两侧，所述第一驱动件与所述第一夹持件一一对应地设置，用于驱动两个所述第一夹持件相互靠近以实现对所述钻杆的夹持或者相互远离以实现对所述钻杆的释放。
可选择地，所述第一夹持件构造为第一V形虎牙板，所述第一驱动件构造为液压油缸，所述第一V形虎牙板固定于所述液压油缸的活塞杆的端部。
可选择地，所述致动装置包括活动主体、固定主体、用于夹持所述钻杆的第二夹持单元和致动件，所述活动主体设置有用于容纳所述钻杆的第二凹槽，该第二凹槽的中心点与所述预设轴线相重合，所述第二夹持单元包括第二夹持件和用于驱动所述第二夹持件运动的第二驱动件，所述第二夹持件通过所述第二驱动件连接于所述活动主体，所述活动主体绕所述预设轴线可转动地连接于所述固定主体，所述致动件驱动所述活动主体绕所述预设轴线转动。
可选择地，所述活动主体通过滑动连接结构连接于所述固定主体，所述滑动连接结构包括相互配合的滑块和滑槽，该滑槽构造为圆心在所述预设轴线上的圆弧形槽，所述滑块构造为弧形滑块，所述滑块和所述滑槽中的一者设置于所述活动主体，所述滑块和所述滑槽中的另一者设置于所述固定主体。
可选择地，所述滑动连接结构设置有两个，并且沿所述预设轴线方向间隔设置。
可选择地，所述致动件构造为液压油缸，所述液压油缸的活塞杆的端部铰接于所述活动主体，所述液压油缸的缸体铰接于所述固定主体。
可选择地，所述第二夹持件设置有两个，且在垂直于所述预设轴线的方向上设置在所述第二凹槽的两侧，所述第二驱动件与所述第二夹持件一一对应地设置，用于驱动两个所述第二夹持件相互靠近以实现对所述钻杆的夹持或者相互远离以实现对所述钻杆的释放。
可选择地，所述第二夹持件构造为第二V形虎牙板，所述第二驱动件构造为液压油缸，所述第二V形虎牙板固定于所述液压油缸的活塞杆的端部。
可选择地，所述钻杆拆装机构还包括用于辅助所述固定装置限制所述钻杆移动的辅助固定装置。
可选择地，所述辅助固定装置包括第二主体和用于可释放地夹持所述钻杆的第三夹持单元，所述第二主体设置有用于容纳所述钻杆的第三凹槽，该第三凹槽的中心点与所述预设轴线相重合，所述第三夹持单元包括第三夹持件和用于驱动所述第三夹持件运动的第三驱动件，所述第三夹持件通过所述第三驱动件连接于所述第二主体。
可选择地，所述第三夹持件设置有两个，且在垂直于所述预设轴线的方向上设置在所述第三凹槽的两侧，所述第三驱动件与所述第三夹持件一一对应地设置，用于驱动两个所述第三夹持件相互靠近以实现对所述钻杆的夹持或者相互远离以实现对所述钻杆的释放。
可选择地，所述第三夹持件构造为第三V形虎牙板，所述第三驱动件构造为液压油缸，所述第三V形虎牙板固定于所述液压油缸的活塞杆的端部。
可选择地，所述钻杆拆装机构还包括推进梁，所述固定装置和所述致动装置可拆卸地固定在所述推进梁上。
通过上述技术方案，即通过本公开提供的钻杆拆装机构，在拆装钻杆之前，通过定位装置预先对钻杆的位置进行定位，使钻杆的轴线与定位装置所限定的预设轴线重合，以校正钻杆的位置，防止钻杆在拆装的过程中发生偏心转动；之后，通过固定装置和致动装置夹持和转动转杆，实现对钻杆连接丝扣的拧紧或松动。在拆装钻杆的过程中，通过定位装置对钻杆的预先定位，能够避免钻杆在拆装时因偏心转动而发生弯曲、变形或损坏等情况，达到延长钻杆使用寿命的目的。此外，通过活动块与固定块的配合，定位装置还具备辅助固定装置限制钻杆移动的功能，以防止钻杆在拆装过程中从固定装置崩出，提高作业安全性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开示例性实施方式提供的钻杆拆装机构的立体结构示意图；
图2是本公开示例性实施方式提供的固定装置的立体结构示意图；
图3是本公开示例性实施方式提供的固定装置沿A-A方向的剖视图；
图4是本公开示例性实施方式提供的致动装置的立体结构示意图；
图5是本公开示例性实施方式提供的致动装置沿B-B方向的剖视图，其中，致动件未示出；
图6是本公开示例性实施方式提供的致动装置的爆炸图，其中，致动件未示出；
