專利名稱：地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及巖芯鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是一種地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸
扣提引裝置。背景技術(shù)：
現(xiàn)階段深孔地質(zhì)巖芯鉆機(jī)，還是停留在傳統(tǒng)的立軸式卡盤鉆機(jī)。從市場上看，深孔
鉆機(jī)都是在立軸式鉆機(jī)基礎(chǔ)上簡單加大設(shè)備的功率，認(rèn)為只要功率達(dá)到了就可以用于深孔
施工了。而近年來實踐證明，這類鉆機(jī)已無法更好的解決深孔施工的復(fù)雜難題。 國外水井鉆機(jī)和大型石油鉆機(jī)多采用頂部驅(qū)動，非鉆井作業(yè)時間短，效率高，鉆井
事故少，處理鉆井事故的能力很強(qiáng)，解決了鉆桿的卸接問題。鉆機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)的頂驅(qū)類勘
探鉆機(jī)的動力頭運(yùn)動形式有兩種一種為動力頭相對于井架可翻轉(zhuǎn)，為滾動摩擦；另一種
為動力頭相對井架不能翻轉(zhuǎn)，為滑動摩擦。第一種由于動力頭很重，操作工人需要搬動并旋
轉(zhuǎn)動力頭來拆卸鉆桿，工人勞動強(qiáng)度很大；第二種由于動力頭不能翻轉(zhuǎn)，操作工人只能直立
鉆桿進(jìn)行鉆桿的連接，拆卸鉆桿需要人員在頂部搬動卸扣套完成，限制了鉆桿的長度增加，
延長了鉆井的輔助時間。鉆機(jī)提鉆過程中，會頻繁進(jìn)行鉆桿的接換與拆卸，由于頂驅(qū)類勘探
鉆機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，安裝調(diào)整相當(dāng)麻煩，搬遷與拆卸極為不便，因此迫切需要一種能快速進(jìn)
行鉆桿的接換與拆卸機(jī)構(gòu)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，操作方便，安全 可靠實用的地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置，能滿足鉆桿的拆卸運(yùn)移的需要，大大簡化 了鉆井作業(yè)程序，節(jié)省了非鉆井作業(yè)時間，有明顯提高鉆井作業(yè)時效的作用，能夠滿足深孔 地質(zhì)巖芯鉆探施工的要求。 本實用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的 地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置，包括動力頭主軸，所述動力頭主軸上端與頂 驅(qū)變速箱連接，其特征在于 G.所述動力頭主軸外套有一個承拉旋轉(zhuǎn)套，所述承拉旋轉(zhuǎn)套通過一反扣螺帽固定 在所述頂驅(qū)變速箱的底板上，所述承拉旋轉(zhuǎn)套與所述反扣螺帽之間通過推力調(diào)心滾子軸承 連接；所述動力頭主軸下端通過絲扣連有一根主軸加長桿，所述動力頭主軸與所述主軸加 長桿連接處的外圓套有提引連接盤，所述提引連接盤通過絲扣與所述承拉旋轉(zhuǎn)套連接； H.所述反扣螺帽一側(cè)設(shè)有卸扣擋銷座，所述卸扣擋銷座內(nèi)裝有一根具有高、低兩 個檔位的上卸扣擋銷，當(dāng)所述上卸扣擋銷處于高位時，所述提引連接盤隨所述動力頭主軸 一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述上卸扣擋銷處于低位時，所述提引連接盤外側(cè)突起部與所述上卸扣擋銷 發(fā)生碰撞，并反沖擊力作用下反轉(zhuǎn)卸扣； I.