一种钻具夹持及扶持总成

技术领域

本发明涉及到油气钻探设备的技术领域，尤其涉及到一种钻具夹持及扶持总成。

背景技术

在传统钻机管柱处理的过程中，猫道将管柱输送至钻台面，抓取设备抓取管柱，交给拆接设备进行拆接，再交给二层台排管机进行排放，在此过程中，需要的相关设备多、需要的相关操作人员多。传统钻机管柱处理的过程中，直接通过夹具抓取管柱，然而由于管柱较长，管柱在摆放过程中难以做到垂直摆放，一般会出现一定的倾斜角度，而传统的夹具不具有自动导向功能，导致倾斜的管柱被夹持后还是处于倾斜状态，难以进行后续管柱的安装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻具夹持及扶持总成，用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种钻具夹持及扶持总成，包括：

夹持座；

夹钳机构，所述夹持座的一侧设有两所述夹钳机构；

导向钳机构，两所述夹钳机构之间设有所述导向钳机构，所述导向钳机构上设有无动力导向轮，用于管柱自动扶正；

第一驱动件，所述第一驱动件设于所述夹持座内并与所述夹钳机构驱动连接；

第二驱动件，所述第二驱动件设于所述夹持座内并与所述导向钳机构驱动连接，所述第二驱动件的输出端的端部设有缓冲垫；

限位机构，所述限位机构设于所述夹持座上，并位于一所述夹钳机构与所述导向钳机构之间，其中，所述限位机构包括固定板、位置传感器、滑动件、弹性件、滚轮组件和定位件，所述固定板设于所述夹持座上并部分伸入所述夹持座内，所述固定板上设有所述滑动件，所述滚轮组件通过所述定位件与所述所述滑动件连接，所述滚轮组件伸出所述夹持座，所述弹性件设于所述滑动件的两侧并与所述滑动件连接，用于推动所述滑动件带动所述滚轮组件移动，所述滑动件的一侧设有所述位置传感器，用于检测所述滑动件的位置；

位置调节机构和第三驱动件，所述夹持座的一侧设有两所述位置调节机构，所述夹持座内设有两所述第三驱动件，每一所述第三驱动件分别驱动一所述位置调节机构，且所述位置调节机构位于所述夹钳机构与所述导向钳机构之间。

作为优选，所述导向钳机构包括两导向钳支架、若干转轴和第一连接件，两所述导向钳支架对称设于所述夹持座的一侧，所述导向钳支架的一端与所述夹持座的一侧铰接，两所述导向钳支架相正对设置，每一所述导向钳支架的另一端分别开设有若干安装孔，每一所述安装孔内分别设有一所述转轴，每一所述转轴上分别套设有一所述无动力导向轮，两所述导向钳支架相互靠近的一侧分别设有一所述第一连接件，所述第一连接件的一端与所述导向钳支架铰接，所述第一连接件的另一端与所述第二驱动件的输出端铰接。

作为优选，每一所述夹钳机构均包括两个夹钳支架、两个第二连接件和卡钳，所述夹持座的一侧对称设有两所述夹钳支架，且所述夹钳支架的一端与所述夹持座铰接，两所述夹钳支架相互靠近的一侧分别铰接有一所述第二连接件，每一所述第二连接件分别与所述第一驱动件的输出端铰接，每一所述夹钳支架的另一端分别开设有若干安装槽，每一所述安装槽内分别活动设有一所述卡钳，每一所述卡钳上分别设有若干防滑凸点。

作为优选，每一所述位置调节机构均包括两夹紧组件，每一所述夹紧组件均包括：

安装座，所述安装座的一端与所述夹持座的一侧铰接，所述安装座的另一端设有安装口；

转动轴，所述转动轴设于所述安装座内，且所述转动轴的一端贯穿所述安装口的一侧内壁并与所述安装口的另一侧内壁可转动地连接；

驱动轮，所述驱动轮设于所述安装口内并套设在所述转动轴上；

电机，所述电机设于所述安装座内并与所述转动轴的另一端传动连接；

间隙调节机构，所述安装座内设有所述间隙调节机构，所述间隙调节机构与所述驱动轮连接。

作为进一步的优选，所述驱动轮的外周壁上开设有夹槽，所述驱动轮包括第一半轮和第二半轮，所述第一半轮固定设于所述转动轴上，所述第二半轮活动设于所述转动轴上，所述间隙调节机构与所述第二半轮的一端连接。

