自动浮动对中液压夹持器 |
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| 申请号 | CN201710318238.2 | 申请日 | 2017-05-08 | 公开(公告)号 | CN107420051A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司; | 发明人 | 阮绍刚; 李学忠; 张凌; 蒋开勇; 马振刚; 陈航; 田乐意; 杜渔舟; 邱响林; 陈龙; 王志锦; 陈艳; 郑竹林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种自动浮动对中液压夹持器，包括用于夹持 钻杆 的夹持组件和与钻机 机架 固定配合并用于安装夹持组件的底座；所述夹持组件沿钻杆径向摆动方向以单 自由度 滑动的方式安装于底座；所述底座与夹持组件之间沿夹持组件的单自由度滑动方向设置有用于固定夹持组件避免夹持组件在重 力 作用下滑动的固定弹力；能够增加了外力浮动对中，从而避免了使用钻杆旋转产生力来确保夹持器的对中时对钻杆的磨损；同时在侧方位钻机中，夹持器可以在浮动外力的作用下也能对中，避免现有夹持器在重力作用下的偏心问题或者为保证对中而重复的调整夹持器初始 位置 来确保不同方位中对中问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种自动浮动对中液压夹持器，其特征在于：包括用于夹持钻杆的夹持组件和与钻机机架固定配合并用于安装夹持组件的底座；所述夹持组件沿钻杆径向摆动方向以单自由度滑动的方式安装于底座。 |
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| 说明书全文 | 自动浮动对中液压夹持器技术领域[0001] 本发明涉及钻具领域，具体涉及一种自动浮动对中液压夹持器。 背景技术[0002] 夹持器是液压钻机中的关键部件之一，它结构的好坏直接影响钻杆的夹紧、打开功能以及造成钻杆的磨损。现有夹持器主要为常闭式浮动液压夹持器，利用碟簧实现钻杆的夹紧，利用夹持器座同安装座的浮动间隙实现钻杆同夹持器对中，主要缺陷是在打开和夹紧过程中，利用钻杆旋转中对卡瓦的作用力实现钻杆的浮动移动，从而达到“对中”的目的，其实是保证钻杆在打开后不与钻杆继续接触。主要表现为夹持器的对中是靠钻杆旋转施加作用力，始终对钻杆会产生磨损，特别是全方位钻机中，夹持器在重力的作用下无法产生浮动，夹持器打开后，夹持器一直与钻杆接触，加大了钻杆磨损。 [0003] 因此，为解决以上问题，需要一种自动浮动对中液压夹持器，能够增加了外力浮动对中，从而避免了使用钻杆旋转产生力来确保夹持器的对中时对钻杆的磨损；同时在侧方位钻机中，夹持器可以在浮动外力的作用下也能对中，避免现有夹持器在重力作用下的偏心问题或者为保证对中而重复的调整夹持器初始位置来确保不同方位中对中问题。 发明内容[0004] 有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供自动浮动对中液压夹持器，能够增加了外力浮动对中，从而避免了使用钻杆旋转产生力来确保夹持器的对中时对钻杆的磨损；同时在侧方位钻机中，夹持器可以在浮动外力的作用下也能对中，避免现有夹持器在重力作用下的偏心问题或者为保证对中而重复的调整夹持器初始位置来确保不同方位中对中问题。 [0006] 进一步，所述底座与夹持组件之间沿夹持组件的单自由度滑动方向设置有用于固定夹持组件避免夹持组件在重力作用下滑动的固定弹力。 [0007] 进一步，所述固定弹力包括用于向左推动夹持组件的左弹力和用于向右推动夹持组件的右弹力，所述左、右弹力分别由两个沿夹持组件滑动方向对称设置的左、右柱状弹簧提供。 [0008] 进一步，所述夹持组件包括连杆和由左到右依次固定外套于连杆的左端盖、左缸体、左卡瓦座、右卡瓦座、右缸体和右端盖；所述左、右缸体一一对应分别设置有用于往复推动左、右卡瓦座的左、右活塞组件，所述左、右卡瓦座底部通过T型槽与底座单自由度滑动配合；所述左、右端盖均设置有用于向左、右缸体内外侧空间注油的夹紧进油口，左、右缸体均设置有用于向左、右缸体内内侧空间注油的松开进油口。 [0009] 进一步，所述连杆的中间设置有用于对左、右卡瓦座分别限位并实现对中的对中台阶，所述对中台阶左侧用于限制左卡瓦座向右移动，所述对中台阶右侧用于限制右卡瓦座向左移动。 [0011] 进一步，所述左、右端盖内端面均向内突起形成分别密封内套于左、右缸体的内凸套，所述左、右活塞组件包括均包括密封设置于缸体内的活塞本体、连接于活塞本体与卡瓦座之间的活塞杆和用于推动活塞本体使卡瓦座处于常闭状态的夹紧弹簧，所述活塞本体外端面中间外凸形成内密封套于内凸套内的导向柱，所述端盖的内端面和导向柱均内凹共同形成用于安装夹紧弹簧的柱状安装空间。 [0012] 进一步，所述活塞本体的内端面凸起形成密封穿出缸体的活塞杆，所述活塞杆内端面凹陷形成安装槽，一连接块的外端嵌入安装槽并与活塞杆固定连接，内端为燕尾块结构并适性嵌入设置于对应卡瓦座内的燕尾槽实现驱动连接。 [0013] 进一步，所述左、右缸体外圆均固定设置有外套于连杆的左、右连接块，所述连杆的两端形成轴颈，左端盖与左连接块和右端盖与右连接块分别外套于两轴颈并通过设置于轴颈外端的锁紧螺母沿连杆轴向固定于连杆。 [0014] 进一步，所述连杆为四根并相互平行设置。 [0015] 本发明的有益效果是： [0016] (1)自动对中，将以前的单组活塞分成两组活塞，通过连杆中间台阶定位，实现钻杆自动对中，消除了钻杆在工作中(钻进、装拆)的磨损；夹持卡瓦同步自动对中加紧和同步自动对中打开，实用可靠,起下钻具速度快； [0017] (2)浮动对中，实现了钻杆的均匀夹紧，同时避免了在钻进过程中振动对钻杆的撞击； [0018] (3)在侧方位钻机中，夹持器可以在浮动外力的作用下也能对中，避免现有夹持器在重力作用下的偏心问题或者为保证对中而重复的调整夹持器初始位置来确保不同方位中对中问题。 [0019] (4)结构紧凑，充分利用活塞实心部分的空间，采用弹簧代替碟簧，有效的利用了空间；在全方位钻机中，能够避免弹簧浮动消除了自由浮动对钻杆的撞击； [0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述： [0022] 图1为本发明的结构示意图。 具体实施方式[0023] 图1为本发明的结构示意图，如图所示，本实施例中的自动浮动对中液压夹持器；包括用于夹持钻杆的夹持组件和与钻机机架固定配合并用于安装夹持组件的底座1；所述夹持组件沿钻杆径向摆动方向以单自由度滑动的方式安装于底座1；通过将夹持组件沿钻杆径向摆动方向以单自由度滑动安装于底座1，能够实现夹持组件的夹持孔与钻杆自动对中，即，实现了钻杆的均匀夹紧。 [0024] 本实施例中，所述底座1与夹持组件之间沿夹持组件的单自由度滑动方向设置有用于固定夹持组件避免夹持组件在重力作用下滑动的固定弹力；即固定弹力设置相对较大，远远大于夹持组件的重力，在全方位钻机中，当夹持器旋转(非水平状态)后，由于固定弹性力的作用避免夹持组件的夹持孔滑动而造成夹持组件在打开时与钻杆接触，有效避免了在钻进过程中振动(或摆动)对钻杆的撞击，同时避免摩擦，保证使用寿命长。 [0025] 本实施例中，所述固定弹力包括用于向左推动夹持组件的左弹力和用于向右推动夹持组件的右弹力，所述左、右弹力分别由两个沿夹持组件滑动方向对称设置的左、右柱状弹簧(包括左柱状弹簧2和右柱状弹簧3)提供；通过柱状弹簧提供所述固定弹力，结构简单，通过选取相同的左、右柱状弹簧即可保证夹持组件浮动对中。 [0026] 本实施例中，所述夹持组件包括连杆4和由左到右依次固定外套于连杆4的左端盖5、左缸体6、左卡瓦座7、右卡瓦座8、右缸体9和右端盖10；所述左、右缸体9一一对应分别设置有用于往复推动左、右卡瓦座的左、右活塞组件，所述左、右卡瓦座底部通过T型槽与底座 1单自由度滑动配合；如图所示，底座1顶面形成T型槽，而左、右卡瓦座8底部均形成与T型槽适性配合的T型滑头；所述左、右端盖均设置有用于向左、右缸体内外侧空间注油的夹紧进油口(包括左夹紧进油口11和右夹紧进油口12)，左、右缸体均设置有用于向左、右缸体内内侧空间注油的松开进油口(包括左松开进油口13和右松开进油口14)，当然，连杆4的两端分别设置有锁紧螺母使夹持组件为一个整体；内侧表示沿连杆4轴向靠近卡瓦一侧，反之为外侧。 [0027] 本实施例中，所述连杆4的中间设置有用于对左、右卡瓦座分别限位并实现对中的对中台阶15，所述对中台阶15左侧用于限制左卡瓦座7向右移动，所述对中台阶15右侧用于限制右卡瓦座8向左移动；将以前的单组活塞分成两组活塞，通过连杆4中间设置对中台阶15进行定位，实现钻杆自动对中，消除了钻杆在工作中(钻进、装拆)的磨损；夹持卡瓦同步自动对中夹紧和同步自动对中打开，实用可靠,起下钻具速度快。 [0028] 本实施例中，还包括沿左右方向贯穿依次穿过左端盖、底座1和右端盖10的导向杆16，所述导向杆16的两端分别螺纹外套设有锁紧螺母，所述左、右柱状弹簧分别外套于导向杆16的两侧并提供所述固定弹力；左、右柱状弹簧内端分别抵压于底座1的两外侧面，左、右柱状弹簧外端抵压于两端盖的内侧面，结构简单、稳定，安装方便；当然导向杆16和柱状弹簧可设置多个，保证固定弹力较大，利于稳定；左右方向表示夹持组件相对于底座的滑动方向。 [0029] 本实施例中，所述左、右端盖内端面均向内突起形成分别密封内套于左、右缸体的内凸套(包括左内凸套17和右内凸套18)，所述左、右活塞组件包括均包括密封设置于缸体内的活塞本体(包括左活塞本体19和右活塞本体20)、连接于活塞本体与卡瓦座之间的活塞杆和用于推动活塞本体使卡瓦座处于常闭状态的夹紧弹簧(包括左夹紧弹簧21和右夹紧弹簧22)，所述活塞本体外端面中间外凸形成内密封套于内凸套内的导向柱，所述端盖的内端面和导向柱均内凹共同形成用于安装夹紧弹簧的柱状安装空间；结构紧凑，充分利用活塞实心部分的空间，采用弹簧代替碟簧，有效的利用了空间。 [0030] 本实施例中，所述活塞本体的内端面凸起形成密封穿出缸体的活塞杆23，所述活塞杆内端面凹陷形成安装槽，一连接块的外端嵌入安装槽并与活塞杆固定连接，内端为燕尾块结构并适性嵌入设置于对应卡瓦座内的燕尾槽实现驱动连接；驱动顺畅，安装方便。 [0031] 本实施例中，所述左、右缸体9外圆均固定设置有外套于连杆4的左、右连接块，所述连杆4的两端形成轴颈24，左端盖5与左连接块和右端盖10与右连接块分别外套于两轴颈并通过设置于轴颈外端的锁紧螺母沿连杆4轴向固定于连杆4；结构简单，装拆方便，利于检修。 [0032] 本实施例中，所述连杆4为四根并相互平行设置；保证夹持组件的稳定性，保证卡瓦夹持的稳定性高。 |
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