所述提引連接盤的盤體沿所述動力頭主軸兩側(cè)對稱開有兩個通孔，每個所述通 孔上端開口由端蓋封閉形成一套筒，所述套筒內(nèi)裝有用于伸縮卸扣用的活塞桿，所述活塞桿下端通過翻轉(zhuǎn)銷與一個用于提升鉆桿的提引器兩側(cè)的連接臂鉸接；所述連接臂外側(cè)固定 有一根桿頭垂直向上的對扣導(dǎo)向桿，在所述提引連接盤的外側(cè)突起部上開有與所述對扣導(dǎo) 向桿對應(yīng)的導(dǎo)向槽孔； J.所述提引器主體為一"T"形構(gòu)件，所述構(gòu)件上端與所述連接臂固接，所述構(gòu)件 下端開有U形槽，所述U形槽外圓套有一滑套； K.所述鉆桿鎖接頭下端通過絲扣與鉆桿連接，其上端設(shè)有與主軸保護(hù)接頭對應(yīng)的 母接頭，所述鉆桿鎖接頭中間部分的外圓周上對稱開有與所述U形槽對應(yīng)的凹槽； L.所述主軸加長桿下端與主軸保護(hù)接頭連接，所述主軸保護(hù)接頭下端安裝在所述 U形槽內(nèi)，其末端設(shè)有與所述鉆桿鎖接頭的母接頭對應(yīng)的公接頭。 本實用新型的工作原理是所述提引器以所述翻轉(zhuǎn)銷為軸心完成由垂直到水平的 翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)用提引器從地面拉鉆桿和從鉆塔內(nèi)垂直向下放鉆桿的操作。所述提引器無論是 從地面拉起鉆桿或直接從鉆塔內(nèi)拉鉆桿立根，其過程都是下放整個頂驅(qū)裝置，使被所述提 引器拉起的鉆桿與孔口鉆桿對接，繼續(xù)下放頂驅(qū)裝置，同時動力頭主軸帶動主軸加長桿、主 軸保護(hù)接頭以旋轉(zhuǎn)扭矩上扣；此時所述活塞桿進(jìn)入所述套筒，同時所述對扣導(dǎo)向桿進(jìn)入所 述導(dǎo)向槽孔，使所述提引器不會翻轉(zhuǎn)，確保主軸保護(hù)接頭下端公接頭順利旋入鉆桿鎖接頭 上的母接頭中，在動力頭主軸正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)下完成上扣?？蓮呐ぞ乇砩嫌^察上扣扭矩，避免上扣 扭矩過盈或不足。上扣后，上卸扣提引裝置在正常鉆進(jìn)時由于鉆桿鎖接頭在提引器內(nèi)將與 鉆具一起旋轉(zhuǎn)，為后續(xù)卸扣作準(zhǔn)備。 卸扣時首先把卸扣擋銷座的上卸扣擋銷放入低檔位置，上卸扣擋阻止提引連接盤 旋轉(zhuǎn)，同時阻止提引器和提引器內(nèi)的鉆桿鎖接頭不能旋轉(zhuǎn)，所述提引連接盤外側(cè)突起部與 所述上卸扣擋銷發(fā)生碰撞，并反沖擊力作用下反轉(zhuǎn)卸扣。 本實用新型的優(yōu)點在于頂部驅(qū)動深孔地質(zhì)巖芯鉆機(jī)由于具有上卸扣裝置，淘汰 卡盤裝置，鉆具聯(lián)接不使用主動鉆桿，符合當(dāng)今鉆探技術(shù)發(fā)展要求和創(chuàng)新理念，具有輔助時 間少、鉆井效率高、應(yīng)變和處理孔內(nèi)復(fù)雜情況能力強(qiáng)、鉆探成本低等諸多優(yōu)越性，能夠滿足 深孔地質(zhì)巖芯鉆探施工的要求，具有以下優(yōu)點 (1)節(jié)省加接單根時間。立根，英文名stand，由若干根鉆桿連接在一起的、在升 降鉆具時不擰卸的單元。傳統(tǒng)鉆機(jī)采取用主動鉆桿鉆進(jìn)時，進(jìn)尺一單根鉆桿就需再接單根， 關(guān)閉泥漿循環(huán)系統(tǒng)、停止鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)、卸去主動鉆桿、連接單根、再連接主動鉆桿和開機(jī)開泥 漿泵等，而頂部驅(qū)動鉆機(jī)采用立根鉆進(jìn)，不受主動鉆桿長度約束，若孔內(nèi)取芯管長度允許， 可直接加接立根鉆桿，避免接單根的一系列操作，減少了 50%的時間。
(2)由于不接主動鉆桿，下鉆的同時可進(jìn)行劃眼作業(yè)(沖掃孔)，順利穿過砂橋和
