拆卸扳手系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種與鉆巖機(jī)鉆柱一起使用的拆卸扳手，包括適合于安裝到鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上的框架和繞鉆柱縱向軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)連接到該框架上的副框架。該副框架支承一對(duì)夾爪件，該夾爪件適合于彼此朝向和遠(yuǎn)離地沿徑向運(yùn)動(dòng)，并且適合于可釋放地接合鉆柱的第一部分。該拆卸扳手還包括由鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)支承的夾緊件。該夾緊件適合于可釋放地接合在軸向上與第一部分間隔開(kāi)的鉆柱的第二部分。
【專(zhuān)利說(shuō)明】拆卸扳手系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在鉆巖作業(yè)中使用的拆卸扳手和定中心器系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]鉆巖機(jī)使用鉆柱，該鉆柱由若干鉆桿和/或鉆管組成，所述鉆桿和/或鉆管可以添加到鉆柱上或從鉆柱取下，以便達(dá)到炮眼所需的鉆進(jìn)深度。鉆巖機(jī)可以使用沖擊波隨著旋轉(zhuǎn)從鉆柱向下傳送到鉆頭以便破壞鉆入其中的地層。在鉆柱沖擊和旋轉(zhuǎn)期間，鉆柱接頭可以上緊并使它們難以相互松脫。
[0003]當(dāng)達(dá)到所需的鉆孔深度時(shí)，將鉆桿和/或鉆管一次一個(gè)地取出以用于儲(chǔ)存。使鉆桿或鉆管之間的接頭松脫的典型方法是當(dāng)鉆柱處于鉆孔的底部時(shí)完全停止鉆進(jìn)、減小頂著鉆柱的進(jìn)給壓力、并開(kāi)始拍擊。拍擊鉆桿和/或鉆管是當(dāng)鉆柱擱在鉆孔的底部上時(shí)進(jìn)行的，利用來(lái)自鉆巖機(jī)的碰撞沖擊來(lái)產(chǎn)生壓縮和拉伸沖擊波以便松開(kāi)鉆柱接頭。
[0004]某些鉆柱部件由于種種原因也許比其它部件更難以使接頭松脫。經(jīng)常是當(dāng)如果鉆柱接頭已經(jīng)松脫而拍擊時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的司鉆工能通過(guò)聲音的變化知道。然而，經(jīng)常是在鉆柱中只有某些接頭松脫，而其他接頭仍然緊固，司鉆工必須采用其它手段和/或方法來(lái)使鉆柱接頭松脫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例包括與鉆巖機(jī)鉆柱(鉆具串，串聯(lián)的鉆桿)一起使用的拆卸(卸管)扳手系統(tǒng)。該拆卸扳手具有適合于安裝到鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上的框架，和繞鉆柱縱向軸線(xiàn)連接到框架上的副框架。副框架支承一對(duì)夾爪件，該對(duì)夾爪件適合于彼此相對(duì)和遠(yuǎn)離地沿徑向運(yùn)動(dòng)以及可釋放(松開(kāi))地接合鉆柱的第一部分。該拆卸板手還具有由鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)支承的夾緊件，該夾緊件適合于可釋放地接合沿軸向與第一部分間隔開(kāi)的鉆柱的第二部分。
[0006]另一個(gè)實(shí)施例包括與鉆巖機(jī)鉆柱一起使用的拆卸扳手。該拆卸扳手具有定中心器，該定中心器包含適合于安裝到鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上的框架和繞鉆柱縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)式連接到該框架上的副框架。該副框架支承第一對(duì)夾爪件，該第一對(duì)夾爪件適合于利用至少一對(duì)致動(dòng)器接合并轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱的第一部分。該拆卸扳手還具有由鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)支承的夾緊組件。該夾緊組件具有由至少一個(gè)第一致動(dòng)器致動(dòng)的第二對(duì)夾爪件和由至少一個(gè)第二致動(dòng)器致動(dòng)的第三對(duì)夾爪件。第二對(duì)夾爪件和第三對(duì)夾爪件在軸向上相互間隔開(kāi)。該至少一個(gè)第一致動(dòng)器和該至少一個(gè)第二致動(dòng)器連接到流量控制器上以便移動(dòng)第二對(duì)夾爪件和第三對(duì)夾爪件。該第二對(duì)夾爪件和第三對(duì)夾爪件適合于可釋放地接合沿軸向與第一部分間隔開(kāi)的鉆柱的第二部分。
