申请/专利权人：吉林大学

申请日：2020-01-03

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN111101879B

主分类号：E21B19/16

分类号：E21B19/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2020.05.29#实质审查的生效;2020.05.05#公开

摘要：本发明公开了一种紧凑型轨道式铁钻工，属于自动化钻探装备领域，其包括轨道、基座、钳体、钳体升降支架及升降机构，基座能够沿轨道前行、止步或回位，钳体升降支架能够通过升降机构相对于基座升降；钳体设置在钳体升降支架上，钳体中的两个冲扣钳分别布置于与各自同侧的两个旋扣滚轮之间，保证了旋扣及卸扣时上下钻具的同轴度，冲扣油缸布置于钳体外侧，卸扣或上扣时夹紧钳的转动依靠上钳箱沿弧形导轨组件的运动来实现，转动平稳，可以实现更大的卸扣角度和力矩，旋扣滚轮间距可以灵活调整，受力更加可靠，从而适用的钻具范围更广，抱紧上钻具时旋扣滚轮更加稳定；对钻具的抱紧力通过旋扣夹紧油缸驱动旋扣夹紧臂实现，纵向尺寸小，机构稳定性强。

主权项：1.一种紧凑型轨道式铁钻工，其特征在于，包括：轨道24、基座1、钳体、钳体升降支架2及升降机构，所述基座1能够沿轨道24前行、止步或回位，钳体升降支架2能够通过升降机构相对于基座1升降；所述钳体包括旋扣滚轮4、旋扣马达5、旋扣滚轮调整油缸6、旋扣夹紧臂7、旋扣夹紧油缸8、冲扣钳9、冲扣油缸10、冲扣夹紧油缸11、上钳箱12、上钳箱箱盖13、下钻具夹紧钳14、下钻具夹紧油缸15、导向槽板16、导向弧板17、夹紧臂导向销18、导向碟簧19、导向弹簧20、弧形导轨组件、下钳箱23、钳体支架26、浮动导向销28、马达座30及油缸座31，所述下钳箱23固定连接在钳体升降支架2上，下钳箱23由下钳箱箱体和下钳箱箱盖27构成，下钳箱箱盖27盖设在下钳箱箱体上，并通过可拆卸的方式连接在一起，下钳箱23朝向钻具的一侧具有开口区域；所述下钻具夹紧油缸15安装在下钳箱23内部，数量为至少为三个，且至少三个下钻具夹紧油缸15均匀布置在下钳箱23的开口区域周围，在每个下钻具夹紧油缸15的活塞杆上安装有一个下钻具夹紧钳14；所述弧形导轨组件设置在上钳箱12和下钳箱23之间，弧形导轨组件包括第一圆弧形导轨21、第二圆弧形导轨22及弧形支撑座32，第一圆弧形导轨21的曲率中心、第二圆弧形导轨22的曲率中心及弧形支撑座32的曲率中心一致且位于钻具的中轴线上，第二圆弧形导轨22设置在第一圆弧形导轨21和弧形支撑座32之间，第一圆弧形导轨21和第二圆弧形导轨22相互滑动配合，第一圆弧形导轨21固定在上钳箱12的下表面，第二圆弧形导轨22固定在下钳箱23的上表面，弧形支撑座32放置在下钳箱23的上表面，弧形支撑座32为弧形板，弧形支撑座32上交替安装有浮动导向销28和导向碟簧19，浮动导向销28连接在上钳箱12下端，弧形支撑座32的浮动导向销28连接在上钳箱12下端；所述上钳箱12依靠自身重力压在导向碟簧19上，上钳箱12包括上钳箱箱体和上钳箱箱盖13，上钳箱箱盖13盖设在上钳箱箱体上，并通过可拆卸的方式连接在一起，上钳箱12朝向钻具的一侧具有开口区域，上钳箱12远离钻具的一侧为敞口式结构；所述旋扣滚轮4数量为四个，四个旋扣滚轮4两两一组，两组旋扣滚轮4对称布置，分别设置在两个钳体支架26上，四个旋扣滚轮4分别与四个旋扣马达5的输出轴同轴连接；四个所述旋扣马达5分别安装在各自对应的马达座30上；所述马达座30设置在钳体支架26所开的导向槽内，并能够沿所述导向槽运动；所述旋扣滚轮调整油缸6通过油缸座31安装在钳体支架26上，旋扣滚轮调整油缸6的数量为四个，四个旋扣滚轮调整油缸6的活塞杆分别与四个旋扣滚轮4连接；所述冲扣夹紧油缸11的数量为两个，两个冲扣夹紧油缸11对称设置在上钳箱12内部，两个冲扣夹紧油缸11的缸体均通过法兰固定在上钳箱12侧壁上，两个冲扣夹紧油缸11的活塞杆上均安装有冲扣钳9，每个冲扣钳9置于与其同侧的两个旋扣滚轮4之间；所述导向槽板16和导向弧板17均通过螺栓安装于上钳箱12内，并在螺栓上设置有弹簧20；所述钳体支架26置于上钳箱12内部，钳体支架26数量为两个，两个钳体支架26对称布置在上钳箱12的开口区域两侧，两个钳体支架26分别安装在导向弧板17上，同时两个钳体支架26分别与两个旋扣夹紧臂7对应连接；两个所述旋扣夹紧臂7均一端通过夹紧臂导向销18安装在导向槽板16上，另一端铰接在钳体支架26上；所述旋扣夹紧油缸8位于两个旋扣夹紧臂7之间，旋扣夹紧油缸8的活塞杆铰接在一个旋扣夹紧臂7上，旋扣夹紧油缸8的缸筒铰接在另一个旋扣夹紧臂7上；所述冲扣油缸10为中间铰轴式油缸，数量为两个，两个冲扣油缸10分别外置于上钳箱箱体两侧，呈对称设置，两个冲扣油缸10的铰轴处分别安装在两个固定于钳体升降支架2的轴座25内，同时冲扣油缸10的活塞杆与上钳箱箱体铰接。

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