钻岩机中装卸钻杆的设备

本发明涉及钻岩机等机械中装卸钻杆或类似钻具的设备，该设备具有可沿钻机给进柱位移的卸开装置，该卸开装置具有一个为钻杆设置的开口以及至少一个用来夹紧钻杆以防止钻杆至少在卸开螺纹期间相对于卸开装置沿其纵向移动的夹紧件。

在钻岩机或以类似方式工作的钻探机械中，钻管和杆要借助螺纹接头相互连接以便钻探深度大于该机械给进柱长度的孔。要装卸沉重的，特别是钻进表土时使用的钻杆及其钻管以及装有套管的钻杆，相当不便和笨重，此外，还需要大量人力。为了使钻杆和钻管可以完全用人力装卸，钻杆和/或钻管都较短以尽量减轻其重量。另外，为了卸开钻探设备的螺纹接头，已采用的技术方案包括位于需要卸开的接头的一侧的一对夹爪，而在另一侧设置一卸开装置，该卸开装置设有夹紧在钻管或钻杆上的夹爪，这样接头两侧的夹爪都夹紧在钻杆上，用卸开装置转动上部的钻杆，使接头卸开。这样的技术方案可见英国专利1309399号，它具有一个可沿钻探设备的给进柱方向移动的卸开装置。在该卸开装置中，固定的夹爪和可转动的卸开夹爪一起装在一个静止的单元中。在上述专利的技术方案中，钻管和/或钻杆可由人力提升至钻探位置，或者当必要时也可将其装在平行于给进柱单独设置的机架上以便使其可以移至钻探位置。这需要额外的劳动并大大减慢钻探进度，其原因是可以和给进柱一起运输的上述机架容量有限而且必须重新加载。

在没有单独的可转夹爪结构的卸开技术方案中，必须借助单独的键和使用人力的其它工具来卸开接头，这很笨重不便而且会产生危险。另外，用这种方式卸开时容易损坏钻管和钻杆设备，因为要完全用人力卸开，就要经常使用手锤或其它类似工具来敲击以松开接头。

本发明的目的是提供一种装卸钻杆等钻具的设备，这种设备可以方便地，仅用少许人力将钻管和/或钻杆装到钻探位置以及从钻探位置拆下，在该设备中，不必在一个能与给进柱一起移动的箱中储存钻杆和/或钻管，而是以容易存取的方式保存必要数量的钻杆和/或钻管即可。

按照本发明这是通过下述方式实现的：安装一卸开装置，它可绕垂直于给进柱纵轴的一条轴线转动，使钻杆或类似钻具以垂直于给进柱的方向放入卸开装置的开口或从中取出，以及当卸开装置被转向垂直于给进柱的方向时也使卸开装置的至少一个夹紧件可用来夹紧钻杆。

本发明的基本构思在于：带有夹爪的，用来夹紧钻杆或类似钻具，并绕钻杆轴线转动的卸开装置可绕垂直于钻探轴线的一轴线转动，因而卸开装置可以转到垂直于钻探方向的位置，从而使钻杆或类似钻具可在卸开装置的夹爪间沿一带滚柱的工作台推送，然后钻杆或类似钻具由夹爪夹紧在卸开装置上，将卸开装置沿给进柱移向其后部，将钻杆放置在所需的位置上，然后或与上述移动同时，转动到平行于给进柱以构成前面钻杆的延长部分，然后固定在前面的钻杆上，即可继续进行钻探。另一方面，当拆开钻探设备时，将卸开装置固定在钻杆上，卸开接头后，钻杆即可转至垂直于给进柱的方向，然后将其拉出卸开装置。按照本发明的技术方案，钻杆的装卸可完全机械化 进行，无需使用人力来进行这项笨重的工作，因此，在每种具体的情况下所使用的钻杆长度可以选择以利于钻探作业和钻探设备，而不必注意人力提升能力的限制。因此，首先可以缩短伸长或拆除钻探设备所需的接合和卸开时间，另外，整个卸开作业时可将注意力总是集中于卸开所需的接头上。在本申请的说明书和权利要求书中，钻杆或类似钻具的意思是指钻杆、钻管，装有套管的钻杆以及用于此类目的的所有杆状或管状零件。

现在对照以下附图详细描述本发明：

图1是按照本发明设备的示意图，它装在使用套管钻探的钻探设备中;

图2是本发明设备的立体图;

图3所示是本发明设备的卸开装置的一个实施例;

