[发明专利]立轴式钻机自动拧管机的冲扣机构

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种立轴式钻机的自动拧管机，特别涉及一种立轴式钻机自动拧管机的冲扣机构。

【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。该液压拧管机通过上钳和下钳来充当冲扣机构，虽然能提供较大的冲扣力，但整个液压拧管机占地面积很大。

【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自动拧管机的冲扣机构，结构简单合理，冲击力大，且占地面积小，且能耗小。

本发明是这样实现的：一种立轴式钻机自动拧管机的冲扣机构，所述自动拧管机包括一用于拧卸上段钻杆的拧卸机构、一用于夹持下段钻杆的夹持机构以及一为拧卸机构提供瞬时冲力的冲扣机构；所述拧卸机构包括一用于带动上段钻杆旋转的大齿轮；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，所述弹性棘爪装置进一步包括一棘爪、一第二压缩弹簧；所述杠杆的环形旋转部设在所述大齿轮的底部，且所述大齿轮上设有至少一凹槽，所述第二压缩弹簧的上端固定连接于所述凹槽的底部，下端连接棘爪，所述环形旋转部的上端面环形布设有复数个棘孔，所述棘爪在直线油缸的直线活塞前进的状态下轴向插入其中一所述棘孔，并在直线活塞后退的状态下退出所述棘孔。所述棘爪的上端为调节端，下端具有一滑行面，所述调节端轴向设有两开口槽，所述滑行面具有一高端及一低端；所述弹性棘爪装置还包括棘爪调向机构，所述棘爪调向机构包括一作为所述凹槽底板的调向压盖和一紧固螺钉，所述第二压缩弹簧的上端固定连接在该调向压盖上，所述调向压盖上设有至少一第一螺孔；且所述调向压盖的上表面设有一直槽，下表面轴向设有两卡柱与所述两开口槽对应；所述拨环对应所述直槽开设有一调向孔，及对应所述第一螺孔开设有两相隔180度第二螺孔；所述调向压盖通过直槽来旋转调节所述滑行面的高端及低端的朝向，并使第一螺孔与其中一第二螺孔对准后通过紧固螺钉锁紧。所述弹性棘爪装置为两两成对布置，其数量为两对，每对的两个弹性棘爪装置的中心相隔180度；两对弹性棘爪装置中心的连线相隔80度；所述杠杆上的棘孔数量为9个，任两相邻棘孔的中心相隔40度；所述杠杆的转动行程为37度。

或者是：所述弹性棘爪装置进一步包括一棘爪、一第二压缩弹簧；所述杠杆的环形旋转部设在所述大齿轮的底部，所述环形旋转部上表面还设有一凹槽，所述第二压缩弹簧下端固定连接在凹槽的底部，第二压缩弹簧的上端连接所述棘爪，所述大齿轮的底面环形布设有复数个棘孔，所述棘爪在直线油缸的直线活塞前进的状态下插入其中一所述棘孔，并在直线活塞后退的状态下退出所述棘孔。所述杠杆环形旋转部的凹槽的底部为一可拆卸的盖板，所述第二压缩弹簧下端固定连接在该盖板上。

进一步的，所述拧卸机构包括一驱动马达、一小齿轮、所述大齿轮、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。

本发明具有如下优点：本发明的冲扣机构的设置可在大齿轮力量不够的情况下，传输一个瞬时的冲击力给大齿轮，以协助大齿轮顺利拧卸，本发明的拧管机结构简单合理，冲击力大，且占地面积小，能耗小，是一理想立轴式钻机的自动拧管机。