[实用新型]冲抓式钻井机

说明书

本实用新型涉及一种钻井设备，特别是一种具有可开闭锥头的冲抓式钻井机。

中国专利CN88206586.6公开了一种冲抓式钻井机，它主要包括卷扬机、塔架、吊挂在塔架上的自动挂钩器、接绳套和可开闭的冲抓锥头。在锥头的上盘上设有自动开闭机构，卷扬机绳索绕过塔架顶端的定滑轮与接绳套相接后，再缠绕在锥头的上、下盘滑轮组上。当绳索放松时，锥头的上、下盘滑轮相对靠近，锥头闭合，绳索上拉时，两滑轮组相对远离，锥头张开，从而可进行冲击钻进与抓取石、土的工作。挂钩器、接绳套和开闭机构三者配合可使闭合的锥头吊挂在挂钩器上，并将其打开。但该钻机的锥瓣只有四瓣，锥尖角较大；且锥瓣的纵向轮廓线为直线，因而钻进及抓土时的阻力较大，特别是当钻孔直径较大时，该阻力的影响更为明显，使工作效率大为降低。另外，该钻机的挂钩器是利用L形钩的开、合来实现挂、脱钩的，其可靠性较差、承载能力较小，因而也限制了该钻机的钻孔直径，一般仅为一米左右。

本实用新型的目的是对上述现有钻机进行改进，使之工作效率较高，且可钻二米以上的较大井孔。

为实现上述目的，本实用新型对上述现有钻机作了如下改进：第一，改进锥头锥瓣的几何形状，减小冲抓时的阻力。改进后的锥瓣其纵向轮廓，即铅垂载面的轮廓为圆弧形，每个锥瓣的锥尖角为45°～60°。第二，改变挂钩器的结构，提高其承载能力和安全可靠性，所提供的挂钩器由内圈、可相对内圈上下滑动的外圈和安装在内圈外筋上，且位于内、外圈之间的销板组成。其中内、外圈筒壁上开有槽孔，销板两端分别伸入内、外圈的槽孔中。另外，销板重心偏离销轴且靠向内圈一侧。工作时本挂钩器的内圈不动，当外圈靠重力下移时，其槽孔上沿带动销板向外翻转而离开内圈，从而可实现脱钩；当外圈上移时，其槽孔上沿解除了对销板的约束，销板在偏心重力作用下向里翻转而伸入内圈中，从而可实现挂钩。

以下结合附图对本实用新型的内容加以说明。

图1是本实用新型的整体结构图。

图2是锥瓣的纵剖图。

图3是图2的A向局部视图。

图4是挂钩器的结构图。

图5是缓冲器的结构图。

如图1所示：塔架1采用人字架，锥头2由上盘3、下盘4、铰接在下盘上的锥瓣5、上盘滑轮组6、下盘滑轮组7、配重8及连接上盘3与锥瓣5的连杆9组成。上盘3上装有自动开闭机构10，自动挂钩器11吊挂在塔架一定高度上。来自卷扬机的钢丝绳12绕过塔顶的定滑轮13与下端为倒T形的接绳套14相连，然后穿过开闭机构10缠绕在锥头2的上、下盘滑轮组6、7上。当钢丝绳12放松时，下盘4在重力作用下相对上盘3下降，锥瓣5张开；反之相反。锥瓣5的结构如图2、图3所示：锥瓣5的瓣叶15为双曲弧面。即它的水平与铅垂截面轮廓均为圆弧形，瓣叶端部焊有65Mn钢板瓣尖16，锥尖角θ为52°。为了使井筒打得更加圆直，锥头上共设有6个锥瓣。

图4给出了挂钩器11的两种工作状态。外圈18套在内圈17外，销板19为梯形，通过销轴铰接在内圈17的外筋上，其重心向里偏离销轴。内外圈筒壁上均开有槽孔20、21，销板19的外端伸入外圈槽孔21中，而里端可穿过内圈槽孔20伸入内圈中。挂、脱钩的过程如下：锥头抓取石、土后被钢丝绳提升。当锥头上的开闭机构10的项端没有碰到挂钩器外圈18时，锥头挂筒22向上越过销板19，当上升到一定距离后（约几厘米），开闭机构10的顶端带动外圈18上移，销板19靠重力向里翻转，其里端伸入到内圈17中，并被支承在内圈槽孔20的下沿（如图4左边所示）。此时将锥头缓慢放下，锥头挂筒22即可被挂在销板19上。脱钩前，锥头已下降张开，其顶端已离开外圈18。此时只要将锥头稍微提起，使挂筒22上升一点距离，则外圈18靠重力下滑，其槽孔21的上沿带动销板19向外翻（如图4右边所示），挂筒22可下降，实现脱钩。

锥头冲击钻进后，有时会被泥土吸住而增加提升时的阻力，影响工作效率。为此，可在定滑轮13与塔架顶端之间装一缓冲器23，如图5所示。缓冲器23由固定在塔架上的弹簧座24、压缩弹簧25和置于弹簧25中的T形轴26组成。定滑轮13安装在T形轴26的下端。锥头未接触泥土时，弹簧25被压缩；当锥头冲击到底的一瞬间，弹簧25带动定滑轮13回升，给锥头一个瞬时回升力，相当于给深入泥土中的锥瓣一个松动力。因此使提升时的阻力减小。

本实用新型由于改进了锥瓣的几何形状，使钻进及抓取时的阻力减小，因而工作效率较高。由于采用了销板式挂钩器，不但增大了安全性，而且提高了承载能力，因而可增加锥头重量、加大尺寸，钻进较大直径的井孔。