縮經(jīng)段。 (3)倒劃眼防止卡鉆。由于頂部驅(qū)動鉆機(jī)采用立根鉆進(jìn)，可在不增加起鉆時間的前 提下，進(jìn)行循環(huán)和旋轉(zhuǎn)提升鉆具至安全孔段。 (4)有利于處理孔內(nèi)復(fù)雜情況。在升降鉆具遇阻、遇卡時，當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)漏水時可在 短時間內(nèi)進(jìn)行沖洗循環(huán)和提升旋轉(zhuǎn)鉆具。擴(kuò)孔下套管時，擴(kuò)孔速度更快，下套管時遇阻旋轉(zhuǎn) 和循環(huán)泥漿，正反轉(zhuǎn)更方便，停車更穩(wěn)，使用靈活。 (5)可成倍增加取芯回次進(jìn)尺長度。因采用立根鉆桿鉆進(jìn)，配備加長取芯器，回次 進(jìn)尺可接近立根鉆桿長度，并成倍減少升降鉆具次數(shù)和時間。[0021] (6)保護(hù)設(shè)備和機(jī)具。鉆機(jī)為液壓馬達(dá)驅(qū)動，鉆進(jìn)中一旦出現(xiàn)蹩鉆現(xiàn)象，液壓系統(tǒng) 壓力達(dá)到額定壓力時，系統(tǒng)安全閥將會自動溢流，可保持鉆機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，孔內(nèi)鉆具不被強(qiáng)力 扭斷。同時可及時發(fā)現(xiàn)和處理孔內(nèi)異常情況。 (7)所述上卸扣裝置可以在鉆塔中間卸扣立根，使整個立根豎放在鉆塔上，避免了 拉放于地面的繁重勞動。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
圖1為頂驅(qū)鉆機(jī)頂驅(qū)的整體結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2為本實用新型上卸扣提引裝置結(jié)構(gòu)示意圖， 圖3為本實用新型提引連接盤的剖視圖， 圖4為本實用新型提引連接盤的俯視圖， 圖5為本實用新型提引器的主視圖， 圖6為本實用新型提引器的俯視圖， 圖7為本實用新型提引器滑套的俯視圖， 圖8為本實用新型對扣導(dǎo)向桿的剖視圖， 圖9為本實用新型對扣導(dǎo)向桿的俯視圖， 圖10為本實用新型卸扣擋銷軸的主視圖， 圖11為本實用新型上卸扣擋銷的俯視圖， 圖12為本實用新型對扣導(dǎo)向桿固定板的俯視圖。 上述附圖中1、鉆桿鎖接頭，2、滑套，3、提引器，4、主軸保護(hù)接頭，5、翻轉(zhuǎn)銷，6、對 扣導(dǎo)向桿，7、主軸加長桿，8、活塞桿、9、導(dǎo)向槽孔，10、通孔，11、提引連接盤，12、卸扣擋銷 座，13、上卸扣擋銷，14、承拉旋轉(zhuǎn)套，15、頂驅(qū)變速箱，16、動力頭主軸，17、圓錐滾子軸承， 18、推力調(diào)心滾子軸承，19、擋圈，20、防松螺帽，21 、對扣導(dǎo)向桿固定板。
具體實施方式
參見圖1、2，地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置，包括動力頭主軸16，動力頭主軸 16上端與頂驅(qū)變速箱15連接。動力頭主軸16外套有一個承拉旋轉(zhuǎn)套14，承拉旋轉(zhuǎn)套14 通過一反扣螺帽固定在頂驅(qū)變速箱15的底板上，承拉旋轉(zhuǎn)套14與所述反扣螺帽之間通過 推力調(diào)心滾子軸承18連接；動力頭主軸16與頂驅(qū)變速箱15的底板通過圓錐滾子軸承17 連接，動力頭主軸16下端通過絲扣連有一根主軸加長桿7，動力頭主軸16與主軸加長桿7 連接處的外圓套有提引連接盤11，提引連接盤11通過絲扣與承拉旋轉(zhuǎn)套14連接，并用擋圈 19緊固。 