矿用钻杆液压联动卡紧装置的制作方法

本实用新型涉及钻探设备领域，具体涉及一种矿用钻杆液压联动卡紧装置。

背景技术：

目前随着开采水平不断加深，地质条件越来越复杂，探放老空积水、含水层水、断层水压力较大，在传统探放水安卸钻杆工艺中，用人力配合防倒绳托住钻杆进行逐根安装，由于角度大、数量多、自重大，需大量的人力进行操作。特别是在大仰角情况下安卸时，由于角度大、重量大钻杆很容易从孔内滑出造成安全事故；而在俯角情况下卸钻杆时，钻杆则容易滑至孔底造成材料、人力的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种矿用钻杆液压联动卡紧装置，解决因角度大、重量大钻杆容易从孔内滑出或滑至孔底造成安全事故或材料、人力浪费的问题。

本实用新型的目的是以如下方式实现的：一种矿用钻杆液压联动卡紧装置，包括钻杆夹持器、液压卡盘、联动单元和泵站系统，钻杆夹持器和液压卡盘设置在钻杆的前后两端，所述钻杆夹持器包括一个柱体，柱体的中部设有矩形通孔，矩形通孔中设置两个开口相对的齿瓦，齿瓦的背面连接有顶杆，柱体的两侧各开设一与矩形通孔相贯通的顶杆槽孔，顶杆位于顶杆槽孔中，顶杆上套置有压缩弹簧，压缩弹簧的一端抵靠在顶杆扩径端的外缘面上，另一端抵靠在顶杆槽孔的内侧缩颈处，柱体的左右两侧对应所述顶杆槽孔处各固定设置一千斤顶盒，千斤顶盒中固定安装有液压千斤顶，液压千斤顶的柱塞杆的前端对应指向所述顶杆，顶杆的扩径端与柱塞杆抵接，柱体的前后两端各设置一固定板，所述联动单元为一个三位四通手动换向阀，泵站系统包括电动机、油箱和齿轮泵，电动机一端控制连接齿轮泵，齿轮泵的进油口通过管路连接油箱，齿轮泵的出油口通过供油管路连接三位四通手动换向阀的进油口P，三位四通手动换向阀4的回油口T通过回油管路连接油箱，供油管路与回油管路之间连接有溢流阀，与液压千斤顶相连接的千斤顶油管以及与液压卡盘相连接的卡盘油管通过三通阀与三位四通手动换向阀的工作油口A相连。

所述液压卡盘包括前端盖、后端盖以及设置在前端盖和后端盖之间的壳体，壳体内设置有缸体，缸体内设置有活塞、卡瓦座和卡瓦，卡瓦座的一端与壳体内腔中的碟簧相抵靠，卡瓦座的另一端抵接所述活塞，卡瓦座的内侧设置沿径向向卡盘中心滑动并用于夹紧钻杆的卡瓦，卡瓦座与活塞在径向方向设置推力球轴承，所述缸体与壳体之间设有推动活塞移动的油压腔。

工作时液压油从进出油口进入油压腔，随着压力的升高，在压力油的作用下，活塞右移，经推力球轴承推动卡瓦座，压圈一起右移，使碟簧受到压缩，卡瓦座在向右移动的同时卡瓦在弹簧圈的作用下作离开圆心的水平运动，从而达到松开钻杆的目的；需夹紧钻杆时，操作三位四通手动换向阀，式卡盘封闭腔的油液经油管，和换向阀与油箱相通，此时封闭腔无压力，碟簧则在弹性力的作用下，自动复位，并推动压圈、卡瓦座、经推力球轴承与活塞向左移动，带动卡瓦作向心水平运动，从而达到夹紧钻杆的目的。

两个液压千斤顶的进出油口经过三通阀实现与千斤顶油管相连，所述千斤顶油管上安装一个截止阀。

柱体的外侧固定一耐磨导向套，耐磨导向套的轴心线与钻杆共线。耐磨导向套能扶正钻杆，在正常钻进使时钻杆磨不到齿瓦，对齿瓦起到一个保护作用。

在井下探放水、探断层钻进过程中，将本实用新型装置通过固定板固定在巷道壁固定锚杆上。当钻机液压卡盘供液给压卡紧钻杆时，本实用新型装置泄液卸压，其顶杆在压缩弹簧的作用下，向回拉动齿瓦，使齿瓦松开钻杆；当钻机液压卡盘泄液卸压时，液压卡盘松开钻杆，本实用新型装置供液给压，液压千斤顶的柱塞杆推动顶杆，使顶杆带动齿瓦卡紧钻杆，通过一张一弛实现地质钻杆的固定、推拉，实现用钻机自动安卸钻杆。

