一种钻机用夹持器总成的制作方法

1.本实用新型涉及钻探技术领域，尤其是涉及一种钻机用夹持器总成。


背景技术：

2.在钻探施工中，需要经常使用钻杆夹持器。钻杆夹持器的好坏直接影响生产施工效率。现有技术中的工程钻机液压夹持器大都采用伸缩油缸进行夹持，卡瓦与夹持油缸杠杆由机械结构联接，通过给液压缸无杆腔给油，带动联接的卡瓦给进，进而夹持住钻杆，以便于后续工作。
3.但是，夹持器在施工作业的过程中存在以下两方面问题：一方面，夹持器长期夹持钻杆后，油缸内的液压油随夹持时间的增加而泄漏，最终导致溜缸，致使钻杆松动，容易掉落；而另一方面，油缸和油路发生故障后，也会导致夹持器松开钻杆，钻杆掉落。上述两种情况，都会造成前期的钻探成果毁于一旦，不仅降低了钻探效率，给用户带来经济损失，而且还存在安全隐患。
4.因此，有必要对现有技术中的钻机用夹持器总成进行改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种能够自动对钻杆进行夹持且保证夹持效果，防止钻杆掉落的钻机用夹持器总成。
6.为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种钻机用夹持器总成，包括夹持器座、具有供钻杆穿设的穿孔且沿穿孔轴向贯穿所述夹持器座的卡瓦座、与所述夹持器座连接并驱动所述卡瓦座沿所述穿孔轴向移动的平移机构和沿所述穿孔径向滑动于所述卡瓦座上的至少三个卡瓦；所述卡瓦与所述夹持器座滑动配合且二者的相对滑动方向与所述穿孔的轴心线方向存在夹角，所述卡瓦座和所述夹持器座之间设置有用于驱动所述卡瓦靠近所述穿孔轴心线以夹紧钻杆的弹性件，所述弹性件的伸缩变形方向与所述穿孔的轴向平行。
7.上述技术方案的钻机用夹持器总成中，卡瓦座上设置有供钻杆穿设的穿孔，当需要对穿孔内的钻杆夹持时，夹持器座上的平移机构驱动卡瓦座移动，驱动卡瓦座上的卡瓦沿径向靠近穿孔的轴心线，实现对钻杆的夹持。当平移机构发生故障后，弹性件依靠自身的弹性势能，使得夹持器座和卡瓦座之间沿穿孔轴向发生位移，使得卡瓦座上的卡瓦靠向穿孔的轴心线，最终卡瓦抵靠在钻杆的周向外缘，实现对钻杆的自动锁紧，防止钻杆掉落给用户带来经济损失和安全隐患。
8.优选的，所述卡瓦的活动轨迹与所述穿孔的轴心线位于同一平面。
9.通过采用上述技术方案，减小了夹持器座和卡瓦座发生相对移动时卡瓦的活动路径长度，以保证卡瓦沿穿孔轴向移动靠近穿孔轴心线时，能够快速夹紧钻杆。
10.优选的，所述卡瓦和所述夹持器座两者中，其中一个设置有滑槽，另一个与所述滑槽滑动配合，所述滑槽为直槽。
11.通过采用上述技术方案，能够进一步减小夹持器座和卡瓦座发生相对移动时，卡瓦的活动路径长度，方便卡瓦快速靠向穿孔轴心线移动，以夹紧钻杆。
12.优选的，所述滑槽滑动连接有耐磨垫，所述耐磨垫与所述卡瓦固定连接。
13.通过采用上述技术方案，能够减少卡瓦在夹持器座上移动时受到来自夹持器座的磨损，从而保证卡瓦的稳定移动和对钻杆的夹紧效果。
14.优选的，所述所述滑槽顶端与所述穿孔轴心线的距离大于所述滑槽底端与所述穿孔轴心线的距离。
15.通过采用上述技术方案，在钻杆受到卡瓦夹持初期，钻杆与卡瓦之间存在相对摩擦力，当驱动机构故障后，钻杆产生向下运动的趋势，进而使得卡瓦产生向下移动的趋势，由于滑槽顶端与穿孔轴心线的距离大于滑槽底端与穿孔轴心线的距离，当卡瓦产生向下移动的趋势后，在径向上，卡瓦产生靠向穿孔轴心线移动的趋势，如此，随着钻杆下降，卡瓦与穿孔轴心线的距离缩小，进一步增大卡瓦对钻杆的夹持作用力，以加强对钻杆的锁紧效果，防止钻杆掉落。
16.优选的，所述平移机构包括油缸，所述油缸的缸筒和活塞杆分别与所述卡瓦座和所述夹持器座固定连接，所述弹性件设置于所述油缸的缸筒内。
17.通过采用上述技术方案，利用调节油缸有杆腔和无杆腔内的油压，驱动活塞杆移动，使得卡瓦座相对于夹持器座沿穿孔的周向移动，进而带动卡瓦活动；将弹性件设置于油缸的缸筒内，一方面保护弹性件受到外部的破坏，另一方面减小了夹持器总成的整体体型，使得该夹持器总成结构更为紧凑。
18.优选的，所述弹性件为弹簧。
19.通过采用上述技术方案，将弹性件设置为弹簧，保证弹性件具有足够的变形量，以支持油缸的活塞杆与缸筒的相对位移量。