[0007]再一個(gè)實(shí)施例包括與鉆柱一起使用的拆卸扳手。該拆卸扳手具有繞鉆柱縱向軸線(xiàn)由鉆巖機(jī)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)支承的第一夾緊組件。該夾緊組件適合于在拆卸作業(yè)期間緊固和轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱的第一部分并且適合于在鉆進(jìn)作業(yè)期間給鉆柱定中心。該拆卸扳手還具有由鉆巖機(jī)結(jié)構(gòu)支承的第二夾緊組件，其中該夾緊組件適合于在拆卸作業(yè)期間固定鉆柱的第二部分。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是具有圓形體部和聯(lián)接器的公-公鉆桿的側(cè)視圖；
[0009]圖2是具有圓形體部和聯(lián)接器的公-母鉆桿的側(cè)視圖；
[0010]圖3是鉆桿的公端部的側(cè)視圖；
[0011]圖4是具有管狀體部的公-母鉆桿的側(cè)視圖；
[0012]圖5是使用鉆柱形式的鉆桿或鉆管的鉆巖機(jī)的示意圖；
[0013]圖6是現(xiàn)有技術(shù)的定中心器的透視圖；
[0014]圖7是現(xiàn)有技術(shù)的鉆巖機(jī)、定中心器和換桿器的透視圖；
[0015]圖8是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的拆卸扳手系統(tǒng)和換桿器的局部透視圖；
[0016]圖9是本發(fā)明的另一實(shí)施例的拆卸扳手的透視圖；
[0017]圖10是圖9的拆卸扳手處于夾緊位置的俯視圖；
[0018]圖11是圖9的拆卸扳手處于夾緊且旋轉(zhuǎn)位置的俯視圖；
[0019]圖12是圖9的拆卸扳手處于未夾緊且不旋轉(zhuǎn)構(gòu)型的剖視圖；
[0020]圖13是圖9的拆卸板手處于夾緊構(gòu)型的剖視圖；
[0021]圖14是圖9的拆卸扳手處于夾緊且旋轉(zhuǎn)構(gòu)型的剖視圖；以及
[0022]圖15是圖9的拆卸扳手處于未夾緊且旋轉(zhuǎn)位置的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]根據(jù)需要，本文公開(kāi)了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例。然而應(yīng)該理解，所公開(kāi)的實(shí)施例僅是可以用各種不同的和可供選擇的形式實(shí)施的本發(fā)明的示例性的實(shí)施例。各附圖不一定按比例繪出，某些功能部件可以放大或縮小以便顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不能看成是限制，而僅是看成是用于權(quán)利要求的代表性基礎(chǔ)和/或看成用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員用不同方法應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0024]鉆巖機(jī)使用由鉆桿和/或鉆管組成的鉆柱，所述鉆桿和/或鉆管添加到鉆柱上或從鉆柱移開(kāi)，以便達(dá)到炮眼所需的鉆進(jìn)深度。鉆桿通常以不同的形式設(shè)計(jì)。圖1示出有兩個(gè)公(凸形的，插入的，外螺紋的)端部102的鉆桿100的示例。在一個(gè)實(shí)施例中，鉆桿100是在每個(gè)端部102都有陽(yáng)螺紋的管狀厚壁桿。使用聯(lián)接器104來(lái)將相鄰的鉆桿100連接到鉆柱中。聯(lián)接器104具有兩個(gè)帶陰螺紋的端部106，所述端部106的尺寸設(shè)計(jì)成容納鉆桿100的公端部102。
