本實用新型屬于礦產資源勘查、油井鉆探等鉆進工程領域，具體涉及一種液壓鉆桿輔助夾持器，用于液壓鉆機，防止鉆桿下墜。

背景技術：

在坑道鉆探特別是坑道中深孔鉆進時，鉆具在起下鉆過程中由于鉆具重量不斷增加，會發(fā)生滑移現(xiàn)象，為此鉆機通常都設置有夾持器，來防止鉆具滑移，從而避免發(fā)生跑鉆、敦鉆(鉆桿不受控制的快速下墜，使鉆頭墜入孔底，鉆頭與孔底巖石在下墜沖擊力的作用下，導致鉆頭切削齒斷裂)事故。但是在實際鉆探工程應用過程中，夾頭(下夾持器)受液壓油粘度、溫度、以及卡瓦和鉆桿本身的磨損等多方面因素的影響，都可導致鉆具產生滑移現(xiàn)象，為了克服這種情況，對防墜器具進行研究，配合鉆機現(xiàn)有的夾持設備，來共同防止鉆具滑移。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的問題是，針對現(xiàn)有液壓鉆機上配套的下夾持器在夾持鉆桿存在延時、夾持不牢固等問題引起鉆桿下墜、滑移等現(xiàn)象，提供一種液壓鉆桿輔助夾持裝置，在鉆具起下鉆過程中發(fā)揮其快速夾緊和松開的優(yōu)勢，有效防止跑鉆、敦鉆事故，使用方便，安全可靠。

本實用新型為解決上述技術問題采用的技術方案是：

一種液壓鉆桿輔助夾持器，至少包括底板、支撐板、制動輪、齒輪、齒條、推拉環(huán)和推拉架，底板中間設有圓孔，圓孔直徑大于所要夾持的鉆桿的外徑，支撐板設置一對、焊接在底板的兩側；兩側的支撐板上對稱開設兩個斜向槽，兩個斜向槽相對形成“V”形槽；制動輪設置有兩個，兩個制動輪的兩端分別搭設在兩側支撐板的斜向槽中，支撐板至少一端的內側設置有兩個齒輪、兩個推拉環(huán)、一個推拉架和一個齒條，兩個齒輪分別對應與一個制動輪的一端連接，兩個推拉環(huán)的下端分別與一個制動輪連接、上端與推拉架連接，齒條設置在兩個齒輪正上方，推拉架、齒條的上方均設置一個用于與液壓鉆機上的液壓缸連接的圓柱部分(液壓缸通過供、排油實現(xiàn)對推拉架和齒條上下運動的控制)。

按上述方案，所述制動輪中間為鞍形結構、兩端為圓柱結構，鞍形結構的圓弧半徑略大于所要夾持的鉆桿的外徑；兩端的圓柱結構分搭設在兩側支撐板的斜向槽中(限制制動輪在支撐板上的運動方向)。

按上述方案，所述齒輪安裝在制動輪一端的圓柱結構上，齒輪內孔上設置有鍵槽，與齒輪連接的制動輪一端的圓柱結構上也設置有鍵槽，制動輪和齒輪通過鍵和鍵槽配合固定(制動輪和齒輪保持同步轉動或不轉動)。

按上述方案，所述推拉環(huán)的上下兩端均設有通孔，推拉架的左右兩端均設有銷孔，推拉環(huán)下端的通孔與制動輪一端的圓柱部分連接，推拉環(huán)上端的通孔和推拉架的銷孔通過銷連接。

按上述方案，所述支撐板兩端的內側均設置有兩個齒輪、兩個推拉環(huán)、一個推拉架和一個齒條(齒輪、齒條、推拉環(huán)、推拉架既可以在支撐板的內側單邊安裝也可以兩邊都安裝)。