作为进一步的优选，所述间隙调节机构包括气缸、连接环、连接板、导向杆和限位环，所述第二半轮的一端开设有限位槽，若干所述导向杆的一端可转动地设有所述限位环，所述限位环活动设于所述限位槽内，若干所述导向杆的另一端与所述连接环连接，所述连接环的下端设有所述连接板，所述气缸的输出端与所述连接板连接。

作为进一步的优选，还包括定位销，所述卡钳上开设有定位孔，所述定位销穿过所述夹钳支架并进入到所述定位孔内。

作为优选，所述滑动件包括滑轨、滑块和滑动座，所述滑轨设于所述固定板上，所述滑块设于所述滑轨上，所述滑动座设于所述滑块上，所述滑动座上开设有若干第一连接孔。

作为进一步的优选，所述滚轮组件包括安装板和滚轮，所述安装板的一端设有若干第二连接孔，所述定位件设于对应的所述第一连接孔和所述第二连接孔内，所述安装板的另一端设有所述滚轮。

作为进一步的优选，还包括固定座，所述固定板上位于所述滑轨的两侧设有两所述固定座，每一所述弹性件的一端分别与一所述固定座连接，每一所述弹性件的另一端分别与所述滑动座连接。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明中通过导向钳机构的设置，能够实现对管柱的角度进行调整，将倾斜的管柱自动扶正，且能够实现管柱轴向位置的调整，便于管柱夹持稳定，便于后续管柱安装，。

附图说明

图1是本发明中钻具夹持及扶持总成的立体图；

图2是本发明中钻具夹持及扶持总成的内部结构示意图；

图3是本发明中夹钳机构部分的内部结构示意图；

图4是本发明中的导向钳机构部分的内部结构示意图；

图5是本发明中的限位机构的结构示意图；

图6是本发明中的位置调节机构的结构示意图；

图7是本发明中的夹紧组件的爆炸示意图。

图中：1、夹持座；2、夹钳机构；201、夹钳支架；202、第二连接件；203、卡钳；3、导向钳机构；301、导向钳支架；302、转轴；303、安装孔；304、无动力导向轮；305、第一连接件；306、缓冲垫；4、第一驱动件；5、第二驱动件；6、固定板；7、位置传感器；8、滑轨；9、弹性件；10、滑动座；11、安装板；12、滚轮；13、固定座；14、限位机构；15、定位件；16、位置调节机构；1601、夹紧组件；1602、安装座；1603、安装口；1604、转动轴；1605、驱动轮；1606、第一半轮；1607、第二半轮；1608、电机；1609、间隙调节机构；1610、夹槽；1611、气缸；1612、连接环；1613、连接板；1614、导向杆；1615、限位环；1616、限位槽；1617、主动齿轮；1618、从动齿轮；1619、连接杆；1620、连接孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明中钻具夹持及扶持总成的立体图；图2是本发明中钻具夹持及扶持总成的内部结构示意图；图3是本发明中夹钳机构部分的内部结构示意图；图4是本发明中的导向钳机构部分的内部结构示意图，图5是本发明中的限位机构的结构示意图；请参见图1至图5所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种钻具夹持及扶持总成，包括：

夹持座1；

夹钳机构2，夹持座1的一侧设有两夹钳机构2；

导向钳机构3，两夹钳机构2之间设有导向钳机构3，导向钳机构3上设有无动力导向轮304，用于管柱自动扶正；

第一驱动件4，第一驱动件4设于夹持座1内并与夹钳机构2驱动连接；

第二驱动件5，第二驱动件5设于夹持座1内并与导向钳机构3驱动连接，所述第二驱动件5的输出端的端部设有缓冲垫306；设置的缓冲垫306用于顶紧管柱，使得管柱与夹持座1之间保持一定的间隙，避免管柱直接与夹持座1接触，可以实现对管柱以及夹持座1进行保护。

