用于欠行程上下钻杆的钻机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于欠行程上下钻杆的钻机，包括机架、可横向滑动安装于机架上用于驱动传动钻杆转动的动力头、安装于动力头内的传动钻杆、安装于动力头端部用于夹持或松开传动钻杆以实现动力连接或中断的卡盘，其特征在于：所述机架上安装有用于夹持孔内钻杆或待操作钻杆的主夹持器以及用于夹持待操作钻杆的副夹持器，所述副夹持器位于主夹持器以及卡盘之间，所述动力头通过水平驱动装置驱动其横向滑动；本发明专利技术通过主夹持器以及副夹持器的夹紧、松开配合并结合动力头的横向滑动，可使得该钻机可在钻杆长度大于动力头推进行程的工况下进行上钻杆和下钻杆的操作，在钻杆长度变长后，无需重新设计更换钻机，该钻机经济性好、效率高。

Drilling machine for up and down pipe under stroke

【技术实现步骤摘要】
用于欠行程上下钻杆的钻机
本专利技术涉及煤矿钻机
，特别涉及一种用于欠行程上下钻杆的钻机。
技术介绍
煤矿钻机使用的钻杆通常采用螺纹连接，上、下钻杆是钻进过程中一个非常重要的工序，是指向钻机钻进轴线添加钻杆或从钻进轴线中取出钻杆并完成对应螺纹连接和拆卸的过程。现有钻机设计时钻机的动力头推进行程必须大于钻杆长度，才可以将钻杆装入钻机用于上钻，在实际使用过程中，当钻杆长度大于动力头推进行程时，钻杆无法安装于钻机上进行上钻，这种情况称为“欠行程”，每当需要使用更长的钻杆时，都需要加长钻机动力头推进行程，重新设计、制造钻机，导致该钻机经济性差、效率低。在上下钻过程中需要人工手持钻杆拧入螺纹，需要和钻机较长时间接触，安全性差。针对上述问题提出用于欠行程上下钻杆的钻机，该钻机可在钻杆长度大于动力头推进行程的工况下进行上钻杆和下钻杆的操作，在钻杆长度变长后，无需重新设计更换钻机，该钻机经济性好、效率高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种用于欠行程上下钻杆的钻机，该钻机可在钻杆长度大于动力头推进行程的工况下进行上钻杆和下钻杆的操作，在钻杆长度变长后，无需重新设计更换钻机，该钻机经济性好、效率高。本专利技术的用于欠行程上下钻杆的钻机，包括机架、可横向滑动安装于机架上用于驱动传动钻杆转动的动力头、安装于动力头内的传动钻杆、与钻杆连接的水辫、安装于动力头端部用于夹持或松开传动钻杆以实现动力连接或中断的卡盘，其特征在于：所述机架上安装有用于夹持孔内钻杆或待操作钻杆的主夹持器以及用于夹持待操作钻杆的副夹持器，所述副夹持器位于主夹持器以及卡盘之间，所述传动钻杆通过钻杆水平驱动装置驱动其相对动力头横向滑动，所述动力头通过动力头水平驱动装置驱动其相对机架横向滑动。进一步，所述副夹持器包括安装于机架上的副夹持器底座、纵向对称安装于副夹持器底座上的一对卡瓦以及驱动卡瓦纵向滑动的副夹持器驱动装置。进一步，所述传动钻杆上固连有限位环，所述限位环用于抵在动力头远离卡盘一端以限制传动钻杆的横向移动距离。进一步，所述副夹持器底座中部横向开设有夹持槽，所述夹持槽的纵向两侧纵向开设有贯通于副夹持器底座外侧壁的安装孔，所述卡瓦安装于安装孔内并通过副夹持器驱动装置驱动纵向滑动。进一步，所述该对卡瓦的相对侧为与钻杆外圆相适配的圆弧结构。进一步，所述卡瓦的圆弧面上轴向开设有防滑槽。进一步，所述钻杆水平驱动装置包括液压缸、以及铰接于液压缸输出轴上的固定座，所述固定座固定于动力头上，所述液压缸缸体铰接于水辫上。进一步，所述主夹持器安装于主夹持器安装座上，所述主夹持器安装座包括用于与主夹持器固连的水平安装板、连接于安装板底部的支撑架以及连接于支撑架侧部竖向延伸的连接板，所述连接板连接于机架的横向一端。进一步，所述支撑架与安装板之间还设置有调节板，所述调节板固连于支撑架以及安装板上。进一步，所述连接板以及调节板上开设有操作窗。本专利技术的有益效果：本专利技术通过主夹持器以及副夹持器的夹紧、松开配合并结合动力头的横向滑动，可使得该钻机可在钻杆长度大于动力头推进行程的工况下进行上钻杆和下钻杆的操作，在钻杆长度变长后，无需重新设计更换钻机，该钻机经济性好、效率高；结合副夹持器的夹紧以及松开操作，只需要人工往钻机里放入或取出钻杆这一动作，不需要人工拧钻杆，减少了人工的操作量，该钻机结构可从钻机中部位置平行取出待操作钻杆，无需从动力头后方取钻杆或水辫，安全性更好。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。