本實用新型的工作原理：推拉架、齒條上方的圓柱部分和液壓鉆機上的液壓缸連接，通過液壓缸供油和排油實現(xiàn)齒條和推拉架在豎直方向運動；推拉架在液壓缸的驅動下帶動推拉環(huán)、制動輪以及安裝在制動輪上的齒輪沿支撐板的“V”形槽向下運動，由于“V”形槽的收攏特性，一對制動輪的軸心線間距慢慢減小，從而抱緊并夾持中間的鉆桿。中深孔鉆進時，隨著孔深的增加，鉆桿自重越來越大，鉆進夾頭提供的夾持力和輔助夾持器提供的夾持力可能仍然不足以牢固夾持鉆桿，可能導致一對制動輪在夾持鉆桿的同時，仍會產生旋轉，從而導致夾持不牢，為此設計齒輪齒條結構，齒條通過液壓缸的控制，實現(xiàn)卡緊或松開齒輪，進而實現(xiàn)對制動輪轉動的控制；當齒條在另一個液壓缸的作用下，向下運動時，齒條卡緊安裝在制動輪上的一對齒輪，該對齒輪不能旋轉，由于鍵的存在，齒輪和制動輪是否轉動是同步的，齒條卡住齒輪使其無法轉動，則制動輪也無法轉動，從而防止在輔助夾緊時制動輪轉動，實現(xiàn)對鉆桿的牢固夾持，有效防止鉆桿由于自重等原因下墜。

本實用新型和其他夾持器相比，具有如下有益效果：

1、使用本實用新型研制開發(fā)的液壓鉆桿輔助夾持器，在鉆具起下鉆過程中發(fā)揮其快速夾緊和松開的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)在中深孔鉆進時，輔助液壓鉆具自有夾持裝置，實現(xiàn)對鉆桿的有效、牢固夾持，能夠有效防止鉆桿滑移，減少跑鉆、敦鉆事故，提高鉆探效率；

2、制動輪中間為鞍形結構、兩端為圓柱結構，當需要輔助夾持器配合鉆機自有夾頭實現(xiàn)鉆桿緩慢下放時，可以依靠鉆桿和制動輪的摩擦力和支撐板與制動輪圓柱部分的摩擦力輔助鉆機自有夾頭夾持鉆桿，還能夠通過推拉架和推拉環(huán)的上下運動實現(xiàn)摩擦力大小的調節(jié)；

3、支撐板上設計有“V”形槽，配合鞍形結構的制動輪能夠在鉆桿上提時不產生摩擦力，方便鉆桿向上運動；齒輪齒條結構的設計，結合“V”形槽收攏夾緊和齒輪齒條配合控制旋轉的工作原理，有利于輔助夾持器進行夾緊工作時夾緊力大，夾持牢固可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型液壓鉆桿輔助夾持器的總體結構示意圖；

圖2為本實用新型液壓鉆桿輔助夾持器的俯視圖；

圖3為圖1沿一側支撐板方向的側視圖；

圖4為圖1隱藏一側支撐板和隱藏一個齒輪的結構示意圖；

圖5為圖1中底板和支撐板組合成基座的結構示意圖；

圖6為圖1中制動輪的結構示意圖；

圖7為圖1中齒輪的結構示意圖；

圖8為圖1中推拉環(huán)的結構示意圖；

圖9為圖1中推拉架的結構示意圖；

圖10為圖1中齒條的結構示意圖；

圖中，1-底板，2-制動輪，3-齒輪，4-支撐板，5-齒條，6-推拉環(huán)，7-推拉架，8-銷，9-鉆桿，10-鍵。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。

參照圖1～圖4所示，本實用新型所述的液壓鉆桿輔助夾持器，至少包括底板1、支撐板4、制動輪2、齒輪3、齒條5、推拉環(huán)6和推拉架7，底板1中間設有圓孔，圓孔直徑大于所要夾持的鉆桿9的外徑(圓孔作為鉆桿9上下運動的通道)，支撐板4設置一對、焊接在底板1的兩側，一對支撐板4與底板組合形成夾持器的基座(如圖5所示)，用于支撐其他零部件并限制制動輪兩端圓柱部分在支撐板“V”形槽內運動；兩側的支撐板4上對稱開設兩個斜向槽，兩個斜向槽相對形成“V”形槽；制動輪2設置有兩個，兩個制動輪2的兩端分別搭設在兩側支撐板4的斜向槽中(兩個制動輪2成對安裝在支撐板4的斜向槽中)，支撐板4至少一端的內側設置有兩個齒輪3、兩個推拉環(huán)6、一個推拉架7和一個齒條5，兩個齒輪3分別對應與一個制動輪2的一端連接，兩個推拉環(huán)6的下端分別與一個制動輪2連接、上端與推拉架7連接，齒條5設置在兩個齒輪3正上方，推拉架7、齒條5的上方均設置一個用于與液壓鉆機上的液壓缸連接的圓柱部分(如圖9～圖10所示，液壓缸通過供、排油實現(xiàn)對推拉架7和齒條5上下運動的控制)。