限位机构14，限位机构14设于夹持座1上，并位于一夹钳机构2与导向钳机构3之间，其中，限位机构14包括固定板6、位置传感器7、滑动件、弹性件9、滚轮组件和定位件15，固定板6设于夹持座1上并部分伸入夹持座1内，固定板6上设有滑动件，滚轮组件通过定位件15与滑动件连接，滚轮组件伸出夹持座1，弹性件9设于滑动件的两侧并与滑动件连接，用于推动滑动件带动滚轮组件移动，滑动件的一侧设有位置传感器7，用于检测滑动件的位置。

其中，滑动件包括滑轨8、滑块和滑动座10，滑轨8设于固定板6上，滑块设于滑轨8上，滑动座10设于滑块上，滑动座10上开设有若干第一连接孔。本实施例中，位置传感器7设于滑轨8的一侧，并且位置传感器7的探头与滑动座10相正对，用于检测滑动座10的位置。

而滚轮组件包括安装板11和滚轮12，安装板11的一端设有若干第二连接孔，定位件15设于对应的第一连接孔和第二连接孔内，安装板11的另一端设有滚轮12。固定板6上位于滑轨8的两侧设有两固定座13，每一弹性件9的一端分别与一固定座13连接，每一弹性件9的另一端分别与滑动座10连接。在夹持管柱时，夹持座1向靠近管柱的方向移动，使得管柱进入到夹持座1的两个夹钳机构2之间并触碰到滚轮12，由于滚轮12可以转动，不会影响管柱上下移动。当管柱挤压滚轮12时，滚轮12带动安装板11向夹持座1的内部移动，此时的安装板11会推动滑动座10带动滑块在滑轨8上滑动，并拉伸弹性件9，直至滑动座10触碰到位置传感器7的探头，说明管柱的位置已经到位，此时的夹持座可停止移动，然后夹钳机构2再夹持管柱。

本实施例中的限位机构14设置在夹持座1上并能过相对夹持座1前后移动，可以实现避让以及缓冲的作用，且限位机构14中的位置传感器7并非直接与管柱接触，而是通过滚轮与管柱接触，在不影响管柱上下移动的情况下，也可以实现对位置传感器7的探头进行保护。

通过限位机构14可以判断管柱是否完全进入到两个夹钳机构2之间，便于精确夹住管柱，且能够避免夹持座1与管柱之间出现碰撞现象。其中弹性件9为拉簧。而定位件15也可以为定位销，用于插入第一安装孔和第二安装孔内，实现安装板11的位置的调整，从而改变安装板11伸出的长度。本实施例中的滚轮12与部分的安装板11位于夹持座1的外侧。

本实施例中，参见图1所示，两个夹钳机构2对称设置在夹持座1的一侧，通过夹钳机构2用于夹持管柱。设置的导向钳机构3用于对管柱的位置进行扶正，避免管柱出现倾斜现象，便于管柱的安装。第一驱动件4用于驱动夹钳机构2撑开或合拢，实现对管柱的松开或夹紧。第二驱动件5用于驱动导向钳机构3撑开或合拢，便于夹持管柱并对管柱的位置进行扶正。其中，第一驱动件4以及第二驱动件5均为气缸或电缸。第一驱动件4的输出端以及第二驱动件5的输出端分别穿过夹持座1延伸至夹持座1的外侧。