图1为现有钻机上钻结构示意图；图2为现有钻机下钻结构示意图；图3为本专利技术钻机结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图；图5为副夹持器结构示意图；图6为钻杆水平驱动装置结构示意图；图7为传动钻杆结构示意图；图8为主夹持器安装座结构示意图；图9为图8的Ⅰ-Ⅰ结构示意图；图10为本专利技术上钻结构示意图；图11为本专利技术下钻结构示意图；具体实施方式图1为现有钻机上钻结构示意图；图2为现有钻机下钻结构示意图；图3为本专利技术钻机结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图；图5为副夹持器结构示意图；图6为钻杆水平驱动装置结构示意图；图7为传动钻杆结构示意图；图8为主夹持器安装座结构示意图；图9为图8的Ⅰ-Ⅰ结构示意图；图10为本专利技术上钻结构示意图；图11为本专利技术下钻结构示意图；结合图1和图2所示，现有的钻机包括机架1、动力头2、卡盘3、传动钻杆4、主夹持器5以及动力头水平驱动装置等部件，现有钻机只有主夹持器而无副夹持器；该钻机只有一套水平驱动装置，即动力头水平驱动装置，用于驱动动力头沿机架水平滑动；如图1所示，使用原有钻机从卡盘和主夹持器之间上钻杆的基本步骤如下：S1：图1(a)，为钻机的初始状态，主夹持器夹紧孔内钻杆13，卡盘夹紧传动钻杆3，其中水辫与传动钻杆连接，动力头位于推进行程最末端即图示中的最右端，假设动力头水平驱动装置的推进液压缸一次推进最大行程为S，钻杆公接头长度为a，待操作钻杆14长度为L’。S2：如图1(a)，人工将待操作钻杆放入卡盘和主夹持器之间，并手工将待操作钻杆右端母螺纹尽量旋入传动钻杆的公螺纹内。S3：如图1(b)，动力头带动传动钻杆一边正转一边在动力头水平驱动装置的驱动下向左前进S’，直到待操作钻杆两端螺纹分别与传动钻杆和孔内钻杆旋紧。S4：如图1(c)，松开主夹持器，钻机正常钻进一段行程S”，S”+S’＝S。S5：如图1(d)，完成一个推进行程的钻进后，主夹持器再次夹紧待操作钻杆，此时待操作钻杆向内运行成为下个推进行程中的孔内钻杆，卡盘保持夹紧，动力头反转并向右后退，使得传动钻杆与孔内钻杆之间的螺纹连接处松开且动力头向右回到推进行程最末端，等待放入下一根待操作钻杆的上钻。由图1可知，钻机的推进行程S必须满足S≥L'+a，否则钻杆将无法放入卡盘与主夹持器之间卡盘和主夹持器之间空间长度b，而S＝b+a，因此，当动力头向右回到推进行程最末端时，卡盘和主夹持器之间空间长度b必须满足b≥L'，否则下一根同样长度为L'的钻杆将无法装入钻进轴线。因此钻机设计时都会满足上述条件；而当钻杆长度大于钻机行程时，一般钻机显然无法使用，这种情况称为“欠行程”；每当需要使用更长的钻杆时，都需要加长钻机行程，重新设计、制造钻机，经济性差、效率低；此外，步骤S2中需要人工手持待操作钻杆拧入螺纹，需要和钻机较长时间接触，安全性差；如图2所示，使用原有钻机从卡盘和主夹持器之间下钻杆的基本步骤如下：S1：如图2(a)，为下钻杆的初始状态，主夹持器夹紧孔内钻杆，此时主夹持器夹持的孔内钻杆即为待拆钻杆，即作为待操作钻杆，卡盘夹紧传动钻杆，水辫与传动钻杆连接，动力头位于推进行程最左端；S2：如图2(b)，主夹持器松开待拆钻杆，卡盘保持夹紧，动力头后退并拖动待拆钻杆及其他孔内钻杆后退一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于欠行程上下钻杆的钻机，包括机架、可横向滑动安装于机架上用于驱动传动钻杆转动的动力头、安装于动力头内的传动钻杆、与钻杆连接的水辫、安装于动力头端部用于夹持或松开传动钻杆以实现动力连接或中断的卡盘，其特征在于：所述机架上安装有用于夹持孔内钻杆或待操作钻杆的主夹持器以及用于夹持待操作钻杆的副夹持器，所述副夹持器位于主夹持器以及卡盘之间，所述传动钻杆通过钻杆水平驱动装置驱动其相对动力头横向滑动，所述动力头通过动力头水平驱动装置驱动其相对机架横向滑动。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于欠行程上下钻杆的钻机，包括机架、可横向滑动安装于机架上用于驱动传动钻杆转动的动力头、安装于动力头内的传动钻杆、与钻杆连接的水辫、安装于动力头端部用于夹持或松开传动钻杆以实现动力连接或中断的卡盘，其特征在于：所述机架上安装有用于夹持孔内钻杆或待操作钻杆的主夹持器以及用于夹持待操作钻杆的副夹持器，所述副夹持器位于主夹持器以及卡盘之间，所述传动钻杆通过钻杆水平驱动装置驱动其相对动力头横向滑动，所述动力头通过动力头水平驱动装置驱动其相对机架横向滑动。


2.根据权利要求1所述的用于欠行程上下钻杆的钻机，其特征在于：所述副夹持器包括安装于机架上的副夹持器底座、纵向对称安装于副夹持器底座上的一对卡瓦以及驱动卡瓦纵向滑动的副夹持器驱动装置。


3.根据权利要求1所述的用于欠行程上下钻杆的钻机，其特征在于：所述传动钻杆上固连有限位环，所述限位环用于抵在动力头远离卡盘一端以限制传动钻杆的横向移动距离。


4.根据权利要求2所述的用于欠行程上下钻杆的钻机，其特征在于：所述副夹持器底座中部横向开设有夹持槽，所述夹持槽的纵向两侧纵向开设有贯通于副夹持器底座外侧壁的安装孔，所述卡瓦安装于安装孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛德忠，陈航，万军，王清峰，刘小华，陈松林，吕晋军，张始斋，马振纲，万园，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50