20.优选的，所述弹簧为设置于所述油缸无杆腔内的碟簧。
21.通过采用上述技术方案，将弹簧限定为碟簧，其具有负荷大、行程短、所需空间小、组合使用方便、维修换装容易且经济安全性高等优点，将其设置于无杆腔内，避免对有杆腔内的活塞杆的部分造成干扰。
22.优选的，所述卡瓦与所述穿孔轴心线相邻的一面设置有沿所述穿孔周向间隔分布的夹紧凸起。
23.通过采用上述技术方案，利用夹紧凸起，增大卡瓦与穿孔轴心线相邻面的粗糙度，保证卡瓦与钻杆抵接后，卡瓦与钻杆之间具有足够的摩擦力，以加强对钻杆的夹持锁紧效果。
24.优选的，所述夹紧凸起长条状，沿所述穿孔的轴向延伸。
25.通过采用上述技术方案，保证了卡瓦与钻杆抵接后，夹紧凸起紧靠于钻杆上，加强夹紧效果，防止钻杆掉落。
26.综上所述，本实用新型钻机用夹持器总成与现有技术相比，当平移机构因故障等原因失效后，通过弹性件自身的弹力自动带动卡瓦座沿穿孔轴向运动，使得卡瓦产生靠向沿穿孔径向靠近穿孔轴心线移动的趋势以夹紧钻杆，防止钻杆掉落给用户带来的安全隐患和经济损失。
附图说明
27.图1是本实用新型的结构示意图；
28.图2是图1的爆炸示意图；
29.图3是夹持器座与卡瓦的连接结构示意图；
30.图4是图3的爆炸示意图；
31.图5是图3的俯视图；
32.图6是图5的a-a向剖面图；
33.图7是油缸的结构示意图；
34.图8是图7的剖面结构示意图；
35.图9是本实用新型的剖面示意图；
36.图中：100.夹持器座，101.滑槽，200.卡瓦座，201.穿孔，202.活动孔，300.卡瓦，301.夹紧凸起，400.弹性件，500.耐磨垫，600.油缸，601.缸筒，602.活塞杆，700.挡板，800.耐磨套座，900.耐磨套，110.轴承盒，120.深沟球轴承，130.上防尘盖，140.下防尘盖，150.调节螺杆，160.支座。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
38.如图1至图9所示，本实用新型的钻机用夹持器总成，包括夹持器座100，夹持器座100沿其高度方向上设置有开孔，开孔内侧贯穿有卡瓦座200，卡瓦座200上设置有穿孔201，穿孔201的轴向与开孔的轴向以及卡瓦座200的高度方向一致，穿孔201用于供钻杆穿设。
39.夹持器座100上设置有两个平移机构，分设于夹持器座100的两侧，平移机构的输出端与卡瓦座200连接，从而驱动卡瓦座200沿穿孔201的轴向进行平稳运动。
40.卡瓦座200上沿其周向等间隔设置有三个活动孔202，活动孔202为通孔状，活动孔202的两个孔口分别朝向卡瓦座200的内侧和外侧，活动孔202的内侧设置有与其周向内壁间隙配合的卡瓦300，使得卡瓦300能够沿穿孔201的径向发生位移；不仅如此，卡瓦300与夹持器座100滑动配合，二者的相对滑动方向与穿孔201的轴心线方向存在夹角，使得卡瓦座200带动卡瓦300沿穿孔201的轴向进行移动的同时，卡瓦300与穿孔201的轴心线距离发生变化，即卡瓦300发生径向位移；此外，卡瓦座200和夹持器座100之间还设置有弹性件400，弹性件400的伸缩变形方向与穿孔201的轴向一致，且弹性件400用于驱动卡瓦300靠近穿孔201的轴心线。
41.该钻机用夹持器总成在需要对钻杆夹持时，夹持器座100上的平移机构启动，驱动卡瓦座200沿穿孔201的轴向发生移动，使得卡瓦座200上的卡瓦300在实现轴向位移的同时，靠近穿孔201轴心线，发生径向位移，最终卡瓦300抵接在钻杆周向外缘，从而达到夹紧钻杆的目的。
42.当平移机构发生故障时，夹持器总成上，弹性件400依靠自身的弹性变形产生弹性作用力，使得卡瓦座200保持与夹持器座100相对移动趋势，使得卡瓦300产生靠近穿孔201移动的趋势，从而能够锁紧钻杆，防止平移机构失灵后钻杆掉落。
43.具体的，卡瓦300的活动轨迹与穿孔201的轴心线位于同一平面，夹持器座100上设置有三个滑槽101，滑槽101与卡瓦300一一对应且为直槽，滑槽101内滑动连接有耐磨垫500，耐磨垫500为铜垫，与滑槽101所对应的卡瓦300固定连接；滑槽101顶端与穿孔201轴心线的距离大于滑槽101底端与穿孔201轴心线的距离。