进一步，作为一种较佳的实施方式，导向钳机构3包括两导向钳支架301和若干转轴302，两导向钳支架301对称设于夹持座1的一侧，导向钳支架301的一端与夹持座1的一侧铰接，两导向钳支架301相正对设置，每一导向钳支架301的另一端分别开设有若干安装孔303，每一安装孔303内分别设有一转轴302，每一转轴302上分别套设有一无动力导向轮304。本实施例中，参见图1和图2所示，导向钳支架301与夹持座1之间铰接连接，便于导向钳支架301围绕与夹持座1的连接处旋转，其中，每一个导向钳支架301上设有四个无动力导向轮304，且四个无动力导向轮304呈矩形分布，无动力导向轮304至少部分的突出于安装孔303。转轴302的一端与安装孔303的一侧内壁连接，转轴302的另一端贯穿安装孔303的另一侧并延伸至导向钳支架301的外侧，无动力导向轮304可转动安装在转轴302上，当管柱触碰到无动力导向轮304时，无动力导向轮304可以自动转动。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括第一连接件305，两导向钳支架301相互靠近的一侧分别设有一第一连接件305，第一连接件305的一端与导向钳支架301铰接，第一连接件305的另一端与第二驱动件5的输出端铰接。参见图1和图4所示，其中，第一连接件305呈U型设置，第一连接件305的两个自由端与第二驱动件5的输出端的两侧铰接，通过第一连接件305的设置，便于第二驱动件5驱动两个导向钳支架301转动。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一夹钳机构2均包括两个夹钳支架201和两个第二连接件202，夹持座1的一侧对称设有两夹钳支架201，且夹钳支架201的一端与夹持座1铰接，两夹钳支架201相互靠近的一侧分别铰接有一第二连接件202，每一第二连接件202分别与第一驱动件4的输出端铰接。本实施例中，参见图1和图3所示，夹钳支架201与夹持座1之间铰接连接，便于夹钳支架201旋转，其中，第二连接件202呈U型设置，第二连接件202的两个自由端与第一驱动件4的输出端的两侧铰接，通过第二连接件202的设置，便于第一驱动件4驱动两个夹钳支架201转动。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括卡钳203，每一夹钳支架201的另一端分别开设有若干安装槽，每一安装槽内分别活动设有一卡钳203。每一卡钳203上分别设有若干防滑凸点。参见图2所示，通过在卡钳203上设置防滑凸点，便于夹紧管柱，避免夹紧的过程中出现打滑的现象，提高使用的安全性。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括定位销，卡钳203上开设有定位孔，定位销穿过夹钳支架201并进入到定位孔内。其中，卡钳203靠近安装槽的一侧表面为弧形面，便于卡钳203进行转动，且能够限制卡钳203的转动角度，卡钳203的转动角度为10～15°，使得夹钳机构2在夹持管柱时，能够适应不同管径的管柱。其中，参见图2所示方向，卡钳203的上表面以及下表面均开设有定位孔，定位销从对应的位置穿过夹钳支架201后进入到定位孔内，实现对卡钳203的安装。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括位置调节机构16和第三驱动件，所述夹持座1的一侧设有两所述位置调节机构16，所述夹持座1内设有两所述第三驱动件，每一所述第三驱动件分别驱动一所述位置调节机构16，且所述位置调节机构16位于所述夹钳机构2与所述导向钳机构3之间。本实施例中，位置调节机构16设置在夹持座1上，且位置调节机构16用于调整管柱沿自身的轴向移动，便于调整管柱的位置，便于夹钳机构2能够稳定夹持管柱。在夹持管柱时，有时会因外部因素导致夹钳机构2只能够夹持管柱的端部或中部偏向两端的位置，这种夹持方式，在管柱自身重力的作用下会导致夹钳机构2无法被稳定夹持住。而设置的位置调节机构16可以调整管柱的轴向位置，使得夹钳机构2能够稳定夹持管柱的中部，使得管柱夹持更加稳定。本实施例中的位置调节机构16在夹持座1上并未画出。

