一种钻杆夹紧机构的制作方法

1.本实用新型涉及钻杆提下设备技术领域，特别是涉及一种钻杆夹紧机构。


背景技术：

2.目前全液压动力头钻机在提下钻或者加接单根时，往往需要先将动力头主轴与钻杆连接，提起或者下放钻具，后卸开主轴和钻杆连接处的螺纹，常会损坏或者磨损动力头主轴下方螺纹；有时为提高提下钻效率，在提下钻或加接钻杆需要借助外部提引器、吊卡或者其他提引装置，实现提下钻的目的，这样极大增加了工人劳动强度，增加辅助时间，提高施工成本、降低施工效率，另外在孔内出现卡钻、埋钻等钻井事故时，需要迅速提下钻或者加接单根，人员先安装提引器会浪费时间，或者在出现井涌、井喷事故时孔口操作人员难以靠近钻机孔口时，都会给施工带来安全风险，也会对操作人员带来危险，从而导致施工成本高，钻进效率低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种钻杆夹紧机构，以解决上述现有技术存在的问题，使得提下钻或者加接单根过程操作简便、工作安全、稳定可靠。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种钻杆夹紧机构，包括：驱动装置、卡瓦夹紧装置，所述驱动装置和所述卡瓦夹紧装置均用于设置于动力头箱体的底部，所述卡瓦夹紧装置与所述动力头主轴同轴设置，所述驱动装置用于驱动所述卡瓦夹紧装置夹紧钻杆，所述驱动装置和所述卡瓦夹紧装置能够随着所述动力头箱体上升和下降。
6.优选的，所述卡瓦夹紧装置包括支撑架和多个卡瓦，所述支撑架固定设置于所述动力头箱体底部，多个所述卡瓦绕一第一圆周排布，多个所述卡瓦均沿所述第一圆周的径向能够移动地设置于所述支撑架上，所述驱动装置能够驱动所述卡瓦向所述第一圆周的中心移动。
7.优选的，所述支撑架为套筒型柱架，所述支撑架上绕一第二圆周设置有多个导向孔，所述第二圆周和所述第一圆周同轴，一个所述卡瓦对应于一个所述导向孔，所述卡瓦沿所述第二圆周的径向贯穿所述导向孔，并能够在所述导向孔中沿着所述第二圆周的径向移动。
8.优选的，所述驱动装置包括驱动装置本体和驱动件，所述驱动件呈套筒状，所述驱动件套设于所述支撑架外并能够沿着所述支撑架的长度方向移动，所述驱动件远离所述动力头箱体的一端为驱动端，所述驱动件靠近所述驱动端的内壁为锥形的驱动面，所述驱动面的大端朝向所述卡瓦；所述驱动装置本体的设置于所述动力头箱体上，所述驱动装置本体的自由端连接于所述驱动件上，所述驱动装置本体能够驱动所述驱动件沿所述支撑架的长度方向移动；
9.所述卡瓦朝向所述支撑架外侧的一端为与所述驱动面相匹配的被驱动面，所述驱
动面能够压紧于所述被驱动面上。
10.优选的，所述驱动装置本体包括两个夹紧油缸，两个所述夹紧油缸均铰接于所述动力头箱体的底部，两个所述夹紧油缸的自由端均铰接于所述驱动件的外壁上，两个所述夹紧油缸的自由端与所述驱动件的铰接点在所述驱动件的同一条直径的延伸线。
11.优选的，所述驱动件上设置有多个沿长度方向延伸的限位长孔，各所述卡瓦朝向所述支撑架外侧的端面上固定设置有限位柱，一个所述限位长孔对应于一个所述卡瓦，所述卡瓦上的所述限位柱始终位于与该所述卡瓦相对应的所述限位长孔中。
12.优选的，所述限位柱为一螺栓，所述卡瓦上设置有螺纹孔。
13.优选的，所述支撑架包括同轴设置且焊接连接的卡瓦座和导向筒，所述导向筒的顶部固定设置于所述动力头箱体的底部，所述卡瓦座固定设置于所述导向筒的底部。
14.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
15.本实用新型提供的钻杆夹紧机构中的驱动装置和卡瓦夹紧装置均直接设置于动力头箱体的底部，且卡瓦夹紧装置与动力头主轴同轴设置，驱动装置和卡瓦夹紧装置能够随着动力头箱体上升和下降，因此，可直接采用卡瓦夹紧装置来夹紧钻杆后进行提下钻的过程，省去频繁拧卸主轴和钻杆连接螺纹或者人工操作拧卸蘑菇头、挂拆提引器等步骤，该装置具有结构简单、操作简便、工作安全、稳定、可靠、使用成本低、劳动强度小、辅助时间短以及提高钻进效率等优点。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提供的钻杆夹紧机构未夹紧钻杆时的结构示意图；
18.图2为本实用新型提供的钻杆夹紧机构夹紧钻杆时的结构示意图；
19.图3为图2中a-a向剖视图；
