1.本發(fā)明涉及一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，屬于潛孔鉆機的鉆探施工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.潛孔鉆機是淺層地?zé)崮艿芈窆芸缀退淳@探的常用設(shè)備，基本工作原理是利用壓縮空氣做為動力，通過沖擊器帶動釬頭沖擊巖土，巖土碎屑在氣流作用下，經(jīng)鉆桿和鉆孔之間的空隙返出地面。在遇到松軟或者破碎底層時，為防止氣流沖擊造成塌孔，需在鉆孔內(nèi)側(cè)放置套管，待孔內(nèi)作業(yè)完成后，再將套管拔出。目前常見的套管拔出作業(yè)過程是：在井口處放置套管夾板，鉆機提起套管后，人工擰緊夾板螺栓，放止下套管下墜，再用套管鏈鉗人工卸扣。由于現(xiàn)場泥水較多，且套管絲扣較緊，經(jīng)常需要一邊用錘敲擊，一邊轉(zhuǎn)動鏈鉗，工人勞動時間長、強度大。因此研發(fā)一種潛孔鉆機專門的拆卸套管裝置，是本領(lǐng)域的亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的就是針對潛孔鉆機套管的卸扣問題，公開了一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，可以通過本裝置一次性完成套管拔出過程的下套管的鎖緊固定，上部套管的夾緊和絲扣的連續(xù)旋轉(zhuǎn)拆卸。

4.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，包括下底板部分和上底板部分，上底板部分在旋轉(zhuǎn)卸扣時可沿導(dǎo)向柱向上移動；所述的下底板部分包括下底板、夾緊油缸、下夾緊塊和導(dǎo)向柱等；所述的上底板部分包括上底板、液壓馬達減速機、旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)等；所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)與上底板旋轉(zhuǎn)卡環(huán)連接，并可繞中心轉(zhuǎn)動；所述的下底板和上底板通過導(dǎo)向柱連接，在導(dǎo)向柱的軸肩定位處放置有橡膠緩沖套。卸扣裝置通過下底板與潛孔鉆機的井口操作臺連接。

5.所述的下底板中心開有中心孔，直徑大于套管直徑20mm；所述的夾緊油缸固定在下底板上，左右對稱分布，所述的活塞桿與下夾緊塊連接，下夾緊塊可在下底板上隨活塞桿左右移動；所述的下夾緊塊接觸夾緊套管部分加工成弧形，弧度直徑和套管直徑相等。

6.所述的上底板中心開有中心孔，直徑大于套管直徑20mm；所述的旋轉(zhuǎn)卡環(huán)通過螺栓固定于上底板，并與中心孔同心，在旋轉(zhuǎn)卡環(huán)內(nèi)側(cè)放置旋轉(zhuǎn)墊片，降低旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)的轉(zhuǎn)動摩擦力；所述的液壓馬達減速機固定于上底板，通過減速機齒輪與旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)的齒輪相連；所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)環(huán)、固定卡板、移動卡塊、連桿、絲套、絲桿、銷軸和手輪等組成，移動卡塊和絲套通過連桿和銷軸連接，利用杠桿倍增原理，通過旋轉(zhuǎn)絲桿，然后連桿帶動移動卡塊，實現(xiàn)松開或夾緊套管。移動卡塊鎖緊套管時，連桿大于或等于水平止點位置。

7.所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)徑大于套管外徑4mm；下部加工有凹槽與旋轉(zhuǎn)卡環(huán)連接；外側(cè)加工有齒輪與減速機齒輪連接；在左側(cè)內(nèi)側(cè)面加工三個豎槽，與橫向中心成60

°

分布，分別放置

三個固定卡板，三個卡板內(nèi)弧直徑與套管直徑相同，中心與套管中心重合；左側(cè)延中心加工有橫向和豎向滑槽，移動卡塊和絲套可在滑槽內(nèi)滑動。

8.所述的移動卡塊內(nèi)側(cè)弧面直徑與套管直徑相同，向套管外側(cè)移動時可形成大于2mm間隙；在內(nèi)弧面加工有花紋，放置夾緊時套管滑動；在弧面對側(cè)加工有銷軸連接結(jié)構(gòu)。

