用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置的制作方法

本发明属于市政管线非开挖施工，具体涉及一种用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置。

背景技术：

1、非开挖施工是指利用各种岩土钻探设备，直接更换或修复地下管道，不会阻碍交通、破坏绿地和植被。因该项技术具备环境影响小、占地面积小、施工周期短、对交通影响小等诸多优势，目前已被大范围推广使用。

2、水平导向式顶拉钻设备是非开挖施工的常用设备之一，结构组成主要由钻杆以及驱动钻杆运动的钻机构成。具体施工过程为：将钻机下放至竖向检修井后，钻机驱动长钻杆在地下预钻出水平孔，水平孔需延伸至临近的另一个检修井内，然后在长钻杆的另一端(另一个检修井内)连接扩孔钻头，随后钻机将扩孔钻头从水平孔拖回，使水平孔扩大至所需孔径，即可完成地下管网的非开挖施工。

3、由于竖向检修井井下空间有限，采用长钻杆在井下施工存在操作困难的问题。为此，申请人拟将长钻杆设计成多段式拼接结构，钻杆前进过程中，随着钻孔深度的增加，逐节增加钻杆；钻杆回退过程中，逐节减少钻杆。在该研发构思中，相邻两段钻杆拟采用螺纹连接，并借住钻机的驱动实现螺纹拧装。由于井下施工环境复杂，借住钻机的旋转驱动力来拧转螺纹，存在诸多不稳定因数。所以，亟需设计一款装置，以辅助钻机在井下稳定地完成钻杆拼装和拆卸。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，旨在辅助钻机完成钻杆的拼接或拆卸。

2、为实现上述目的，本发明技术方案如下：

3、一种用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其关键在于，包括底板，所述底板上设置有第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和第二夹具各设有一个同轴正对的中心通孔，中心通孔均用于贯穿安装钻杆，所述第一夹具和第二夹具均用于将钻杆夹紧在对应的中心通孔内；其中，所述第一夹具固定装配在底板上，第二夹具可转动地装配在底板上；

4、所述底板与第二夹具之间设有旋转驱动机构，该旋转驱动机构包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸和第二液压缸对称布置在第二夹具的径向两侧，所述第一液压缸和第二液压缸的活塞杆端部均转动装配在所述底板上，第一液压缸和第二液压缸的缸座分别转动装配在第二夹具的径向两侧；

5、所述第一液压缸和第二液压缸同时交替动作，能够驱动第二夹具以中心通孔为轴心线在底板上转动。

6、优选的，所述第一夹具包括固定装配在底板上的第一座体，该第一座体具有所述中心通孔以及沿该中心通孔周向环绕的安装腔室，所述中心通孔一端设有沿其周向阵列分布的装配缺口，装配缺口内安装有能够沿中心通孔径向滑动的第一夹持块，所述安装腔室内装配有能够沿中心通孔轴向滑动的第一活塞，所述第一活塞往复滑动能够迫使第一夹持块沿中心通孔径向往复移动。

7、优选的，所述第一活塞对应装配缺口的位置设有滑接槽，该滑接槽相对于中心通孔中心线倾斜设置，所述第一夹持块设有与所述滑接槽滑动套接的滑接块。

8、优选的，所述第一活塞具有环状部，所述安装腔室对应环状部两侧的空间内分别设有第一油孔和第二油孔。

9、优选的，所述第一夹持块的内侧设有阵列分布的小凸块。

10、优选的，所述第一座体包括第一套环以及固定在第一套环两端的第一端板和第二端板，所述第一端板中部具有伸入第一套环内部的第一套筒，所述中心通孔由第一套筒内部空间围成，所述第一套环下部一体成型有矩形底座，矩形底座固装在所述底板上。

11、优选的，所述第二夹具包括装配在底板上的第二座体，该第二座体具有所述中心通孔以及沿该中心通孔周向环绕的安装腔室，所述中心通孔一端设有沿其周向阵列分布的装配缺口，装配缺口内安装有能够沿中心通孔径向滑动的第二夹持块，所述安装腔室内装配有能够沿中心通孔轴向滑动的第二活塞，所述第二活塞往复滑动能够迫使第二夹持块沿中心通孔径向往复移动。

12、优选的，所述第二座体包括第二套环以及固定在第二套环两端的第三端板和第四端板，所述第三端板中部具有伸入第二套环内部的第二套筒，所述中心通孔由第二套筒内部空间围成。

13、优选的，所述底板上固定安装有套环座，所述第二套环转动装配在套环座内，所述第三端板和第四端板分别位于套环座两端，所述套环座下部对称设置有左铰接座和右铰接座，所述第三端板和第四端板两端均设有左铰接耳和右铰接耳，所述第一液压缸的活塞杆铰接在所述左铰接座上，缸座铰接在第三端板和第四端板的左铰接耳上；第二液压缸的活塞杆铰接在所述右铰接座上，缸座铰接在第三端板和第四端板的右铰接耳上。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明的有益效果：

16、1、第一夹具和第二夹具同时将组合式钻杆的两根拼接段夹紧后，旋转驱动机构控制第一夹具转动，即可将两根拼接段的螺纹预紧力释放。然后第二夹具释放对相应拼接段的夹持力，再由钻机驱动钻杆旋转，即可将余下的螺纹快速退出，从而完成两根拼接段之间的拆卸工作。

17、2、当待拆卸位置的两根钻杆段被同时夹紧后，第一液压缸和第二液压缸同时交替动作，即可驱动第二夹具小角度旋转，从而带动相应钻杆拼接段拧转运动，释放其螺纹预紧力，进而保证钻机能够指向性地拆卸目标钻杆拼接段。与此同时，借助两组液压油同时交替伸缩来控制第二夹具小范围拧转运动，具有可控型好、驱动力足的优势，极其适用于卸载螺纹预紧力。