參見附圖11、12，所述反扣螺帽一側(cè)設(shè)有卸扣擋銷座12，卸扣擋銷座12內(nèi)裝有一 根具有高、低兩個檔位的上卸扣擋銷13，上卸扣擋銷13外圓上固定有一根向外突起的部 件，卸扣擋銷座12內(nèi)圓開有與所述突起部件對應(yīng)的通槽。當(dāng)所述突起部件位于卸扣擋銷座 12外時，上卸扣擋銷13處于高位，提引連接盤11隨動力頭主軸16 —起旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述突起 部件在外力作用下被旋轉(zhuǎn)到所述卸扣擋銷座12通槽處時，所述突起部件落入所述卸扣擋 銷座12通槽中，此時上卸扣擋銷13處于低位，提引連接盤11外側(cè)突起部與落下的上卸扣擋銷13發(fā)生碰撞，并反沖擊力作用下反轉(zhuǎn)卸扣。 參見附圖3、4、8、9、10，提引連接盤11的盤體沿動力頭主軸16兩側(cè)對稱開有兩個 通孔IO，每個通孔IO上端開口由端蓋封閉形成一套筒，套筒內(nèi)裝有用于伸縮卸扣用的活塞 桿8，活塞桿8下端通過翻轉(zhuǎn)銷5與一個用于提升鉆桿的提引器3兩側(cè)的連接臂鉸接。所述 連接臂外側(cè)通過固定板21與桿頭垂直向上的對扣導(dǎo)向桿6固接，在提引連接盤的外側(cè)突起 部上開有與對扣導(dǎo)向桿6對應(yīng)的導(dǎo)向槽孔9。 參見附圖5、6、7，提引器3主體為一"T"形構(gòu)件，所述構(gòu)件上端與所述連接臂固接， 所述構(gòu)件下端開有U形槽，所述U形槽外圓套有一滑套2。 鉆桿鎖接頭1下端通過絲扣與鉆桿連接，其上端設(shè)有與主軸保護(hù)接頭4對應(yīng)的母 接頭，所述鉆桿鎖接頭l中間部分的外圓周上對稱開有與所述U形槽對應(yīng)的凹槽。主軸加 長桿7下端與主軸保護(hù)接頭4連接，主軸保護(hù)接頭4下端安裝在所述U形槽內(nèi)，其末端設(shè)有 與所述鉆桿鎖接頭1的母接頭對應(yīng)的公接頭。 本實用新型操作流程如下 1)提引器旋轉(zhuǎn)是承拉旋轉(zhuǎn)套14在推力軸承18上可自由旋轉(zhuǎn)，承拉旋轉(zhuǎn)套14下
接提引連接盤11、活塞桿8、對扣導(dǎo)向桿6、翻轉(zhuǎn)銷5、提引器3—起自由360。旋轉(zhuǎn)。實現(xiàn)提
引器對鉆桿鎖接頭缺口懸掛鉆桿，同時具有設(shè)計抗拉、抗扭和抗沖擊能力。 (2)提引器翻轉(zhuǎn)提引器3以翻轉(zhuǎn)銷5為軸心實現(xiàn)由垂直到水平的翻轉(zhuǎn)。實現(xiàn)提
引器3從地面拉鉆桿和從鉆塔內(nèi)垂直向下放鉆桿的操作。 (3)上扣提引器3無論是從地面拉起鉆桿或直接從鉆塔內(nèi)拉鉆桿立根，下放頂驅(qū) 裝置使拉起鉆桿與孔口鉆桿對接，繼續(xù)下放頂驅(qū)裝置，同時動力頭主軸16帶動主軸加長桿 7、主軸保護(hù)接頭4、以扭矩旋轉(zhuǎn)上扣；這時活塞桿8進(jìn)入套筒，同時對扣導(dǎo)向桿6進(jìn)入導(dǎo)向 槽孔9，使提引器3不會翻轉(zhuǎn)，確保主軸保護(hù)接頭4上的公接頭順利進(jìn)入鉆桿鎖接頭1的母 接頭，在動力頭主軸16正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)下完成上扣?？蓮呐ぞ乇砩嫌^察上扣扭矩，避免上扣扭矩 過盈或不足。上扣后，上卸扣提引裝置在正常鉆進(jìn)時由于鉆桿鎖接頭1在提引器3內(nèi)將與 鉆具一起旋轉(zhuǎn)，為后續(xù)卸扣作準(zhǔn)備。 (4)卸扣卸扣時首先把卸扣擋銷座12的上卸扣擋銷13放入低檔位置，上卸扣擋
13阻止提引連接盤11旋轉(zhuǎn)，同時阻止提引器3和提引器3內(nèi)的鉆桿鎖接頭1不能旋轉(zhuǎn)，提
引連接盤11外側(cè)突起部與上卸扣擋銷13發(fā)生碰撞，并反沖擊力作用下反轉(zhuǎn)卸扣。 該裝置只要鉆桿接頭有提引缺口就能進(jìn)行鉆孔施工時的所有操作功能，如用繩索