9.所述的絲套與絲桿連接，隨絲桿轉(zhuǎn)動，在滑槽內(nèi)上下運動，并加工有銷軸連接結(jié)構(gòu)。

10.所述的導(dǎo)向柱有四根，分別固定于下底板四角處，上底板可在導(dǎo)向柱上柱面隨絲扣旋轉(zhuǎn)滑動，上柱面長度大于套管絲扣長度，在導(dǎo)向柱頂部有位置定位螺母，軸肩的橡膠套用于緩沖卸扣結(jié)束時上底板下落的沖擊。

11.本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明通過套管卸扣裝置的下底板部分固定下套管和上底板部分的液壓馬達減速機帶動旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)旋轉(zhuǎn)拆卸上套管，實現(xiàn)潛孔鉆機施工中套管的拔出，替代原來低效高強度的人工操作，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。

附圖說明

12.為了更清楚地說明本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對所需要使用的附圖作簡單地介紹：圖1卸扣裝置結(jié)構(gòu)原理圖圖2卸扣裝置俯視圖其中：1下底板， 2上底板，3導(dǎo)向柱，4緩沖套，5螺母，6夾緊油缸，7活塞桿，8下夾緊塊，9液壓馬達減速機，10減速機齒輪，11旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)，12旋轉(zhuǎn)卡環(huán)，13旋轉(zhuǎn)墊片，14旋轉(zhuǎn)環(huán)，15固定卡板，16移動卡塊，17連桿，18絲套，19絲桿，20絲套銷，21移動卡塊銷，22壓板，23手輪，24下套管，25上套管。

具體實施方式

13.下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。

14.其中卸扣裝置具體結(jié)構(gòu)如下：包括下底板部分和上底板部分；所述的下底板部分包括下底板1、夾緊油缸6、下夾緊塊8和導(dǎo)向柱3等；所述的上底板部分包括上底板2、液壓馬達減速機9、旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)11等；所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)11與上底板2的旋轉(zhuǎn)卡環(huán)12連接，并可繞中心轉(zhuǎn)動；所述的下底板1和上底板2通過導(dǎo)向柱3連接，在導(dǎo)向柱3的軸肩定位處放置有橡膠緩沖套4。

15.進一步的，所述的下底板1中心開有中心孔，直徑大于套管24直徑20mm；進一步的，所述的夾緊油缸6固定在下底板1上，左右對稱分布，所述的活塞桿7與下夾緊塊8連接，下夾緊塊8可在下底板1上隨活塞桿7左右移動；進一步的，所述的下夾緊塊8接觸夾緊套管24部分加工成弧形，弧度直徑和套管直徑相等，同時在弧形面上加工有花紋，防止套管在轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)動。

16.進一步的，所述的上底板2中心開有中心孔，直徑大于套管直徑20mm；進一步的，所述的旋轉(zhuǎn)卡環(huán)12通過螺栓固定于上底板2，并與中心孔同心，在旋轉(zhuǎn)卡環(huán)12內(nèi)側(cè)放置旋轉(zhuǎn)墊片13，降低旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)11的轉(zhuǎn)動摩擦力；

進一步的，所述的液壓馬達減速機9固定于上底板2，通過減速機齒輪10與旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)11的齒輪相連；進一步的，所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊結(jié)構(gòu)11包括旋轉(zhuǎn)環(huán)14、固定卡板15、移動卡塊16、連桿17、絲套18、絲桿19、銷軸20/21和手輪23等組成，移動卡塊16和絲套18通過連桿17和銷軸20/21連接，利用杠桿倍增原理，通過旋轉(zhuǎn)絲桿19，然后連桿17帶動移動卡塊16，實現(xiàn)松開或夾緊套管25。移動卡塊21鎖緊套管25時，連桿16大于或等于水平止點位置。

17.進一步的，所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)14內(nèi)徑大于套管25外徑4mm；下部加工有凹槽與旋轉(zhuǎn)卡環(huán)12連接；外側(cè)加工有齒輪與減速機齒輪10連接；在左側(cè)內(nèi)側(cè)面加工三個豎槽，與橫向中心成60