[0025]圖2示出另一實(shí)施例的鉆桿110，該鉆桿110在管狀厚壁桿上具有公端部112和母(凹形的，被插入的，內(nèi)螺紋的)端部114。各鉆桿110通過(guò)將一個(gè)鉆桿110的公端部112連接到相鄰鉆桿110的母端部114中而相互接合。圖1-2示出具有圓形體部118的鉆桿100、
110。圖3示出一種可選實(shí)施例的鉆桿120，它具有六角形體部122和公端部124。根據(jù)經(jīng)濟(jì)和效率也可以設(shè)想使用各種不同的其它鉆桿和聯(lián)接器。
[0026]此外，鉆桿130可以具有管狀體部132，如圖4所示，該管狀體部132有較薄的壁部分。在所示的實(shí)施例中，管狀桿130具有公端部134和母端部136，以使鉆桿130能接合到管桿組中相鄰的鉆桿上。當(dāng)這些管狀桿130用相鄰鉆桿130的公、母端部134、136連接時(shí)，公端部134的肩部區(qū)域138可以與母端部136的肩部區(qū)域140有接觸，這可以在鉆進(jìn)或拍擊作業(yè)期間改善沖擊波從一個(gè)鉆桿130到另一個(gè)鉆桿并且向下到鉆柱的傳輸。
[0027]圖5中示出鉆巖機(jī)150的示意圖。鉆進(jìn)單元152具有鉆具進(jìn)給導(dǎo)向件154。該鉆具進(jìn)給導(dǎo)向件支承鉆巖機(jī)156，該鉆巖機(jī)156能沿該進(jìn)給導(dǎo)向件154線(xiàn)性行進(jìn)。鉆柱158連接到鉆巖機(jī)156上以用于鉆進(jìn)作業(yè)。鉆柱158向下伸入到鉆好的孔160中，并由如前面的圖1-4所述的那些鉆桿162或鉆管組成。在該實(shí)施例中，存在數(shù)個(gè)鉆桿160，這些鉆桿用鉆柱連接件164連接。鉆柱158穿過(guò)定中心器166，該定中心器166也附接到鉆具進(jìn)給導(dǎo)向件154上。鉆頭168連接到其中一個(gè)鉆桿162上。鉆巖機(jī)150必要時(shí)可以用沖擊波來(lái)幫助鉆進(jìn)過(guò)程并破壞地下地層。在鉆柱158沖擊和旋轉(zhuǎn)期間，可以將鉆柱接頭164上緊并使它們難以相互松脫。
[0028]使鉆桿162或鉆管之間的接頭164松脫的典型方法是當(dāng)鉆柱158處在鉆孔160的底部時(shí)完全停止鉆進(jìn)，減小頂著鉆柱158的進(jìn)給壓力，并開(kāi)始經(jīng)常所說(shuō)的“拍擊(振動(dòng)，顫動(dòng)，使之格格響，rattling)”。拍擊鉆桿162和/或鉆管是當(dāng)鉆柱158擱在孔160的底部上時(shí)進(jìn)行的，使用來(lái)自鉆巖機(jī)156的撞擊沖擊來(lái)產(chǎn)生壓縮和拉伸沖擊波以使鉆柱接頭164松開(kāi)。
[0029]定中心器166可以圍繞鉆桿162和/或鉆管部分閉合以便在鉆進(jìn)期間為鉆柱158提供定中心的支承和定中心的引導(dǎo)。圖6中示出現(xiàn)有技術(shù)的定中心器170，它具有兩個(gè)定中心器臂172和一對(duì)夾爪件174以便接合鉆桿162或接合連接件164。
[0030]為了松開(kāi)鉆桿聯(lián)接器164，如圖5中所示，將鉆桿162和/或鉆管夾緊在定中心器166中，鉆巖機(jī)156使鉆桿162和/或鉆管旋轉(zhuǎn)以便抒松接頭164。一些鉆柱158的部件由于種種原因可能比另一些部件更難以松脫接頭164。
[0031]為了從已鉆好的孔160中取出鉆桿162和/或鉆管,通過(guò)鉆巖機(jī)156將鉆桿162和/或鉆管升起，直至第一個(gè)鉆桿162和/或鉆管的底部目視剛好在定中心器166的上方。定中心器166夾緊在聯(lián)接器164的外徑上或者鉆桿162和/或鉆管的母部分的外徑上。鉆巖機(jī)156然后反向轉(zhuǎn)動(dòng)以便抒松定中心器16b上方的鉆桿162以用于儲(chǔ)存。在鉆進(jìn)作業(yè)期間利用類(lèi)似的反向轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程來(lái)將鉆桿162添加到鉆柱162上。