图7是本公开示例性实施方式提供的辅助固定装置的立体结构示意图；
图8是本公开示例性实施方式提供的辅助固定装置沿C-C方向的剖视图。
附图标记说明
1 固定装置 11 第一凹槽
12 第一夹持件 13 第一驱动件
14 第一主体 2 致动装置
21 第二凹槽 22 第二夹持件
23 第二驱动件 24 活动主体
25 固定主体 3 辅助固定装置
31 第三凹槽 32 第三夹持件
33 第三驱动件 34 第二主体
41 固定块 42 活动块
43 第一圆弧槽 44 第二圆弧槽
51 第一连接板 52 第二连接板
53 中间连接板 54 轴
55 操作手柄 61 螺杆
62 止挡件 63 开口
64 销轴 71 滑块
72 滑槽 73 致动件
8 推进梁
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，“内、外”是指相应结构轮廓的内外。
如图1至图8所示，本公开提供一种钻杆拆装机构，该钻杆拆装机构包括用于限定钻杆的拆装位置的定位装置、用于在拆装位置限制钻杆移动的固定装置1和使得位于拆装位置的钻杆能够绕其轴线转动的致动装置2。为方便钻杆的拆装，固定装置1和致动装置2可以可拆卸地固定在推进梁8上。上述定位装置包括相互配合以限定预设轴线的固定块41和活动块42，固定块41相对于固定装置1固定，活动块42能够选择性地相对于固定装置1固定，以允许钻杆进入拆装位置或从拆装位置移出，并且允许活动块42与固定块41相配合以限制钻杆的移动，当钻杆位于拆装位置时其自身的轴线与预设轴线重合。
通过上述技术方案，即通过本公开提供的钻杆拆装机构，在拆装钻杆之前，通过定位装置预先对钻杆的位置进行定位，使钻杆的轴线与定位装置所限定的预设轴线重合，以校正钻杆的位置，防止钻杆在拆装的过程中发生偏心转动；之后，通过固定装置1和致动装置2夹持和转动转杆，实现对钻杆连接丝扣的拧紧或松动。在拆装钻杆的过程中，通过定位装置对钻杆的预先定位，能够避免钻杆在拆装时因偏心转动而发生弯曲、变形或损坏等情况，达到延长钻杆使用寿命的目的。此外，通过活动块42与固定块41的配合，定位装置还具备辅助固定装置限制钻杆移动的功能，以防止钻杆在拆装过程中从固定装置崩出，提高作业安全性。在本公开提供的示例性实施方式中，上述固定块41和活动块42成对地设置，定位装置设置有两对固定块41和活动块42，该两对固定块41和活动块42限定预设轴线。也就是说，每对固定块41和活动块42可以相互配合以限定一个定位点，两个定位点之间的连线即为上述的预设轴线，该预设轴线与钻杆本身的轴线共线。这样，当钻杆被限定于两对固定块41和活动块42之间时，钻杆的轴线会与预设轴线重合，从而达到矫正钻杆偏移量，防止钻杆在拆卸过程中弯曲的目的。
进一步地，如图2和图3所示，固定块41上设置有第一圆弧槽43，活动块42上设置有第二圆弧槽44，第一圆弧槽43与第二圆弧槽44相对设置，且第一圆弧槽43与第二圆弧槽44对应的圆弧的曲率半径相同，且第二圆弧槽44对应的圆弧为劣弧，第一圆弧槽43对应的弧长大于第二圆弧槽44对应的弧长，当钻杆位于拆装位置时同时位于第一圆弧槽43和第二圆弧槽44中。第一圆弧槽43的圆弧对应的圆心点与第二圆弧槽44的圆弧对应的圆心点重合，该重合的圆心点即为上文所述的定位点，当钻杆位于第一圆弧槽43和第二圆弧槽44中时，钻杆的轴线与圆心点重合，实现钻杆的导向和预定位。并且，当钻杆位于第一圆弧槽43和第二圆弧槽44中时，第一圆弧槽43和第二圆弧槽44的表面抵顶钻杆的表面，以辅助固定装置1限定钻杆的移动，防止钻杆崩出固定装置1。