18、3、螺纹松紧装置结构设计合理，不仅辅助钻机实现了组合式钻杆的拼接和拆卸工作，而且钻机工作时，中心通孔还可以对钻杆起到导向支撑作用，提升钻杆工作的稳定性。

19、4、组合式钻杆的两根拼接段初步对接后，第一夹具夹持住一根拼接段，然后钻机驱动另一根拼接段旋转，即可快速完成两根拼接段之间的螺纹连接工作。

技术特征：

1.一种用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)上设置有第一夹具(2)和第二夹具(3)，所述第一夹具(2)和第二夹具(3)各设有一个同轴正对的中心通孔(a)，中心通孔(a)均用于贯穿安装钻杆，所述第一夹具(2)和第二夹具(3)均用于将钻杆夹紧在对应的中心通孔(a)内；其中，所述第一夹具(2)固定装配在底板(1)上，第二夹具(3)可转动地装配在底板(1)上；

2.根据权利要求1所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第一夹具(2)包括固定装配在底板(1)上的第一座体(2a)，该第一座体(2a)具有所述中心通孔(a)以及沿该中心通孔(a)周向环绕的安装腔室(b)，所述中心通孔(a)一端设有沿其周向阵列分布的装配缺口(c)，装配缺口(c)内安装有能够沿中心通孔(a)径向滑动的第一夹持块(2b)，所述安装腔室(b)内装配有能够沿中心通孔(a)轴向滑动的第一活塞(2c)，所述第一活塞(2c)往复滑动能够迫使第一夹持块(2b)沿中心通孔(a)径向往复移动。

3.根据权利要求2所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第一活塞(2c)对应装配缺口(c)的位置设有滑接槽(2c1)，该滑接槽(2c1)相对于中心通孔(a)中心线倾斜设置，所述第一夹持块(2b)设有与所述滑接槽(2c1)滑动套接的滑接块(2b1)。

4.根据权利要求2所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第一活塞(2c)具有环状部(2c2)，所述安装腔室(b)对应环状部(2c2)两侧的空间内分别设有第一油孔(d)和第二油孔(e)。

5.根据权利要求2所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第一夹持块(2b)的内侧设有阵列分布的小凸块(2b2)。

6.根据权利要求2所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第一座体(2a)包括第一套环(2a1)以及固定在第一套环(2a1)两端的第一端板(2a2)和第二端板(2a3)，所述第一端板(2a2)中部具有伸入第一套环(2a1)内部的第一套筒(2a4)，所述中心通孔(a)由第一套筒(2a4)内部空间围成，所述第一套环(2a1)下部一体成型有矩形底座(2a11)，矩形底座(2a11)固装在所述底板(1)上。

7.根据权利要求1所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第二夹具(3)包括装配在底板(1)上的第二座体(3a)，该第二座体(3a)具有所述中心通孔(a)以及沿该中心通孔(a)周向环绕的安装腔室(b)，所述中心通孔(a)一端设有沿其周向阵列分布的装配缺口(c)，装配缺口(c)内安装有能够沿中心通孔(a)径向滑动的第二夹持块(3b)，所述安装腔室(b)内装配有能够沿中心通孔(a)轴向滑动的第二活塞(3c)，所述第二活塞(3c)往复滑动能够迫使第二夹持块(3b)沿中心通孔(a)径向往复移动。

8.根据权利要求7所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述第二座体(3a)包括第二套环(3a1)以及固定在第二套环(3a1)两端的第三端板(3a2)和第四端板(3a3)，所述第三端板(3a2)中部具有伸入第二套环(3a1)内部的第二套筒(3a4)，所述中心通孔(a)由第二套筒(3a4)内部空间围成。

9.根据权利要求8所述的用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，其特征在于：所述底板(1)上固定安装有套环座(1a)，所述第二套环(3a1)转动装配在套环座(1a)内，所述第三端板(3a2)和第四端板(3a3)分别位于套环座(1a)两端，所述套环座(1a)下部对称设置有左铰接座(1b)和右铰接座(1c)，所述第三端板(3a2)和第四端板(3a3)两端均设有左铰接耳(g)和右铰接耳(h)，所述第一液压缸(4a)的活塞杆铰接在所述左铰接座(1b)上，缸座铰接在第三端板(3a2)和第四端板(3a3)的左铰接耳(g)上；第二液压缸(4b)的活塞杆铰接在所述右铰接座(1c)上，缸座铰接在第三端板(3a2)和第四端板(3a3)的右铰接耳(h)上。

技术总结
本发明公开了一种用于轴向组合式钻杆的螺纹松紧装置，包括底板，所述底板上设置有第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和第二夹具各设有一个同轴正对的中心通孔，中心通孔均用于贯穿安装钻杆，所述第一夹具和第二夹具均用于将钻杆夹紧在对应的中心通孔内；其中，所述第一夹具固定装配在底板上，第二夹具可转动地装配在底板上，并配置有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于驱动第二夹具绕中心通孔的中心线旋转。本发明的有益效果是：结构设计合理，不仅辅助钻机实现了组合式钻杆的拼接和拆卸工作，而且钻机工作时，中心通孔还可以对钻杆起到导向支撑作用，提升钻杆工作的稳定性。

技术研发人员：梁金扬,阳洋,罗洋,宋俊成,李奇敏,罗远新
受保护的技术使用者：中能聚科（重庆）非开挖技术工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16