[0032]圖7示出與鉆進(jìn)單元一起使用的典型鉆具進(jìn)給導(dǎo)向件200和鉆巖機(jī)202。鉆巖機(jī)202沿著軌道204并沿進(jìn)給導(dǎo)向件20線(xiàn)性行進(jìn)。鉆巖機(jī)202的行進(jìn)和位置用馬達(dá)206和鏈條208或其他線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)裝置控制。現(xiàn)有技術(shù)定的定中心器210連接到進(jìn)給導(dǎo)向件200上并且不與鉆機(jī)202 —起平移。
[0033]當(dāng)達(dá)到所需的鉆孔160深度時(shí)，一次一個(gè)地將鉆桿162和/或鉆管取出，使用如上所述的方法將定中心器210夾緊到鉆桿連接件上并使鉆巖機(jī)202反向轉(zhuǎn)動(dòng)以擰松該連接件。如有必要也可以利用拍擊來(lái)松開(kāi)連接件。將松開(kāi)并取出的鉆桿162儲(chǔ)存在換桿器裝置210中。依賴(lài)于換桿器212的設(shè)計(jì)，鉆桿用不同設(shè)計(jì)的夾具214夾持以便將該鉆桿定位到換桿器212槽或袋中。在一個(gè)實(shí)施例中，夾具214被液壓地致動(dòng)以便夾緊到鉆桿162上并將鉆桿平移到換桿器214。將夾具214連接到流量控制器215上以便控制運(yùn)動(dòng)。流量控制器可以連接到電子控制模塊上，該電子控制模塊也提供用于用戶(hù)接口。在將鉆桿162和/或鉆管儲(chǔ)存到換桿器212中之后，鉆巖機(jī)202將進(jìn)給導(dǎo)向件200向下進(jìn)給并擰到夾持在定中心器210內(nèi)的鉆桿和/或鉆管中，并且重復(fù)該過(guò)程。使用鉆桿和/或鉆管取出操作直至最后一個(gè)鉆桿與鉆巖機(jī)202脫離。
[0034]回到圖5，如果一個(gè)或多個(gè)鉆桿和/或鉆聯(lián)接器164未通過(guò)拍擊松脫，則司鉆工用定中心器166夾緊到附接在鉆桿162上的聯(lián)接器164的外徑上，并使用鉆巖機(jī)156來(lái)拍擊定中心器166中的聯(lián)接器164。采用通過(guò)定中心器166來(lái)拍擊鉆柱的方法，因?yàn)樗葘@桿162回加到鉆柱158上并且再次抵靠鉆孔60的底部拍擊鉆柱158所花的時(shí)間少。這種在定中心器166中拍擊的操作能引起鉆柱158部件和定中心器166部件的損壞。
[0035]圖8示出帶有動(dòng)力的拆卸扳手系統(tǒng)300的實(shí)施例，該系統(tǒng)既用作定中心器，又用作拆卸扳手以便幫助松開(kāi)鉆桿和/或鉆管連接件。該扳手系統(tǒng)300示出為附接到進(jìn)給導(dǎo)向件200上，而非圖7的定中心器210上。圖8中還示出換桿器裝置212和兩個(gè)夾具214的其中之一。在另一實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以?xún)H有一個(gè)夾具214。如果需要，鉆柱仍可以在鉆孔的底部處拍擊松開(kāi)，但拆卸扳手系統(tǒng)300提供一種夾持鉆桿和/或鉆管而同時(shí)使鉆柱旋轉(zhuǎn)的裝置，以便例如當(dāng)一個(gè)或多個(gè)鉆柱接頭在鉆好的孔中未被拍擊松開(kāi)時(shí)幫助斷開(kāi)鉆柱接頭。鉆桿夾具214將鉆桿和/或鉆管固定，以便當(dāng)拆卸扳手300旋轉(zhuǎn)以幫助松動(dòng)上緊的接頭時(shí)防止扭絞。一旦鉆桿和/或鉆管接頭已經(jīng)松脫并且鉆巖機(jī)202已從鉆柱擰下，則夾具214將鉆桿移動(dòng)到換桿器212中。換桿器212可以是單個(gè)換桿器或轉(zhuǎn)盤(pán)式換桿器。
[0036]每個(gè)夾具214都有一對(duì)夾爪件216、多個(gè)夾爪件、或其它夾緊機(jī)構(gòu)用于夾緊到鉆桿或鉆管上并保持鉆桿或鉆管，當(dāng)夾具214旋轉(zhuǎn)到該位置時(shí)該夾具可以沿著鉆柱縱向軸線(xiàn)伸展。夾具214可以用來(lái)將第二部分或鉆桿固定在鉆柱中，而拆卸扳手300使第一部分旋轉(zhuǎn)以實(shí)施拆卸作業(yè)并松開(kāi)第一和第二鉆桿之間的接頭或聯(lián)接器。