本实用新型结构简单、操作方便，不再需要多人同时托住钻杆操作，大大节约了人力；同时有效解决了因钻杆自重大容易下滑的问题，极大的提高了安卸钻杆时的安全系数，避免了不必要的材料和人力的浪费，适合应用于井下探放水、探断层作业中出现大角度施工过程中，安卸钻杆困难的情况。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是钻杆夹持器的俯视结构示意图；

图3是钻杆夹持器的主视结构示意图；

图4是液压卡盘的结构示意图。

图中：1.油箱，2.齿轮泵，3.电动机，4.三位四通手动换向阀，5. 卡盘油管，6.钻杆夹持器，61.固定板，62.千斤顶盒，63.柱塞杆，64.压缩弹簧，65.顶杆，66.齿瓦，67.耐磨导向套，68.进出油口，69.柱体，610.液压千斤顶，7.液压卡盘，71.碟簧，72.卡瓦座，73.卡瓦，74.推力球轴承，75.活塞，76.前端盖，77.后端盖，78.缸体，79.油压腔，8.截止阀，9.千斤顶油管。

具体实施方式

参照图1—4，一种矿用钻杆液压联动卡紧装置，包括钻杆夹持器、液压卡盘、联动单元和泵站系统，钻杆夹持器和液压卡盘设置在钻杆的前后两端，所述钻杆夹持器9包括一个柱体69，柱体69的中部设有矩形通孔，矩形通孔中设置两个开口相对的齿瓦66，齿瓦66的背面连接有顶杆65，柱体69的两侧各开设一与矩形通孔相贯通的顶杆槽孔，顶杆65位于顶杆槽孔中，顶杆65上套置有压缩弹簧64，压缩弹簧64的一端抵靠在顶杆扩径端的外缘面上，另一端抵靠在顶杆槽孔的内侧缩颈处，柱体69的左右两侧对应所述顶杆槽孔处各固定设置一千斤顶盒62，千斤顶盒62中固定安装有液压千斤顶，液压千斤顶610的柱塞杆的前端对应指向所述顶杆65，柱体69的前后两端各设置一固定板61，所述联动单元为一个三位四通手动换向阀4，所述泵站系统包括电动机3、油箱1和齿轮泵2，电动机3一端控制连接齿轮泵2，齿轮泵2的进油口通过管路连接油箱1，齿轮泵2的出油口通过供油管路连接三位四通手动换向阀4的进油口P，三位四通手动换向阀4的回油口T通过回油管路连接油箱1，供油管路与回油管路之间连接有溢流阀，与液压千斤顶610相连接的千斤顶油管9以及与液压卡盘7相连接的卡盘油管5通过三通阀与三位四通手动换向阀4的工作油口A相连，柱体的外侧固定一耐磨导向套67，耐磨导向套67的轴心线与钻杆共线。

所述液压卡盘7包括前端盖76、后端盖77以及设置在前端盖和后端盖之间的壳体，壳体内设置有缸体78，缸体78内设置有活塞75、卡瓦座72和卡瓦73，卡瓦座72的一端与壳体内腔中的碟簧71相抵靠，卡瓦座72的另一端抵接所述活塞75，卡瓦座72的内侧设置沿径向向卡盘中心滑动并用于夹紧钻杆的卡瓦73，卡瓦座72与活塞75在径向方向设置推力球轴承74，所述缸体78与壳体之间设有推动活塞移动的油压腔79；两个液压千斤顶610的进出油口68经过三通阀实现与千斤顶油管9相连，所述千斤顶油管9上安装一个截止阀8。

本实用新型的工作过程：当三位四通手动换向阀4给压时，抗磨液压油通过油管使液压千斤顶610的柱塞杆63伸出，推动顶杆65挤压压缩弹簧64使齿瓦66夹紧钻杆；同时，抗磨液压油通过油管使缸体78中的活塞75挤压卡瓦座72，压缩碟簧64使卡瓦73松开钻杆；当三位四通手动换向阀4卸压时，抗磨液压油通过油管回流，顶杆65在压缩弹簧64的作用下推挤柱塞杆63，使液压千斤顶610复位，齿瓦66松开钻杆；同时，抗磨液压油通过油管回流，碟簧71张开挤压卡瓦座72，使缸体78中的活塞75复位，卡瓦73夹紧钻杆；当三位四通手动换向阀4给液闭锁时，钻杆夹持器6处于夹紧钻杆的状态，液压卡盘7在液压作用下压缩碟簧64松开钻杆，由于钻杆夹持器6与液压卡盘7为油路串联，液压卡盘7中碟簧64的压力传导给钻杆夹持器6，使其始终处于夹紧钻杆状态；如果出现卸液，液压卡盘7在碟簧64的作用下夹紧钻杆，使钻杆无法下滑；以上下截止阀8均为开启状态；在维修液压卡盘7，首先使钻杆夹持器夹紧钻杆，关闭截止阀，使钻杆无法下滑，然后对液压卡盘7进行维修。