取芯鉆桿和無缺口石油鉆桿采用有缺口的提引接頭同樣可完成對這類鉆桿操作功能，所述
頂驅(qū)鉆機(jī)可采用各種鉆桿進(jìn)行鉆孔施工。
權(quán)利要求地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置，包括動力頭主軸，所述動力頭主軸上端與頂驅(qū)變速箱連接，其特征在于A.所述動力頭主軸外套有一個承拉旋轉(zhuǎn)套，所述承拉旋轉(zhuǎn)套通過一反扣螺帽固定在所述頂驅(qū)變速箱的底板上，所述承拉旋轉(zhuǎn)套與所述反扣螺帽之間通過推力調(diào)心滾子軸承連接；所述動力頭主軸下端通過絲扣連有一根主軸加長桿，所述動力頭主軸與所述主軸加長桿連接處的外圓套有提引連接盤，所述提引連接盤通過絲扣與所述承拉旋轉(zhuǎn)套連接；B. 所述反扣螺帽一側(cè)設(shè)有卸扣擋銷座，所述卸扣擋銷座內(nèi)裝有一根具有高、低兩個檔位的上卸扣擋銷，當(dāng)所述上卸扣擋銷處于高位時，所述提引連接盤隨所述動力頭主軸一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述上卸扣擋銷處于低位時，所述提引連接盤外側(cè)突起部與所述上卸扣擋銷發(fā)生碰撞，并反沖擊力作用下反轉(zhuǎn)卸扣；C.所述提引連接盤的盤體沿所述動力頭主軸兩側(cè)對稱開有兩個通孔，每個所述通孔上端開口由端蓋封閉形成一套筒，所述套筒內(nèi)裝有用于伸縮卸扣用的活塞桿，所述活塞桿下端通過翻轉(zhuǎn)銷與一個用于提升鉆桿的提引器兩側(cè)的連接臂鉸接；所述連接臂外側(cè)固定有一根桿頭垂直向上的對扣導(dǎo)向桿，在所述提引連接盤的外側(cè)突起部上開有與所述對扣導(dǎo)向桿對應(yīng)的導(dǎo)向槽孔；D.所述提引器主體為一“T”形構(gòu)件，所述構(gòu)件上端與所述連接臂固接，所述構(gòu)件下端開有U形槽，所述U形槽外圓套有一滑套；E.所述鉆桿鎖接頭下端通過絲扣與鉆桿連接，其上端設(shè)有與主軸保護(hù)接頭對應(yīng)的母接頭，所述鉆桿鎖接頭中間部分的外圓周上對稱開有與所述U形槽對應(yīng)的凹槽；F.所述主軸加長桿下端與主軸保護(hù)接頭連接，所述主軸保護(hù)接頭下 端安裝在所述U形槽內(nèi)，其末端設(shè)有與所述鉆桿鎖接頭的母接頭對應(yīng)的公接頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置，其特征在于所述上卸 扣擋銷外圓上固定有一根向外突起的部件，所述卸扣擋銷座內(nèi)圓開有與所述突起部件對應(yīng) 的通槽。
專利摘要本實用新型涉及巖芯鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是一種地質(zhì)巖芯頂驅(qū)鉆機(jī)上卸扣提引裝置，主要包括提引連接盤和一個可翻轉(zhuǎn)的鉆桿提引器，通過提引連接盤上扣、卸扣，用提引器進(jìn)行從地面拉鉆桿和從鉆塔內(nèi)垂直向下放鉆桿的操作。頂部驅(qū)動深孔地質(zhì)巖芯鉆機(jī)由于具有上卸扣裝置，淘汰卡盤裝置，鉆具聯(lián)接不使用主動鉆桿，符合當(dāng)今鉆探技術(shù)發(fā)展要求和創(chuàng)新理念，具有輔助時間少、鉆井效率高、應(yīng)變和處理孔內(nèi)復(fù)雜情況能力強(qiáng)、鉆探成本低等諸多優(yōu)越性，能夠滿足深孔地質(zhì)巖芯鉆探施工的要求。
文檔編號E21B19/16GK201502344SQ20092018782
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者丁金鵬, 劉憲全, 宋雙進(jìn), 張隨, 陸德義 申請人:安徽兩淮科力機(jī)械制造有限責(zé)任公司