°

分布，分別放置三個固定卡板15，三個卡板內(nèi)弧直徑與套管25直徑相同，中心與套管25中心重合；左側(cè)延中心加工有橫向和豎向滑槽，移動卡塊16和絲套18可在滑槽內(nèi)滑動。

18.進一步的，所述的移動卡塊16內(nèi)側(cè)弧面直徑與套管直徑相同，向套管25外側(cè)移動時可形成大于2mm間隙；在內(nèi)弧面加工有花紋，放置夾緊時套管25滑動；在弧面對側(cè)加工有銷軸21連接結(jié)構(gòu)。

19.進一步的，所述的絲套18與絲桿19連接，隨絲桿19轉(zhuǎn)動，在滑槽內(nèi)上下運動，并加工有銷軸22連接結(jié)構(gòu)。

20.進一步的，所述的導(dǎo)向柱3有四根，分別固定于下底板1四角處，上底板2可在導(dǎo)向柱3上柱面隨絲扣旋轉(zhuǎn)滑動，上柱面長度大于套管25絲扣長度，在導(dǎo)向柱3頂部有位置定位螺母5，軸肩的橡膠套用于緩沖卸扣結(jié)束時上底板下落的沖擊。

21.利用上述裝置進行卸扣的安全操作工藝，其步驟為：步驟一：將上述裝置通過下底板1連接在潛孔鉆機井口操作平臺上，保證下底板1中心與套管24的中心重合，然后連接夾緊油缸6的控制油管，操作控制閥將使夾緊油缸6的活塞桿7帶動下夾緊塊8外移，接著旋轉(zhuǎn)手柄23，控制移動卡塊16外移，行成與套管的間隙，再移動潛孔鉆機使套管25從卸扣裝置的中心孔通過。

22.步驟二：開動鉆機卷揚，將套管24向上拔出，當(dāng)上套管25和下套管24的螺紋連接部分到達下夾緊塊8和固定卡板15之間時，停止提升；然后操縱控制閥，使夾緊油缸6帶動下夾緊塊8向中心移動，從而夾緊下套管24，到達一定壓力后停止加壓。

23.步驟三：轉(zhuǎn)動手輪23，使得絲桿19帶動絲套18和連桿17運動，將移動卡塊16向上套管25中心滑動，從而夾緊上套管25，到達一定扭矩后，停止旋轉(zhuǎn)。

24.步驟四：啟動液壓馬達減速機9，使其通過減速機齒輪10帶動旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)11做逆時針轉(zhuǎn)動（套管是反扣），此時卸扣裝置的上底板2隨絲扣旋轉(zhuǎn)沿導(dǎo)向柱3上升，知道絲扣全部卸出。

25.步驟五：緩慢操作鉆機卷揚，將上套管25處于吊裝狀態(tài)，反向轉(zhuǎn)動手柄23解除套管鎖緊，將上套管25吊出。再將套管吊具連接在下套管24的螺紋處，操縱鉆機卷揚，帶有預(yù)緊力后，松開夾緊油缸6。

26.重復(fù)以上步驟，直到套管全部拔出。

27.實施例：濰坊信息產(chǎn)業(yè)園地源熱泵項目，地埋管孔施工中套管起拔應(yīng)用。此項目設(shè)計孔深120米，初期地質(zhì)勘察表明上部40米為土質(zhì)結(jié)構(gòu)，使用潛孔錘鉆進工藝，極易產(chǎn)生塌孔，造成鉆井事故，需在上層部分下放套管，套管外徑146mm。其中有2臺潛孔鉆機安裝有本裝置進行鉆

井施工，其他鉆機仍采用傳統(tǒng)人工套管卸扣方式，前期鉆進過程與其他鉆機差別不大，但在套管提升階段，采用本裝置的鉆機工作進度比其他鉆機大幅提高，并且工人勞動強度也大幅降低。技術(shù)特征：