为提高本公开的钻杆拆装机构的通用性，使其能适用于多种不同尺寸的钻杆，固定块41可拆卸地连接于固定装置1，活动块42可拆卸地连接于连接单元，该连接单元的一端通过轴54铰接于固定装置1，另一端通过锁止单元可释放地锁定于固定装置1。在拆装不同尺寸的钻杆时，可以根据钻杆的形状和直径更换与其相适配的固定块41和活动块42。这样，即使在拆装不同尺寸的钻杆时，本公开提供的钻杆拆装机构依旧可以对钻杆进行导向和预定位。此外，活动块42是通过连接单元连接于固定装置1，在更换连接块和固定块41时，可以先解除连接单元与固定装置1的锁定，然后将连接单元转动到合适的位置，为活动块42和固定块41提供合适的拆装空间，使活动块42和固定块41便于更换。连接单元上还可以设置有用于操作连接单元绕轴54转动的操作手柄55，以便于操作并控制连接单元转动。
在本公开提供的示例性实施方式中，如图2和图3所示，上述连接单元包括相互平行的第一连接板51和第二连接板52，以及连接第一连接板51和第二连接板52的中间连接板53，两个活动块42分别安装在第一连接板51和第二连接板52上，中间连接板53的一端通过轴54铰接于固定装置1，另一端与锁止单元相配合，操作手柄55安装在中间连接板53上。
上述锁止单元可以通过多种实施方式将连接单元可释放地锁定在固定装置1上，在本公开提供的一种实施方式中，如图2和图3所示，锁止单元包括螺杆61和螺杆61螺纹配合的止挡件62，连接单元上形成有供螺杆61穿过的开口63，螺杆61的第一端连接于固定装置1，与第一端相对的第二端能够穿过开口63以与止挡件62连接，从而限制连接单元绕轴54的转动。通过操作止挡件62，止挡件62可沿螺杆61的轴线运动，从而靠近或远离连接单元。当止挡件62靠近连接单元时，会给连接单元施加一个作用力，使其抵顶固定装置1，从而将连接单元锁定在固定装置1上，当止挡件62远离连接单元时，上述作用力逐渐减小并消失，使连接单元脱离固定装置1并可绕轴54转动。
进一步地，螺杆61远离止挡件62的第一端可以通过销轴64铰接于固定装置1，以转动地进入或离开开口63。这样，当连接单元转动时，螺杆61和与螺杆61连接的止挡件62可以同时离开上述开口63，即，远离连接单元，以尽可能的最大化连接单元的转动角度，方便固定块41和活动块42的拆卸，避免螺杆61或止挡件62干涉连接单元的转动。
如图1至图3所示，在本公开提供的示例性实施方式中，固定装置1包括第一主体14和用于可释放地夹持钻杆的第一夹持单元，第一主体14设置有用于容纳钻杆的第一凹槽11，该第一凹槽11的中心点与预设轴线相重合，第一夹持单元包括第一夹持件12和用于驱动第一夹持件12运动的第一驱动件13，第一夹持件12通过第一驱动件13连接于第一主体14。第一凹槽11的中心点为位于该第一凹槽11内的钻杆的轴线上的一点，也就是说，第一凹槽11的中心点、预设轴线、以及钻杆的轴线三者重合，以保证经过定位装置预定位后的钻杆可以位于第一凹槽11的中心，避免位于固定装置1内的钻杆的轴线发生偏移。
进一步地，第一夹持件12设置有两个，且在垂直于预设轴线的方向上设置在第一凹槽11的两侧，第一驱动件13与第一夹持件12一一对应地设置，用于驱动两个第一夹持件12相互靠近以实现对钻杆的夹持或者相互远离以实现对钻杆的释放。
具体地，在本公开提供的具体实施方式中，如图2所示，第一夹持件12构造为第一V形虎牙板，第一驱动件13构造为液压油缸，第一V形虎牙板固定于液压油缸的活塞杆的端部。通过液压油缸的活塞杆的伸缩，可驱动两个第一V形虎牙板相对运动，以同时靠近或远离钻杆。当第一V形虎牙板靠近钻杆时，钻杆的表面与第一V形虎牙板的V形夹持面抵顶，且钻杆被夹持并限制在两个相对的第一V形虎牙板之间，从而实现对钻杆的固定和夹紧。
如图4至图6所示，在本公开提供的示例性实施方式中，致动装置2包括活动主体24、固定主体25、用于夹持钻杆的第二夹持单元和致动件73，活动主体24设置有用于容纳钻杆的第二凹槽21，该第二凹槽21的中心点与预设轴线相重合，第二夹持单元包括第二夹持件22和用于驱动第二夹持件22运动的第二驱动件23，第二夹持件22通过第二驱动件23连接于活动主体24，活动主体24绕预设轴线可转动地连接于固定主体25，致动件73驱动活动主体24绕预设轴线转动。第二凹槽21的中心点为位于该第二凹槽21内的钻杆的轴线上的一点，第二凹槽21的中心点、第一凹槽11的中心点、预设轴线以及钻杆的轴线四者重合设置，以避免位于致动装置2内的钻杆的轴线发生偏移。第二夹持件22用于夹持并固定钻杆，致动件73用于驱动活动主体24绕预设轴线转动，这样，活动主体24可夹持并同时带动钻杆绕其自身的轴线转动，从而拧紧或拧松钻杆间的连接丝扣，实现对钻杆的自动拆装。
