岩芯钻机下卡盘控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻机技术领域，特别是指一种岩芯钻机下卡盘控制系统。
【背景技术】
[0002]岩芯钻机下卡盘是岩芯钻机的重要组成部分，它一般被安装在岩芯钻机的导轨下端，并配有卡瓦。它能够在需要抱死岩芯钻杆时(如提钻下钻的加接、拆卸钻杆阶段，观察井下水文的过程中等)，通过卡瓦将岩芯钻杆抱死，以防岩芯钻杆掉落，并且在岩芯钻机正常钻进时，能松开卡瓦，使钻机能够驱动钻杆正常钻进。
[0003]岩芯钻杆是通过螺纹连接的，螺纹拧紧的方向与钻机正常钻进时的动力头的旋转方向相同。这样，钻杆之间的螺纹就会在钻进的过程中越拧越紧。那么在需要松弛钻杆螺纹时(如提钻时逐根拆卸钻杆)，动力头反转的扭矩就不足以拧松钻杆。在上述过程中，拧松钻杆的额外的力或扭矩，就是螺纹松弛助力。传统的解决方法一般是在钻杆螺纹附近夹上管钳，并通过人工敲打的方式使钻杆松开，或通过增加额外工作压力的方式增大动力头马达的反转扭矩，这样会使整根钻杆承受巨大的扭矩(钻杆的一端连接在要松开的螺纹处，另一端就连接在动力头主轴上。动力头一反转，整根钻杆都受扭矩，而不是仅在要松开的螺纹处附近施加扭矩)，造成钻杆扭曲变形或疲劳折断的情况。更何况，如果要给动力头增加额外的反转扭矩，就意味着要增大整套钻机液压系统的系统压力，从而增加了液压系统故障、失效的风险。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种降低控制系统故障风险、延长钻杆的使用寿命的岩芯钻机下卡盘控制系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下:
[0006]—种岩芯钻机下卡盘控制系统，包括卡盘下框架和与所述卡盘下框架同轴设置且能相对转动的卡盘上框架，所述卡盘上框架和卡盘下框架上分别设置有一对卡瓦，每个卡瓦上均设置有夹紧油缸，所述卡盘上框架上设置有用于驱动卡盘上框架相对卡盘下框架运动的助力油缸，所述卡盘上框架和卡盘下框架上还分别设置有控制所述夹紧油缸的卡盘上部控制阀和卡盘下部控制阀。
[0007]进一步的，所述岩芯钻机下卡盘控制系统还包括动力头马达和动力头马达控制阀，所述助力油缸的油口与所述动力头马达反转时的高压油口并联。
[0008]进一步的，所述卡盘上部控制阀和卡盘下部控制阀相互并联设置。
[0009]进一步的，所述卡盘上框架上还设置有凸起的侧壁，所述助力油缸的一端设置在所述侧壁上，所述助力油缸的另一端设置在所述卡盘上框架上。
[0010]进一步的，所述卡盘上框架的下端边缘插设在所述卡盘下框架内。
[0011]进一步的，所述助力油缸为单作用缸。
[0012]本实用新型具有以下有益效果:
[0013]与现有技术相比，本实用新型的岩芯钻机下卡盘控制系统，在钻杆螺纹需要松开时，将要松开的两根钻杆的螺纹连接处提至该岩芯钻机下卡盘的卡盘下框架和卡盘上框架之间，先操纵卡盘上部控制阀，驱动对应的夹紧油缸，推出对应的卡瓦，抱死上方的钻杆，再操纵卡盘下部控制阀，驱动对应的夹紧油缸，推出对应的卡瓦，抱死下方的钻杆，此时将要松开的螺纹连接处被定位在上下两对卡瓦的位置之间，由于卡盘上框架和卡盘下框架同轴且能相对转动，因此通过助力油缸驱动卡盘上框架相对于卡盘下框架转动，可以带着被抱死的上方钻杆一同反转，使上、下两根钻杆的螺纹连接处被松弛。本实用新型避免通过人工敲打的方式使钻杆松开上下钻杆，不需要给动力头增加额外的反转扭矩，减少了对钻杆的振动、扭曲、冲击损伤，降低了控制系统的故障风险、延长了钻杆的使用寿命。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的岩芯钻机下卡盘控制系统的卡盘部分的整体结构示意图；
[0015]图2为本实用新型的岩芯钻机下卡盘控制系统的卡盘部分的俯视结构示意图；
[0016]图3为本实用新型的岩芯钻机下卡盘控制系统的卡盘上框架和卡盘下框架的连接结构示意图；
[0017]图4为本实用新型的岩芯钻机下卡盘控制系统的液压管路部分的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0019]本实用新型提供一种岩芯钻机下卡盘控制系统，如图1至图4所示，包括卡盘下框架3和与卡盘下框架3同轴设置且能相对转动的卡盘上框架4，卡盘上框架4和卡盘下框架3上分别设置有一对卡瓦1，每个卡瓦I上均设置有夹紧油缸5，卡盘上框架4上设置有用于驱动卡盘上框架4相对卡盘下框架3运动的助力油缸2，卡盘上框架4和卡盘下框架3上还分别设置有控制夹紧油缸5的卡盘上部控制阀7和卡盘下部控制阀8。
[0020]与现有技术相比，本实用新型的岩芯钻机下卡盘控制系统，在钻杆螺纹需要松开时，将要松开的两根钻杆的螺纹连接处提至该岩芯钻机下卡盘的卡盘下框架和卡盘上框架之间，先操纵卡盘上部控制阀，驱动对应的夹紧油缸，推出对应的卡瓦，抱死上方的钻杆，再操纵卡盘下部控制阀，驱动对应的夹紧油缸，推出对应的卡瓦，抱死下方的钻杆，此时将要松开的螺纹连接处被定位在上下两对卡瓦的位置之间，由于卡盘上框架和卡盘下框架同轴且能相对转动，因此通过助力油缸驱动卡盘上框架相对于卡盘下框架转动，可以带着被抱死的上方钻杆一同反转，使上、下两根钻杆的螺纹连接处被松弛。本实用新型避免通过人工敲打的方式使钻杆松开上下钻杆，不需要给动力头增加额外的反转扭矩，减少了对钻杆的振动、扭曲、冲击损伤，降低了控制系统的故障风险、延长了钻杆的使用寿命。
[0021]传统的岩芯钻机下卡盘通常只有一组夹紧油缸和卡瓦，仅仅用来抱死钻杆，并没有在功能设计上认识到钻杆是按根分段的。如果遇到需要分段抱死钻杆的工况，就无能为力了。本实用新型中的岩芯钻机下卡盘控制系统，其结构分为上、下两个部分，应用了两组夹紧油缸和对应的两组卡瓦，可分段抱死钻杆，并且其机能动作是相互独立的，为对钻杆分段施加扭矩提供了可能，这样，就让每根钻杆在螺纹松弛时都有相互独立的约束，使得在钻杆螺纹连接处增加额外的螺纹松弛助力成为可能。并且，在卡盘内部的小区域内增加松弛螺纹的助力，可以避免在动力头上增加扭矩时，巨大的扭矩传遍整根钻杆，并对整根钻杆构成扭曲伤害的不良工况。
[0022]本实用新型中的卡瓦优选为两组，分别设置在卡盘上框架和卡盘下框架上，每组优选为2个，对应的，夹紧油缸也为上下两组。
[0023]本实