水井钻机旋开式夹持器

247 编辑：中冶有色技术网来源：徐州徐工基础工程机械有限公司

2023-12-19 14:38:44

权利要求书： 1.一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，包括一对间隔设置在底座上的可转动的夹持件；每个夹持件的夹持端设置具有安装孔的凸耳；两个夹持件的夹持端对合时，两个夹持件的凸耳上的安装孔形成可容纳紧固件的成对的同心孔；

每个夹持件的夹持端内夹持一可运动的夹持块；夹持块的一端为弧形面，两个夹持件夹持的夹持块相对运动时，夹持块上的弧形面可对合成用于容纳待夹持件的空间；

每个夹持件的夹持端外侧面设置一具有多个滚轮的导向件；两个夹持件的夹持端对合后，各滚轮可与待夹持件滚动接触；

先使左夹持块水平后退运动，同理，右夹持块水平后退运动；然后使得左导向件与右导向件、左夹持件与右夹持件分离，左夹持件、右夹持件向外旋转，实现夹持器旋开。

2.根据权利要求1所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，所述夹持块由液压油缸或气缸驱动运动。

3.根据权利要求1所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，所述夹持块的弧形面上设置有多个活动的牙板。

4.根据权利要求1所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，每个导向件的两端均设置有通孔，通过所述通孔将对合后的两个导向件连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，所述导向件包括平行设置的安装座和连接板，安装座和连接板之间夹持固定多根平行的杆，每根杆上套设一所述滚轮。

6.根据权利要求5所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，所述杆的一端具有内螺纹，通过与螺栓螺纹连接将杆固定在连接板与安装座之间。

7.根据权利要求6所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，所述螺栓为内部轴向贯通的带孔螺栓；

所述杆为可与带孔螺栓连通的空心杆，杆壁上设有与内部空心相连通的油孔。

8.根据权利要求7所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，带孔螺栓位于杆外部的一端安装有油杯。

9.根据权利要求5所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，所述杆为空心杆，杆壁上设有与内部空心相连通的油孔；所述空心杆的一端与油杯连通，另一端封闭。

10.根据权利要求1所述的一种水井钻机旋开式夹持器，其特征是，每个夹持件的两个夹持端端部上各设置一所述凸耳，且这两个夹持端上的所述凸耳位置交错；

两个夹持件同一对合侧的夹持端上的凸耳位置交错。

说明书：一种水井钻机旋开式夹持器技术领域[0001] 本发明涉及一种夹持器，属于水井钻机技术领域。背景技术[0002] 液压夹持器是深水井钻机的关键部件，其主要作用有以下四点：一、装卸杆过程中夹持孔口钻杆，防止钻杆掉落孔底造成安全事故；二、卸杆过程中夹持孔口钻杆，辅助动力

头卸扣；三、开孔钻井完成后，具有足够的通孔直径便于下套管施工；四、钻进过程中具有良

好的钻杆导向性能，保证钻孔精度。

[0003] 目前，国内均采用定心盘代替夹持器使用，在卸杆过程中需要人工插入挡销并用垫叉卡住钻杆铣扁槽辅助动力头卸扣，施工效率低、劳动强度大、具有一定的安全隐患；考

虑到下套管施工，在定心盘的中心必须具备足够的开孔直径，尺寸大、不利于整机结构布

局；在钻进施工过程中，导向套与钻杆之间磨损大，导致其本身和钻杆使用寿命低的问题。

发明内容[0004] 本发明的目的是：提供一种安全高效、操作便捷、劳动强度低的旋开式夹持器。[0005] 为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：[0006] 一种水井钻机旋开式夹持器，包括一对间隔设置在底座上的可转动的夹持件；每个夹持件的夹持端设置具有安装孔的凸耳；两个夹持件的夹持端对合时，两个夹持件的凸

耳上的安装孔形成可容纳紧固件的成对的同心孔；

[0007] 每个夹持件的夹持端内夹持一可运动的夹持块；夹持块的一端为弧形面，两个夹持件夹持的夹持块相对运动时，夹持块上的弧形面可对合成用于容纳待夹持件的空间；

[0008] 每个夹持件的夹持端外侧面设置一具有多个滚轮的导向件；两个夹持件的夹持端对合后，各滚轮可与待夹持件滚动接触。

[0009] 进一步地，所述夹持块由液压油缸或气缸驱动运动。[0010] 进一步地，所述夹持块的弧形面上设置有多个活动的牙板。[0011] 进一步地，每个导向件的两端均设置有通孔，通过所述通孔将对合后的两个导向件连接固定。

