[发明专利]立轴式钻机的自动拧管机

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种立轴式钻机，特别涉及一种立轴式钻机的自动拧管机。

【背景技术】

立轴式钻机是地质钻探中常用的一种回转式钻机。这种钻机的回转机构有一段较长的立轴(1米左右),用其带动钻具回转、实现给进并导正钻具,故名立轴式钻机。它可以在各种硬度的岩石中钻垂直孔和一定范围的倾斜孔。在钻进浅孔和斜孔时，立轴的导正作用尤为显著。

拧管机是在地质钻探的起下钻具时，用于拧卸钻杆的一种机械。它可代替人力拧卸钻杆，减轻工人劳动强度，提高升降工作效率。按传动方式，拧管机分液压传动和机械传动两种，中国普遍使用的是液压拧管机。

目前针对拧管机的研发也有不少，如在2011-07-06公开的，申请号为201020635083.9的中国实用新型，揭示了一种用于钻杆拧卸的液压拧管机,其主要包括上钳体、下钳体和吊钳三部分。其中下钳体固定在孔口,用于夹持孔内钻杆,防止落杆事件发生;上钳体是拧管机的主体部分,用于实现上部钻杆的大扭矩拧卸扣,作用是夹紧钻杆和拧卸钻杆;吊钳主要用于拧管机的让开孔口,从而减小钻井平台的面积,减少钻探成本。由于其吊钳需要用到悬吊机构，对安装场地要求较高，且其夹紧装置没有自动夹紧功能，完全靠外力夹紧，耗能较大。

再如2010-12-15公开的申请号为201020184423.0的中国实用新型专利提供一种适用于外平钻杆的大扭矩液压拧卸设备-液压拧管机的下钳,它包括下钳架、卡瓦座、第一偏心块、第二偏心块、第一卡瓦、第二卡瓦、偏心块驱动液压缸、水平移动液压缸固定板、同步板、偏心块驱动液压缸架、第一驱动销、第二驱动销;第一卡瓦、第二卡瓦均位于第一挡板与第二挡板之间并搁置在底板上,第一卡瓦与第二卡瓦构成钻杆下夹持腔,第一偏心块与第一卡瓦相接触,第二偏心块与第二卡瓦相接触;偏心块驱动液压缸的活塞杆与同步板铰接,第一偏心块上的第一驱动销位于长条状滑动孔内,第二偏心块上的第二驱动销位于长条状滑动孔内。该实用新型的液压拧管机的下钳结构较复杂，且其夹紧装置没有自动夹紧功能，完全靠外力夹紧，耗能较大。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种立轴式钻机的拧管装置，结构简单合理，夹持力大，且能耗小。

本发明是这样实现的：一种立轴式钻机的自动拧管机，包括一拧卸机构、一夹持机构以及一冲扣机构；

所述拧卸机构包括一驱动马达、一小齿轮、一大齿轮、一拨环以及一搬叉；所述驱动马达通过所述小齿轮带动大齿轮旋转，所述拨环包括两挡柱和连接在挡柱底部的固定环，所述固定环固定连接在大齿轮之上，所述搬叉包括一叉口和卡柄，所述叉口夹持所述钻机的上段钻杆，所述卡柄卡设在所述拨环的两挡柱之间；

所述夹持机构包括一环形油缸、一第一压缩弹簧、一底板以及复数个对应设置的滚子排和卡瓦；所述环形油缸还包括夹紧缸筒、夹紧活塞以及夹紧缸底，所述夹紧活塞设在夹紧缸筒内，所述夹紧缸底连接于夹紧缸筒底部，所述夹紧活塞内具有上大下小的容置槽，所述复数个卡瓦上大下小，放置于所述容置槽内并夹持所述钻机的下段钻杆，容置槽的内壁形成与卡瓦数量对应的斜面，所述斜面的方向是上端向外，下端向内，所述卡瓦的背面通过所述滚子排滑设于所述斜面上，所述第一压缩弹簧设在复数个卡瓦的底部与所述底板之间，底板上设有钻杆通过孔；

所述冲扣机构包括一直线油缸、一杠杆、至少一弹性棘爪装置；所述杠杆包括一体设置的连接部和环形旋转部，连接部连接所述直线油缸的直线活塞，环形旋转部与所述大齿轮相邻同轴设置，且所述弹性棘爪装置设于环形旋转部与大齿轮之间，且所述弹性棘爪装置在一状态下将环形旋转部与大齿轮连接为一体，并在另一状态下将环形旋转部与大齿轮松开。

较佳的，拧卸机构还包括一中空状的芯管，该芯管设于所述大齿轮的轴部，为大齿轮提供旋转轴；所述拧卸机构还包括一压环，所述压环压紧于所述大齿轮和芯管的顶部。

较佳的，所述拧管机还包括一基座和一上盖，上盖连接于所述基座的上方，所述拧卸机构的小齿轮、大齿轮、芯管以及所述冲扣机构的直线油缸的一端、杠杆、弹性棘爪装置均设在所述基座和上盖连接围成的空间内，所述驱动马达和拨环设在上盖上方。

较佳的，所述夹持机构中的卡瓦数量为2，所述卡瓦的夹持面上还设有一卡瓦镶件，且两卡瓦相向设置，使两卡瓦镶件围成一六角形或圆形的夹持腔。

较佳的，所述夹持机构还包括一用于卡设所述第一压缩弹簧的挡头，该挡头包括两立柱及一连接环，两立柱连接在所述连接环一直径两端的下方，并且该两立柱分别位于所述夹持腔的两侧。