进一步地，活动主体24可以通过多种实施方式绕预设轴线转动地连接于固定主体25，在本公开提供的一种实施方式中，如图4和图6所示，活动主体24通过滑动连接结构连接于固定主体25，滑动连接结构包括相互配合的滑块71和滑槽72，该滑槽72构造为圆心在预设轴线上的圆弧形槽，滑块71构造为弧形滑块，滑块71和滑槽72中的一者设置于活动主体24，滑块71和滑槽72中的另一者设置于固定主体25，当致动件73驱动活动主体24转动时，滑块71沿滑槽72限定的轨迹移动，从而使活动主体24绕预设轴线转动。作为一种可选的实施方式，为了避免活动主体24在相对于固定主体25转动的过程中发生移位，滑槽72可以构造为燕尾槽。
在本公开提供的具体实施方式中，为了使得活动主体24与固定主体25之间能够相对平稳地滑动，固定主体25可以包括两块相互平行的板状件，该两个板状件在预设轴线方向上分别位于活动主体24的两侧，其中，每一侧都可以对应设置有上述滑动连接结构，以增强活动主体24的转动稳定性。
在本公开提供的一种具体实施方式中，致动件73构造为液压油缸，液压油缸的活塞杆的端部铰接于活动主体24，以通过活塞杆的伸缩驱动活动主体24转动，液压油缸的缸体铰接于固定主体25(未示出)，以在活塞杆的位置因活动主体24转动而变化时，液压油缸的缸体能根据活塞杆的位置变化做出适应性调整，从而尽可能的最大化活动主体24的转动角度，避免干涉活动主体24的转动。在本公开提供的另外的实施方式中，固定主体25固定于推进梁8，因此，考虑到结构自身尺寸的因素，液压油缸的缸体也可以与推进梁8铰接。
如图5所示，在本公开提供的示例性实施方式中，上述第二夹持件22设置有两个，且在垂直于预设轴线的方向上设置在第二凹槽21的两侧，第二驱动件23与第二夹持件22一一对应地设置，用于驱动两个第二夹持件22相互靠近以实现对钻杆的夹持或者相互远离以实现对钻杆的释放。
具体地，第二夹持件22构造为第二V形虎牙板，第二驱动件23构造为液压油缸，第二V形虎牙板固定于液压油缸的活塞杆的端部。第二夹持件22和第二驱动件23的工作原理与第一夹持件12和第一驱动件13的工作原理相同，为了避免赘述，在此不再描述。
如图1、图7和图8所示，本公开提供的钻杆拆装机构中还包括用于辅助固定装置1限制钻杆移动的辅助固定装置3，该辅助固定装置3可以与固定装置1配合，共同夹紧钻杆，从而提高钻杆拆装机构的夹持稳定性。辅助固定装置3可以与固定装置1一起可拆卸地固定在推进梁8上。
进一步地，辅助固定装置3包括第二主体34和用于可释放地夹持钻杆的第三夹持单元，第二主体34设置有用于容纳钻杆的第三凹槽31，该第三凹槽31的中心点与预设轴线相重合，第三夹持单元包括第三夹持件32和用于驱动第三夹持件32运动的第三驱动件33，第三夹持件32通过第三驱动件33连接于第二主体34。第三凹槽31的中心点为位于该第三凹槽31中的钻杆的轴线上的一点，第三凹槽31的中心点与第一凹槽11的中心点、第二凹槽21的中心点、预设轴线以及钻杆的轴线同时重合。
进一步地，第三夹持件32设置有两个，且在垂直于预设轴线的方向上设置在第三凹槽31的两侧，第三驱动件33与第三夹持件32一一对应地设置，用于驱动两个第三夹持件32相互靠近以实现对钻杆的夹持或者相互远离以实现对钻杆的释放。
具体地，第三夹持件32构造为第三V形虎牙板，第三驱动件33构造为液压油缸，第三V形虎牙板固定于液压油缸的活塞杆的端部。第三夹持件32和第三驱动件33的工作原理与第一夹持件12和第一驱动件13的工作原理相同，在此不再描述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。