[0012] 进一步地，所述导向件包括平行设置的安装座和连接板，安装座和连接板之间夹持固定多根平行的杆，每根杆上套设一所述滚轮。

[0013] 进一步地，所述杆的一端具有内螺纹，通过与螺栓螺纹连接将杆固定在连接板与安装座之间。

[0014] 进一步地，所述螺栓为内部轴向贯通的带孔螺栓；[0015] 所述杆为可与带孔螺栓连通的空心杆，杆壁上设有与内部空心相连通的油孔。[0016] 进一步地，带孔螺栓位于杆外部的一端安装有油杯。[0017] 进一步地，所述杆为空心杆，杆壁上设有与内部空心相连通的油孔；所述空心杆的一端与油杯连通，另一端封闭。

[0018] 进一步地，每个夹持件的两个夹持端端部上各设置一所述凸耳，且这两个夹持端上的所述凸耳位置交错；

[0019] 两个夹持件同一对合侧的夹持端上的凸耳位置交错。[0020] 本发明所达到的有益效果：[0021] （1）旋开式夹持器可有效减小结构尺寸、利于整机结构布局，并且可增大内部夹持空间的直径，便于下套管施工；

[0022] （2）液压夹持替代人工夹持，提高了施工的安全性、降低了劳动强度、提升了施工效率；

[0023] （3）采用滚轮对夹持的钻杆进行转动导向，可有效降低对钻杆的磨损，保证钻孔精度的同时提高了钻杆使用寿命。

附图说明[0024] 图1 夹持器装配总图；[0025] 图2 夹持器旋开图；[0026] 图3 夹持器剖面图；[0027] 图4 左导向拆分结构图；[0028] 图5 右导向拆分结构图。具体实施方式[0029] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0030] 如图1、图2和图3所示，本实施例中的夹持器，主体结构为前后、左右的对称结构，包括：底座1、左安装座2、左旋转轴3、左夹持件4、左导向固定螺栓5、左导向件6、夹持器上连接轴7、导向上连接轴8、右导向件9、右导向固定螺栓10、右夹持件11、导向下连接轴12、夹持器下连接轴13、右安装座14和右旋转轴15。

[0031] 左安装座2、右安装座14间隔一定距离固定在底座1上。左夹持件4、右夹持件11的铰接端分别通过左旋转轴3、右旋转轴15可转动地对应设置在左安装座2、右安装座14上。左

导向件6、右导向件9分别通过左导向固定螺栓5、右导向固定螺栓10固定安装在左夹持件4、

右夹持件11的夹持端外侧面上。左夹持件4、右夹持件11对合的同时使左导向件6与右导向

件9对合形成一可容纳钻杆的空间。

[0032] 左夹持件4的两个夹持端内侧面之间夹持一可由左夹持油缸4?3驱动进行运动的左夹持块4?4。左夹持油缸4?3通过左夹持油缸固定螺栓4?2固定安装在左夹持件4上。左夹

持块4?4一端与左夹持油缸4?3的伸缩杆通过左夹持块固定螺栓4?5连接，左夹持块4?4另一

端为弧形面，沿弧形面设置有多个活动的左牙板4?1，用于与待夹持件（如钻杆等）相贴合、

面接触。

[0033] 右夹持件11的两个夹持端内侧面之间夹持一可由右夹持油缸11?3驱动进行运动的右夹持块11?4。右夹持油缸11?3通过右夹持油缸固定螺栓11?2固定安装在右夹持件11

上。右夹持块11?4一端与右夹持油缸11?3的伸缩杆通过右夹持块固定螺栓11?5连接，右夹

持块11?4另一端为弧形面，沿弧形面设置有多个活动的右牙板11?1，用于与待夹持件（如钻

杆等）相贴合、面接触。

[0034] 左夹持块4?4、右夹持块11?4可分别由对应的左夹持油缸4?3、右夹持油缸11?3驱动相对运动，使左夹持块4?4、右夹持块11?4其上的弧形面对合成可夹持待夹持件（如钻杆

等）的近圆柱形空间。

[0035] 左夹持件4与右夹持件11的夹持端端部相互配合均设置有带安装孔的凸耳，以左夹持件4为例，右夹持件11同理。左夹持件4的两个夹持端端部上各设置一带安装孔4?61的