44.采用上述结构后，通过设置于夹持器座100上的滑槽101，使得耐磨垫500可沿滑槽101滑动于夹持器座100上，由于耐磨垫500与卡瓦300固定连接，从而实现了卡瓦300与夹持器座100的滑动连接；耐磨垫500能够防止卡瓦300在夹持器座100上滑动时受到磨损，保证卡瓦300的稳定移动，由于滑槽101顶端与穿孔201轴心线的距离大于滑槽101底端与穿孔201轴心线的距离，当卡瓦300向下移动时，卡瓦300在穿孔201轴向向下移动的同时，径向靠近穿孔201的轴心线，从而能够夹紧钻杆，防止钻杆掉落；卡瓦300的活动轨迹与穿孔201的轴心线位于同一平面，也即滑槽101与穿孔201的轴心线位于同一平面，并且滑槽101为直槽，能够缩短卡瓦300的活动路径长度，有利于弹性件400和平移机构发生作用时，能够使得卡瓦300快速夹紧钻杆；不仅如此，当平移机构驱动卡瓦300移动，使得卡瓦300夹紧钻杆后，若平移机构失灵或者故障，由于此时卡瓦300与钻杆之间存在摩擦力，钻杆受重力作用影响，产生向下移动的趋势，使得卡瓦300产生向下移动的趋势，进而使得卡瓦300产生沿滑槽101向下移动的趋势，一旦卡瓦300沿滑槽101向下移动，卡瓦300进而在穿孔201的径向上靠近穿孔201的轴心线移动，从而能够夹紧钻杆，防止钻杆掉落。
45.平移机构包括油缸600，油缸600的缸筒601与卡瓦座200固定连接，活塞杆602与夹持器座100固定连接，弹性件400为设置于油缸600缸筒601无杆腔内的碟簧。
46.通过平移机构驱动卡瓦300移动夹紧钻杆时，增加油缸600有杆腔内的油量，减小油缸600无杆腔内的油量，使得油缸600的活塞杆602伸出，卡瓦座200相对于夹持器座100向下移动，进而使得卡瓦座200上的卡瓦300向下移动，卡瓦300沿滑槽101向下移动的同时，顺着滑槽101向穿孔201轴心线靠近移动，进而使得卡瓦300抵靠在钻杆上，通过三个卡瓦300夹紧钻杆。当油缸600漏油或者发生其他故障时，设置于油缸600无杆腔内的弹性件400，作用于活塞杆602上，使得活塞杆602产生向外移动的趋势，进而使得卡瓦座200相对于固定位置的夹持器座100产生向下移动的趋势，从而使得卡瓦座200上的卡瓦300具有顺着滑槽101下移并沿穿孔201径向靠近穿孔201轴心线移动的趋势，使得卡瓦300能够抵靠在钻杆表面夹紧钻杆，防止钻杆掉落。弹性件400为设置于油缸600无杆腔内的碟簧，具有负荷大、行程短、所需空间小、组合使用方便、维修换装容易、经济安全性高等优点，适用油缸600缸筒601内有限空间的有杆腔内，并且通过油缸600的缸筒601保护碟簧，防止碟簧设置于外部导致钻机运行过程中受到外部的损坏。
47.卡瓦300与穿孔201轴心线相邻的一面设置有沿穿孔201周向间隔分布的夹紧凸起301；夹紧凸起301长条状，沿穿孔201的轴向延伸。采用上述结构后，增大了卡瓦300内侧的表面粗糙度，使得卡瓦300抵接于钻杆周向外缘后，夹紧凸起301与钻杆紧密接触，增大卡瓦300与钻杆之间的摩擦力，从而加固对钻杆的锁紧效果。
48.夹持器座100的顶端和底端分别设置有上防尘盖130和下防尘盖140，上防尘盖130和下防尘盖140均为与穿孔201同轴心线的环形，防止夹持器座100内部进入灰尘杂质，保证卡瓦座200的稳定移动。夹持器座100螺纹连接有调节螺杆150，调节螺杆150的底端通过球形关节连接有支座160，实际使用过程中，调节螺杆150和支座160相互配合使用，通过转动
调节螺杆150，使得支座160能够与支撑面接触，从而保持夹持器的稳定性。
49.卡瓦座200的顶端固定套设有与其同轴心线的轴承盒110，轴承盒110的内侧设置有深沟球轴承120，采用上述结构，保证了钻杆贯穿穿孔201后能够绕穿孔201轴心线稳定旋转。轴承盒110的顶端固定有耐磨套座800，耐磨套座800的内侧设置有筒状的耐磨套900，耐磨套座800的上方固定有挡板700，挡板700、耐磨套座800、耐磨套900和穿孔201均同轴心线。采用上述结构后，增加了该夹持器总成的耐磨损度，减少钻杆在穿孔201内侧旋转后卡瓦座200所受的磨损。
50.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。