[0037]夾爪件216由致動(dòng)器218如液壓缸或氣缸致動(dòng)。可以設(shè)想任何數(shù)量的致動(dòng)器218供桿夾具214使用。在一個(gè)實(shí)施例中可以使用附加致動(dòng)器(未示出)來(lái)旋轉(zhuǎn)桿夾具214，以用于將鉆桿放到換桿器212中。致動(dòng)器218連接到流量控制器215上，該流量控制器215控制夾爪件216和桿夾具214的運(yùn)動(dòng)。流量控制器215可以連接到一個(gè)以上桿夾具214的致動(dòng)器215上(如圖7中所示)，以便相互一致地移動(dòng)夾爪216或各夾具214。這使得可以通過(guò)鉆桿的多個(gè)夾具214進(jìn)行均勻夾緊，這樣使鉆桿的不均勻載荷或扭轉(zhuǎn)減至最小?？晒┻x擇地，流量控制器215可以包含反饋機(jī)構(gòu)，從而控制夾爪件216以便同時(shí)移動(dòng)和接觸鉆桿并橫跨多個(gè)桿夾具214施加均勻而相等的載荷。如果鉆桿或鉆管未精確地沿著縱向軸線(xiàn)伸展，則這也許是有用的。
[0038]圖9詳細(xì)示出與圖7和8的桿夾具214 —起使用的拆卸扳手系統(tǒng)300。利用框架302來(lái)將扳手系統(tǒng)300連接到進(jìn)給導(dǎo)向件200?？蚣?02支承副框架304。利用軸承組件306、襯套或類(lèi)似物來(lái)將該副框架304連接到框架302，并使副框架304能繞鉆柱的縱向軸線(xiàn)308旋轉(zhuǎn)。副框架304還支承夾緊組件310，如一對(duì)夾爪件、多個(gè)夾爪件或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它件，以使夾緊組件310可以圍繞鉆柱部分地閉合來(lái)將該鉆柱定中心，或者可以?shī)A緊到鉆柱上來(lái)固定該鉆柱以用于拆卸作業(yè)。夾緊組件310也可以使用彈簧機(jī)構(gòu)或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它自動(dòng)定中心機(jī)構(gòu)，以便在鉆進(jìn)作業(yè)期間使鉆柱定中心。可供選擇地，可以控制夾緊組件310以便使用夾爪件使鉆柱定中心。圖9中還示出集塵罐322，該集塵罐322由框架302支承并與第一夾緊組件310間隔開(kāi)。
[0039]與夾緊組件310 —起使用一對(duì)致動(dòng)器312，但也可以使用任何數(shù)量的致動(dòng)器312。致動(dòng)器312可以是液壓動(dòng)力致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器等，并且可以是雙作用的。如圖9中所示，致動(dòng)器312是液壓的，并可以具有用于流體連接的端口 314。致動(dòng)器312與夾緊組件310的夾爪件的運(yùn)動(dòng)成一直線(xiàn)安裝，但也可以設(shè)想其它取向。流量控制器315連接到致動(dòng)器312上以便控制夾緊組件310的運(yùn)動(dòng)，由此均勻地握緊以給鉆桿定中心。流量控制器315可以結(jié)合在一個(gè)實(shí)施例中的流量控制器215中。
[0040]第三致動(dòng)器316和連接臂318示出為連接框架302和副框架304，并用于夾緊組件310的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。致動(dòng)器316具有用于雙作用致動(dòng)器的液壓連接的端口 320。然而，也可以設(shè)想使用氣動(dòng)的或其它的致動(dòng)器。致動(dòng)器316樞轉(zhuǎn)式連接到框架302和副框架304上。當(dāng)致動(dòng)器316伸展時(shí)，它施加力在連接臂318上，這則使副框架304和夾緊組件310移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。當(dāng)致動(dòng)器316縮回時(shí)，連接臂318使副框架304朝相反方向旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器316也可以用流量控制器315連接和控制。
[0041]圖10示出夾緊到鉆桿326和/或鉆管上的拆卸扳手300的平面圖。圖11示出夾緊到鉆桿326和/或鉆管上并旋轉(zhuǎn)以使接頭松動(dòng)的拆卸扳手300的頂部平面圖。成對(duì)的致動(dòng)器312示出為彼此成一直線(xiàn)。致動(dòng)器316在圖11中伸展以便通過(guò)移動(dòng)連接到支承夾緊組件310的副框架304上的連接臂318來(lái)提供夾緊組件310的旋轉(zhuǎn)。夾具214 (見(jiàn)圖7_8)也處在圍繞鉆柱的另外部分夾緊或固定的位置，該另外部分不旋轉(zhuǎn)。夾緊組件310使第一鉆桿326旋轉(zhuǎn)高達(dá)九十度，而第二鉆桿被夾具214夾持就位，由此完成拆卸作業(yè)。