图4a-4c表示钻杆或类似钻具与前面的钻杆或类似钻具相连接情形的示意图。

如图1所示，钻机运载工具1上设有一固定于悬臂2上的一给进柱3，这种结构及其操作是众所周知的，本说明书不再赘述。在给进柱3上有可沿给进柱纵向移动的钻机4，在钻机4前方有一旋转马达5。在给进柱的前端有钎子的定心和夹持器（以下简称夹钎器6），在夹钎器6和旋转马达5之间有可沿给进柱3移动的卸开装置7。

图1所示设备是一种表土钻探设备，它具有钻杆9，钻杆9上设有套管8。在图1所示的情形中，夹钎器6夹持着一根第一管8a和杆9a，卸开装置7支承着一根第二管8b，第二管中另有一根杆。钻机4的钻轴10穿过旋转马达5的管状轴，然后钻轴可固定于钻杆9，而旋转马达轴则可固定于钻管8。

图2更详尽画出夹钎器6和卸开装置7，图中所示情形是处于两管8a和8b间的接头刚被卸开之时。夹钎器具有两个液压缸11a和11b，夹爪（未画出）以公知的方式安装在这两个液压缸的活塞上。当向液压缸11a和11b输送液压油时，夹爪夹紧在管8a的周围并防止管8a相对于夹钎器6沿转动方向和轴向运动。卸开装置7具有液压缸12a和12b，这两个液压缸上也分别设有夹爪，当向这两个液压缸输送液压油时，可防止第二管8b相对于卸开装置的夹爪移动。卸开装置7还具有一卸开液压缸13，当将液压油送入这个卸开液压缸时，可使液压缸12a和12b以及管8b绕其轴线转动。当卸开接头时，夹钎器6和卸开装置7的液压缸11a，11b和12a，12b分别用来在螺纹接头的不同侧压紧管8a和8b。此后，液压油输入卸开装置7的卸开液压缸，这使液压缸12a和12b连同管8b一起相对于管8a转动，因而卸开螺纹接头。此后可借助旋转马达5旋开螺纹接头的余下部分。

图3部分剖开，更详尽地表示卸开装置7。液压缸12a和12b具有夹爪，图中可见液压缸12a上安装的夹爪14a。在卸开装置的中部，具有一个开口15，通过这个开口可将管8推入卸开装置。卸开装置还具有一个辅助体16，可绕开口15的轴线转动，液压缸12a和12b分别借助轴颈17a和17b装在辅助体上。卸开液压缸13借助轴颈18安装在辅助体16上，其活塞则借助轴颈20安装在卸开装置7的体21上。体21又借助轴颈23安装在可沿给进柱3移动的钻车22上，并可以绕一条轴线转动，该轴线垂直于开口15的轴线，因而也垂直于管8和钻杆9的轴线。因而卸开装置7可以下述方式被转动：在钻进过程中开口15的轴线平行于给 进柱3的轴线，因而也平行于管8的轴线，而且当根据需要装卸管8时，开口15的轴线处于垂直于给进柱轴线的方向上。

图4a至4c表示安装新钻管以继续钻进的情形。在图4a中，将卸开装置7转动使之垂直于给进柱3，然后通过卸开装置7的开口15可以推入管8b（管8b最好放置在装有滚柱的工作台24上）。然后，用液压缸12a和12b压紧管8b，管8b即将沿给进柱3移向钻机5。与此同时绕轴颈转动卸开装置7，这使管8b转动到平行于给进柱3。当管8b处于沿给进柱的纵向且与给进柱平行的一适当位置时，借助卸开装置7移动管8b以便将其固定在前面的管8a上，打开夹爪12a和12b，借助旋转马达5和钻机4以公知的方式旋紧钻管。当拆卸钻管时，则以相反的顺序进行操作。但是首先要以前述方式卸开螺纹接头。

前面的描述和附图只是针对本发明的某些可能的实施例，而并非对本发明的限定。卸开装置的结构和操作可以由任何公知的技术方案构成，只要钻管可借助卸开装置绕其纵轴转动，而且钻管安装时可绕垂直于给进柱纵向的横轴转动即可。不采用手工的方式，也可采用另一方案，即借助动力装置如液压缸等使卸开装置绕该横轴转动，在这种情况下，特别是当拆卸操作时，转动钻管等更安全，也更省力。当装卸钻管或钻杆时，以及当装卸带有套管的钻杆时都可采用上述的本发明。另外，不可转动地安装的夹爪可以静止不动地安装，或者也可以沿给进柱的纵向可移动地安装。