凸耳4?6，且这两个夹持端上的凸耳4?6位置交错(在其他实施方式中，也可以设置多个带安

装孔的凸耳)；较佳地，两个夹持件同一对合侧的夹持端上的凸耳位置交错，即左夹持件4上

的两个交错的凸耳与右夹持件11上的两个交错的凸耳位置互换，左夹持件4、右夹持件11对

合后，左夹持件4与右夹持上的凸耳上的安装孔形成两对同心孔，可通过在两对同心孔内分

别对应插入夹持器上连接轴7、夹持器下连接轴13，将左夹持件4、右夹持件11固定在一起。

在其他实施方式中，左夹持件4与右夹持件11上的凸耳也可以均设置为两个以上。

[0036] 左导向件6、右导向件9的两端端部均设置有通孔，左导向件6与右导向件9对合后，左导向件6与右导向件9端部的通孔贯通，可通过在各贯通孔内分别插入导向上连接轴8、导

向下连接轴12，将左导向件6与右导向件9固定在一起。

[0037] 通过导向上连接轴8、导向下连接轴12将对合的左导向件6与右导向件9固定在一起，通过夹持器上连接轴7、夹持器下连接轴13将对合的左夹持件4与右夹持件11固定在一

起。

[0038] 左导向拆分结构图见图4，包括：油杯6?1、安装座6?2、滚轮6?3、带孔螺栓6?4、钢管6?5和连接板6?6。安装座6?2的主体、连接板6?6均为半圆形。连接板6?6设置在安装座6?2的侧面，连接板6?6与安装座6?2上沿半圆形周向在相同位置对应均布有盲孔与通孔，用于安

装钢管6?5，每根钢管6?5上套设一滚轮6?3。钢管6?5穿过安装座6?2上的通孔顶在连接板6?

6上的盲孔中，钢管6?5位于安装座6?2的一端具有螺纹孔，可通过与带孔螺栓6?4螺纹连接

将钢管6?5固定在连接板6?6与安装座6?2之间。

[0039] 带孔螺栓6?4内部沿轴向贯通，一端螺纹连接在钢管6?5内，另一端安装油杯6?1，通过油杯6?1可以向钢管6?5内输入润滑油。钢管6?5的管壁上设置有油孔6?51，润滑油可从油孔6?51中流出对套在钢管6?5上的滚轮6?3进行润滑。

[0040] 右导向拆分结构图见图5，包括：油杯9?1、安装座9?2、滚轮9?3、带孔螺栓9?4、钢管9?5和连接板9?6。右导向与左导向结构完全相同。安装座9?2的主体可与右导向中的安装座

6?2的主体对合连接形成一可容纳钻杆的空间。

[0041] 旋开式液压夹持器的工作原理如下：[0042] 夹持器夹持过程：使左夹持件4与右夹持件11相对旋转实现对合，通过夹持器上连接轴7、夹持器下连接轴13将对合的左夹持件4与右夹持件11固定在一起，通过导向上连接

轴8、导向下连接轴12将对合的左导向件6与右导向件9固定在一起。左夹持油缸4?3通过液

压动力伸出，驱动左夹持块4?4及左牙板4?6水平运动，右夹持同理，亦执行与左夹持相同的

动作，即可实现夹持功能。

[0043] 通过导向上连接轴8、导向下连接轴12将左、右导向6、9连接固定后，多个滚轮6?3均可以以其所在的钢管6?5为轴进行转动，即可实现对夹持的钻杆进行导向的功能。

[0044] 夹持器旋开过程：拆除夹持器上连接轴7、导向上连接轴8、导向下连接轴12和夹持器下连接轴13，使左导向件6与右导向件9、左夹持件4与右夹持件11可以分离，左、右夹持4、

11分别绕左、右旋转轴3、15向外旋转，实现夹持器旋开，如图2所示。

[0045] 夹持器旋开时，还可以先使左夹持油缸4?3缩回，驱动左夹持块4?4及左牙板4?6水平后退运动，同理，右夹持油缸11?3执行与左夹持油缸4?3相同的动作。再拆除各连接轴实

现夹持器的旋开。

[0046] 在本方案的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为

对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多

个”的含义是两个或两个以上。

[0047] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本

发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变

化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其

等效物界定。