[0042]圖12-15示出各種操作狀態(tài)的拆卸扳手300的剖視圖。在圖12中，夾緊組件310示出為處于未夾緊且未旋轉(zhuǎn)的構(gòu)型。成對(duì)的夾爪件328縮回并與鉆柱的第一部分326間隔開(kāi)。致動(dòng)器312示出為與夾爪件328成一直線(xiàn)，并處于縮回的位置。當(dāng)然，也可以設(shè)想致動(dòng)器312的其它取向。連接臂318連接到副框架304并連接到第三致動(dòng)器316上，該第三致動(dòng)器也處于縮回位置。第三致動(dòng)器316連接到框架302上。夾具214可以或是從鉆柱的另一部分松開(kāi)的，或者是此時(shí)夾緊到鉆柱的另一部分上。
[0043]圖13示出拆卸扳手300處于夾緊而不旋轉(zhuǎn)的構(gòu)型的剖視圖。致動(dòng)器312已使夾爪件328朝向彼此伸展，從而固定鉆柱的第一部分326。這時(shí)，夾具214 (見(jiàn)圖7_8)也可以圍繞鉆柱的第二部分夾緊。在另一種方式(未示出)中，成對(duì)的夾爪件328被部分地致動(dòng)到圖12和13所示位置之間的位置，并在鉆進(jìn)作業(yè)期間被控制以給鉆柱定中心。流量控制器315控制夾爪件328相對(duì)于縱向軸線(xiàn)308以及可能相對(duì)于彼此的位置。也可以使用彈簧或其它自動(dòng)定中心機(jī)構(gòu)(未示出)來(lái)使夾爪件328偏置成給鉆柱定中心的位置。
[0044]圖14示出拆卸扳手300處于夾緊且旋轉(zhuǎn)的構(gòu)型時(shí)的剖視圖。成對(duì)的夾爪件328處于固定鉆柱的第一部分326的夾緊位置。第三致動(dòng)器316伸展以便通過(guò)移動(dòng)與支承夾緊組件310的副框架304相連的連接臂318來(lái)提供夾緊組件318繞鉆柱縱向軸線(xiàn)308的旋轉(zhuǎn)。夾緊組件310使第一鉆桿326轉(zhuǎn)過(guò)九十度，而第二鉆桿被桿夾具214夾持就位，由此完成拆卸作業(yè)。
[0045]圖15示出拆卸扳手300處于未夾緊并旋轉(zhuǎn)的構(gòu)型時(shí)的剖視圖。第三致動(dòng)器316保持伸展，而成對(duì)的致動(dòng)器312已使夾爪件328從與鉆柱326相接觸的狀態(tài)縮回。
[0046]夾緊組件310然后返回圖12所示的未夾緊且不旋轉(zhuǎn)的構(gòu)型，其中成對(duì)的夾爪件328與鉆柱的第一部分326間隔開(kāi)。這時(shí),接頭將被松開(kāi)，以使鄰接的鉆柱鉆桿或部分能相互分開(kāi)以便儲(chǔ)存。桿夾具214仍可以固定第二鉆桿以將其放到換桿器212中，而鉆巖機(jī)固定到鉆柱的第一部分326中。
[0047]現(xiàn)在回到圖7和8，在鉆巖機(jī)鉆柱的拆卸作業(yè)期間，鉆巖機(jī)202使進(jìn)給導(dǎo)向件204向上行進(jìn)。桿夾具214在旁邊移動(dòng)鉆柱，而夾爪216以受控的方式夾緊到鉆柱的第一部分或鉆桿上。定中心器300也夾緊到鉆柱的第二部分或鉆桿上。這兩個(gè)夾緊操作可以同時(shí)進(jìn)行，或者不按特定的次序進(jìn)行。在夾具214和定中心器300都已夾緊到鉆柱上之后，定中心器300使鉆柱的第二部分相對(duì)于被夾具214夾持就位的第一部分旋轉(zhuǎn)。
[0048]一旦鉆柱的第一部分和第二部分之間的接頭已經(jīng)松脫，桿夾具214就可釋放鉆柱的第一部分，而鉆巖機(jī)202將該第一部分從被定中心器300夾持就位的第二鉆柱抒松。一旦這些部分分離，桿夾具就能夾緊到第一部分上，而鉆巖機(jī)202與第一部分分開(kāi)，然后可將第一部分移到換桿器212上。定中心器300在這時(shí)可以不旋轉(zhuǎn)，而仍?shī)A緊在鉆柱上。
[0049]然后鉆巖機(jī)202使進(jìn)給導(dǎo)向件200向下行進(jìn)并與由定中心器300夾持的第二部分和鉆柱的其余部分連接。定中心器可以釋放鉆柱，并在該階段不旋轉(zhuǎn)。鉆巖機(jī)202和鉆柱然后使進(jìn)給導(dǎo)向件200向上行進(jìn)，并重復(fù)上述過(guò)程以用于取出另一個(gè)鉆桿。