进一步，作为一种较佳的实施方式，每一所述位置调节机构16均包括两夹紧组件1601，每一所述夹紧组件1601均包括：

安装座1602，所述安装座1602的一端与所述夹持座1的一侧铰接，所述安装座1602的另一端设有安装口1603；

转动轴1604，所述转动轴1604设于所述安装座1602内，且所述转动轴1604的一端贯穿所述安装口1603的一侧内壁并与所述安装口1603的另一侧内壁可转动地连接；

驱动轮1605，所述驱动轮1605设于所述安装口1603内并套设在所述转动轴1604上；

电机1608，所述电机1608设于所述安装座1602内并与所述转动轴1604的另一端传动连接；

间隙调节机构1609，所述安装座1602内设有所述间隙调节机构1609，所述间隙调节机构1609与所述驱动轮1605连接。本实施例中，参见图6和图7所示，所述驱动轮1605的外周壁上开设有夹槽1610，驱动轮1605分为两个部分，分别为第一半轮1606和第二半轮1607，所述第一半轮1606固定设于所述转动轴1604上，所述第二半轮1607活动设于所述转动轴1604上，所述间隙调节机构1609与所述第二半轮1607的一端连接，通过间隙调节机构1609可以带动第二半轮1607在转动轴1604上移动，用于调整第一半轮1606与第二半轮1607之间的间隙，从而改变夹槽1610的宽度，能够适应不同直径的管柱，通用性强。其中，夹槽1610的内壁呈弧形设置，便于贴合管柱的外壁，在夹槽1610的内壁上设有防滑层，放置管柱与驱动轮1605之间打滑。

本实施例中，还包括连接杆1619，其中，第一半轮1606的一端开设有连接孔1620，而第二半轮1607的另一端设有连接杆1619，连接杆1619的一端活动设于连接孔1620内，通过连接杆1619与连接孔1620的配合，便于第二半轮1607能够稳定移动，且能够放置第二半轮1607相对转动轴1604转动，设置的连接杆1619可以使得第一半轮1606与第二半轮1607同步转动。

本实施例中，还包括主动齿轮1617和从动齿轮1618，其中，电机1608的输出端设有主动齿轮1617，而转动轴1604的另一端设有从动齿轮1618，且主动齿轮1617与从动齿轮1618相啮合，通过电机1608可以驱动转动轴1604转动，使得转动轴1604带动驱动轮1605转动，从而调整管柱的位置，使得管柱可以沿自身轴向移动。

进一步，作为一种较佳的实施方式，所述间隙调节机构1609包括气缸1611、连接环1612、连接板1613、导向杆1614和限位环1615，所述第二半轮1607的一端开设有限位槽1616，若干所述导向杆1614的一端可转动地设有所述限位环1615，所述限位环1615活动设于所述限位槽1616内，若干所述导向杆1614的另一端与所述连接环1612连接，所述连接环1612的下端设有所述连接板1613，所述气缸1611的输出端与所述连接板1613连接。参见图7所示，若干导向杆1614设于转动轴1604的外围，且气缸1611位于电机1608靠近驱动轮1605的一侧，气缸1611的输出端伸缩，带动连接环1612前后移动，使得连接环1612可以带动导向杆1614前后移动，而导向杆1614可以带动第二半轮1607前后移动，调整第一半轮1606与第二半轮1607之间的间隙，改变夹槽1610的宽度，能够适应不同直径的管柱。

在使用时，通过第一驱动件4驱动每一个夹钳机构2中两个夹钳支架201撑开，使得夹钳机构2处于撑开状态，第二驱动件5驱动两个导向钳支架301撑开，使得导向钳机构3处于撑开状态，第二驱动件5驱动导向钳机构3合拢夹紧管柱，在夹紧管柱的过程中，管柱与无动力导向轮304接触，使得无动力导向轮304转动，带动管柱转动，从而扶正管柱的位置，使得管柱处于竖直状态，然后位置调节机构16带动管柱沿轴向移动，调整管柱的轴向位置，然后第一驱动件4驱动夹钳机构2合拢，夹住管柱的中部区域，然后钻具夹持及扶持总成带动管柱移动至另一个管柱的上端，再将两个管柱安装在一起即可。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。