20.图中：1-支撑架、11-卡瓦座、12-导向筒、2-卡瓦、3-限位柱、4-驱动件，41-焊接销轴、5-夹紧油缸、6-销轴、7-动力头主轴、8-动力头箱体。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型的目的是提供一种钻杆夹紧机构，以解决现有技术存在的问题，使得提下钻或者加接单根过程操作简便、工作安全、稳定可靠。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.本实用新型提供一种钻杆夹紧机构，包括：驱动装置、卡瓦夹紧装置，驱动装置和
卡瓦夹紧装置均用于设置于动力头箱体8的底部，卡瓦夹紧装置与动力头主轴7同轴设置，驱动装置用于驱动卡瓦夹紧装置夹紧钻杆，驱动装置和卡瓦夹紧装置能够随着动力头箱体8上升和下降，在使用时，将动力头箱体8的位置下降至卡瓦夹紧装置对应于钻杆，此时，通过驱动装置驱动卡瓦夹紧装置夹紧钻杆，夹紧后，升起动力头箱体8即可实现提钻过程。
25.本实用新型提供的钻杆夹紧机构中的驱动装置和卡瓦夹紧装置均直接设置于动力头箱体8的底部，且卡瓦夹紧装置与动力头主轴7同轴设置，驱动装置和卡瓦夹紧装置能够随着动力头箱体8上升和下降，因此，可直接采用卡瓦夹紧装置来夹紧钻杆后进行提下钻的过程，省去频繁拧卸主轴和钻杆连接螺纹或者人工操作拧卸蘑菇头、挂拆提引器等步骤，该装置具有结构简单、操作简便、工作安全、稳定、可靠、使用成本低、劳动强度小、辅助时间短以及提高钻进效率等优点。
26.进一步的，卡瓦夹紧装置包括支撑架1和多个卡瓦2，可根据钻杆外径尺寸大小，更换相应卡瓦2，应用范围广，支撑架1固定设置于动力头箱体8底部，多个卡瓦2绕一第一圆周排布，第一圆周的中心线与动力头主轴7的中心线重合，多个卡瓦2均沿第一圆周的径向能够移动地设置于支撑架1上，驱动装置能够驱动卡瓦2向第一圆周的中心移动，以实现多个卡瓦2将钻杆夹紧的目的。
27.进一步的，支撑架1为套筒型柱架，支撑架1上绕一第二圆周设置有多个导向孔，第二圆周和第一圆周同轴，一个卡瓦2对应于一个导向孔，卡瓦2沿第二圆周的径向贯穿导向孔，并能够在导向孔中沿着第二圆周的径向移动，导向孔为卡瓦2提供导向，使得卡瓦2在受力时只能够沿着第二圆周的径向移动，提高操作的稳定性。
28.进一步的，驱动装置包括驱动装置本体和驱动件4，驱动件4呈套筒状，驱动件4套设于支撑架1外并能够沿着支撑架1的长度方向移动，驱动件4远离动力头箱体8的一端为驱动端，驱动件4靠近驱动端的内壁为锥形的驱动面，驱动面的大端朝向卡瓦2；驱动装置本体的设置于动力头箱体8上，驱动装置本体的自由端连接于驱动件4上，驱动装置本体能够驱动驱动件4沿支撑架1的长度方向移动；卡瓦2朝向支撑架1外侧的一端为与驱动面相匹配的被驱动面，卡瓦2的外壁为外锥面，驱动件4靠近底部部分的内壁为内锥面，外锥面和内锥面的锥度相同，驱动面能够压紧于被驱动面上，驱动装置本体包括两个夹紧油缸5，两个夹紧油缸5均铰接于动力头箱体8的底部，两个夹紧油缸5的自由端均铰接于驱动件4的外壁上，两个夹紧油缸5的自由端与驱动件4的铰接点在驱动件4的同一条直径的延伸线，采用液压控制，能够安全可靠的夹紧钻杆；采用斜面增力原理，减小夹紧结构体积，缩短夹紧油缸5行程，当夹紧油缸5的活塞伸出时，作用于通卡瓦2背后的锥面的正压力通过力的正交分解原理得到作用于钻杆表面水平方向的正压力，该正压力通过卡瓦齿上摩擦因数的作用下转化为竖直方向的摩擦力，当摩擦力大于或等于钻杆重力时可夹紧钻杆，且能完全确保钻杆夹紧时可靠稳定；使用时，驱动装置本体推动驱动件4下移进而驱动卡瓦2将钻杆夹紧，需要松开钻杆时，驱动装置本体拉动驱动件4上移进而松开卡瓦2。
29.进一步的，驱动件4上设置有多个沿长度方向延伸的限位长孔，各卡瓦2朝向支撑架1外侧的端面上固定设置有限位柱3，一个限位长孔对应于一个卡瓦2，卡瓦2上的限位柱3始终位于与该卡瓦2相对应的限位长孔中，优选的，限位柱3为一螺栓，卡瓦2上设置有螺纹孔，螺栓螺纹连接于螺纹孔中，上述设置能够防止卡瓦2掉落于井内。
30.进一步的，支撑架1包括同轴设置且焊接连接的卡瓦座11和导向筒12，导向筒12的
顶部固定设置于动力头箱体8的底部，卡瓦座11固定设置于导向筒12的底部。
31.进一步的，提下钻时，采用该夹紧机构直接夹紧钻杆，上提或者下放钻具，省去拧卸动力头主轴7和钻杆上部螺纹的步骤，减小对动力头主轴7的磨损和破坏。
32.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。