[0050]該過(guò)程可以根據(jù)需要重復(fù)許多次，以便當(dāng)鉆柱被鉆巖機(jī)從鉆孔升起時(shí)松開(kāi)任何緊固的鉆柱連接部分。
[0051]盡管已經(jīng)圖示和說(shuō)明了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但未打算這些實(shí)施例圖示和說(shuō)明本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說(shuō)明書(shū)中所用的詞匯是說(shuō)明性的而非限制性的，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種不同的改變。此外，可以將不同實(shí)施例的特征進(jìn)行組合以便形成本發(fā)明的另一些實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種與鉆巖機(jī)鉆柱一起使用的拆卸扳手系統(tǒng)，該拆卸扳手包括: 適合于安裝到鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上的框架； 圍繞鉆柱縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)地連接到該框架上的副框架，該副框架支承一對(duì)夾爪件，該對(duì)夾爪件適合于朝向彼此和遠(yuǎn)離彼此地沿徑向運(yùn)動(dòng)，并且適合于可釋放地接合鉆柱的第一部分；以及 由該鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)支承的夾緊件，該夾緊件適合于可釋放地接合鉆柱的沿軸向與第一部分間隔開(kāi)的第二部分。
2.如權(quán)利要求1所述的拆卸扳手系統(tǒng)，還包括第一和第二致動(dòng)器，每個(gè)致動(dòng)器均由副框架支承并連接到所述一對(duì)夾爪件的其中之一上，每個(gè)致動(dòng)器都用于移動(dòng)相應(yīng)的夾爪件。
3.如權(quán)利要求2所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，這些夾爪件是對(duì)置的。
4.如權(quán)利要求3所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，該對(duì)致動(dòng)器是對(duì)置的。
5.如權(quán)利要求2所述的拆卸扳手系統(tǒng)，還包括在該框架和該對(duì)夾爪件之間延伸的第三致動(dòng)器，該第三致動(dòng)器用于使該對(duì)夾爪件繞鉆柱縱向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，該第三致動(dòng)器包括連接臂，以便提供該副框架和該對(duì)夾爪件的旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，第一、第二和第三致動(dòng)器是液壓致動(dòng)器。
8.如權(quán)利要求7所述的拆卸扳手系統(tǒng)，還包括連接到第一和第二致動(dòng)器上的流量控制器，以便控制該對(duì)夾爪件中每個(gè)夾爪件的運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求6所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，該夾緊件還包括第二對(duì)夾爪件，該第二對(duì)夾爪件能利用第四致動(dòng)器移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，該夾緊件還包括沿軸向與第二對(duì)夾爪件間隔開(kāi)的第三對(duì)夾爪件，該第三對(duì)夾爪件能利用第四致動(dòng)器移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的拆卸扳手系統(tǒng)，其中，該夾緊件還包括第二流量控制器，該第二流量控制器連接到第四和第五致動(dòng)器上以便控制第二和第三對(duì)夾爪件的運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求9所述的拆卸扳手系統(tǒng)，該拆卸扳手系統(tǒng)能以拆卸方式操作，其中，該第一對(duì)夾爪件利用第一和第二致動(dòng)器固定鉆柱的第一部分，該第二對(duì)夾爪件利用第四致動(dòng)器固定鉆柱的第二部分，該副框架和該第一對(duì)夾爪件利用第三致動(dòng)器和連接臂使鉆柱的第一部分相對(duì)于第二部分旋轉(zhuǎn)，由此使位于第一和第二鉆柱部分之間的鉆柱接頭松脫。