1.一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：包括下底板部分和上底板部分，上底板部分在旋轉(zhuǎn)卸扣時可沿導(dǎo)向柱向上移動；所述的下底板部分包括下底板、夾緊油缸、下夾緊塊和導(dǎo)向柱等；所述的上底板部分包括上底板、液壓馬達減速機、旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)等；所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)與上底板旋轉(zhuǎn)卡環(huán)連接，并可繞中心轉(zhuǎn)動；所述的下底板和上底板通過導(dǎo)向柱連接，在導(dǎo)向柱的軸肩定位處放置有橡膠緩沖套；卸扣裝置通過下底板與潛孔鉆機的井口操作臺連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的下底板中心開有中心孔，直徑大于套管直徑。3.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的夾緊油缸固定在下底板上，左右對稱分布，所述的活塞桿與下夾緊塊連接，下夾緊塊可在下底板上隨活塞桿左右移動。4.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的下夾緊塊接觸夾緊套管部分加工成弧形，弧度直徑和套管直徑相等，同時在弧形面上加工有花紋，防止套管在轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)動。5.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的上底板中心開有中心孔，直徑大于套管直徑。6.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)卡環(huán)通過螺栓固定于上底板，并與中心孔同心，在旋轉(zhuǎn)卡環(huán)內(nèi)側(cè)放置旋轉(zhuǎn)墊片，降低旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)的轉(zhuǎn)動摩擦力。7.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)環(huán)、固定卡板、移動卡塊、連桿、絲套、絲桿、銷軸和手輪等組成，移動卡塊和絲套通過連桿和銷軸連接，利用杠桿倍增原理，通過旋轉(zhuǎn)絲桿，然后連桿帶動移動卡塊，實現(xiàn)松開或夾緊套管，移動卡塊鎖緊套管時，連桿大于或等于水平止點位置。8.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)徑大于套管外徑4mm；下部加工有凹槽與旋轉(zhuǎn)卡環(huán)連接；外側(cè)加工有齒輪與減速機齒輪連接；在左側(cè)內(nèi)側(cè)面加工三個豎槽，與橫向中心成60

°

分布，分別放置三個固定卡板，三個卡板內(nèi)弧直徑與套管直徑相同，中心與套管中心重合；左側(cè)延中心加工有橫向和豎向滑槽，移動卡塊和絲套可在滑槽內(nèi)滑動。9.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的移動卡塊內(nèi)側(cè)弧面直徑與套管直徑相同，向套管外側(cè)移動時可形成大于2mm間隙；在內(nèi)弧面加工有花紋，放置夾緊時套管滑動；在弧面對側(cè)加工有銷軸連接結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求1所述的一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，其特征在于：所述的導(dǎo)向柱有四根，分別固定于下底板四角處，上底板可在導(dǎo)向柱上柱面隨絲扣旋轉(zhuǎn)滑動，上柱面長度大于套管絲扣長度，在導(dǎo)向柱頂部有位置定位螺母，軸肩的橡膠套用于緩沖卸扣結(jié)束時上底板下落的沖擊。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種潛孔鉆機套管卸扣裝置，可以通過本裝置一次性完成套管拔出過程的下套管的鎖緊固定，上部套管的夾緊和絲扣的連續(xù)旋轉(zhuǎn)拆卸。本裝置包括下底板部分和上底板部分，上底板部分在旋轉(zhuǎn)卸扣時可沿導(dǎo)向柱向上移動；所述的下底板部分包括下底板、夾緊油缸、下夾緊塊和導(dǎo)向柱等；所述的上底板部分包括上底板、液壓馬達減速機、旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)等；所述的旋轉(zhuǎn)鎖緊機構(gòu)與上底板旋轉(zhuǎn)卡環(huán)連接，并可繞中心轉(zhuǎn)動；所述的下底板和上底板通過導(dǎo)向柱連接，在導(dǎo)向柱的軸肩定位處放置有橡膠緩沖套。卸扣裝置通過下底板與潛孔鉆機的井口操作臺連接。裝置通過下底板與潛孔鉆機的井口操作臺連接。裝置通過下底板與潛孔鉆機的井口操作臺連接。

技術(shù)研發(fā)人員：張霄 張海勇 戚厚羿 徐士友 申登巒 霍興勝

受保護的技術(shù)使用者：山東坊能新動能科學(xué)研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.06.10

技術(shù)公布日：2021/12/10