13.如權(quán)利要求9所述的拆卸扳手，該拆卸扳手能以定中心的方式操作，其中，第一對(duì)夾爪件由致動(dòng)器和鄰接第一鉆柱部分的流量控制器定位以便定中心并且使鉆柱在徑向方向上的運(yùn)動(dòng)最小，該第二對(duì)夾爪件與鉆柱間隔開(kāi)并且與鉆柱脫離接合。
14.如權(quán)利要求1所述的拆卸扳手，其中，該副框架能繞鉆柱縱向軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)近似90°。
15.—種與鉆巖機(jī)鉆柱一起使用的拆卸扳手,該拆卸扳手包括: 定中心器，該定中心器具有適合于安裝到鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上的框架和繞鉆柱縱向軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)連接到該框架上的副框架，該副框架支承第一對(duì)夾爪件，該第一對(duì)夾爪件適合于利用至少一對(duì)致動(dòng)器接合并轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱的第一部分；以及 由該鉆巖機(jī)進(jìn)給導(dǎo)向結(jié)構(gòu)支承的夾緊組件，該夾緊組件具有由至少一個(gè)第一致動(dòng)器致動(dòng)的第二對(duì)夾爪件和由至少一個(gè)第二致動(dòng)器致動(dòng)的第三對(duì)夾爪件，該第二對(duì)夾爪件和該第三對(duì)夾爪件在軸向上相互間隔開(kāi)，該至少一個(gè)第一致動(dòng)器和該至少一個(gè)第二致動(dòng)器連接到流量控制器上以用于移動(dòng)該第二對(duì)夾爪件和該第三對(duì)夾爪件，該第二對(duì)夾爪件和該第三對(duì)夾爪件適合于可釋放地接合沿軸向與第一部分間隔開(kāi)的鉆柱的第二部分。
16.—種與鉆柱一起使用的拆卸扳手,該拆卸扳手包括: 由鉆巖機(jī)結(jié)構(gòu)繞鉆柱縱向軸線(xiàn)可旋轉(zhuǎn)地支承的第一夾緊組件，該夾緊組件適合于在拆卸作業(yè)期間固定并轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱的第一部分，并適合于在鉆進(jìn)作業(yè)期間使該鉆柱定中心；以及 由鉆巖機(jī)結(jié)構(gòu)支承的第二夾緊組件，該第二夾緊組件適合于在拆卸作業(yè)期間固定鉆柱的第二部分。
17.如權(quán)利要求16所述的拆卸扳手，其中，該第一夾緊組件還包括用于固定鉆柱的第一部分的第一致動(dòng)器；以及 其中，該第二夾緊組件還包括用于固定鉆柱的第二部分的第二致動(dòng)器。
18.如權(quán)利要求17所述的拆卸扳手，其中，該第一夾緊組件還包括用以使鉆柱定中心的彈黃。
19.如權(quán)利要求17所述的拆卸扳手，還包括從鉆巖機(jī)結(jié)構(gòu)延伸到第一夾緊組件的連接臂，該連接臂具有用于使第一夾緊組件旋轉(zhuǎn)的第三致動(dòng)器。
20.如權(quán)利要求19所述的拆卸扳手，還包括流量控制器，該流量控制器連接到第一、第二和第三致動(dòng)器上以便控制第一和第二夾緊組件的運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】E21B7/02GK104220692SQ201180013362
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2010年3月11日
【發(fā)明者】S·A·康奈爾 申請(qǐng)人:卡特彼勒環(huán)球礦業(yè)設(shè)備有限責(zé)任公司