如圖6所示，制動輪2中間為鞍形結構、兩端為圓柱結構，鞍形結構的圓弧半徑略大于所要夾持的鉆桿9的外徑；兩端的圓柱結構分搭設在兩側支撐板4的斜向槽中(限制制動輪2在支撐板4上的運動方向)。

如圖4及圖7所示，齒輪3安裝在制動輪2一端的圓柱結構上，齒輪3內孔上設置有鍵槽，與齒輪3連接的制動輪2一端的圓柱結構上也設置有鍵槽，制動輪2和齒輪3通過鍵10和鍵槽配合固定，使制動輪2和齒輪3保持同步轉動或不轉動。

如圖8所示，推拉環(huán)6的上下兩端均設有通孔，如圖9所示，推拉架7的左右兩端均設有銷孔，推拉環(huán)6下端的通孔與制動輪2一端的圓柱部分連接，推拉環(huán)6上端的通孔和推拉架7的銷孔通過銷8連接，液壓鉆機上的液壓缸帶動推拉架7運動的同時，推拉架7通過銷8、推拉環(huán)6帶動制動輪2沿支撐板4的“V”形槽運動。

支撐板4兩端的內側均設置有兩個齒輪3、兩個推拉環(huán)6、一個推拉架7和一個齒條5(齒輪3、齒條5、推拉環(huán)6、推拉架7既可以在支撐板4的內側單邊安裝也可以兩邊都安裝)。

工作時，將推拉架7、齒條5上方的圓柱部分和液壓鉆機上的液壓缸連接，通過液壓缸供油和排油實現(xiàn)齒條和推拉架在豎直方向運動；液壓鉆機在下放鉆具、鉆桿時，液壓鉆機上的下夾頭夾持鉆桿上夾頭松開鉆桿9，下夾頭帶著鉆桿9向底板1中間的圓孔內運動，同時開啟連接推拉架7的液壓缸，由于推拉架7和推拉環(huán)6之間通過銷8連接，推拉環(huán)6和齒輪3連接，齒輪3和制動輪2之間通過鍵連接，推拉架7在液壓缸的驅動下帶動推拉環(huán)6、制動輪2以及安裝在制動輪2上的齒輪3沿支撐板4的“V”形槽向下運動，由于“V”形槽的收攏特性，一對制動輪2的軸心線間距慢慢減小，從而抱緊并夾持中間的鉆桿9。鉆桿9向下運動，制動輪2被鉆桿9向下運動產生的摩擦力帶動，產生旋轉運動。旋轉的制動輪2和靜止的支撐板4的“V”形槽之間存在的摩擦力，可以減緩鉆具向下運動的速度。

若在進行較淺孔鉆進時，鉆機自有夾持器能夠滿足夾持力要求，則在下放鉆桿9時，帶動推拉架7的液壓缸排油、上提，帶動制動輪2在“V”形槽中向上運動，兩制動輪2軸心線間距增大，鉆桿9可以無摩擦快速通過。液壓鉆機在上提鉆桿時，下夾頭夾持鉆桿，液壓鉆機驅動下夾頭向上運動至行程盡頭，上夾頭夾緊鉆桿9，同時帶動推拉架7和齒條5的液壓油缸均開啟，讓液壓油缸帶動推拉架7和齒條5向下運動，迫使一對制動輪2收攏并夾緊鉆桿9，且齒條5卡住安裝在制動輪2上的齒輪3，防止制動輪2旋轉而夾持不住鉆桿9，實現(xiàn)對鉆桿9的輔助夾持作用。待輔助夾持器和上夾頭牢固夾緊鉆桿9后，下夾頭松開，然后運動至上端，再次夾緊鉆桿9，上夾頭松開，輔助夾持器松開，繼續(xù)重復上述運動直至將鉆桿鉆具等送到指定位置。

中深孔鉆進時，隨著孔深的增加，鉆桿9自重越來越大，鉆進夾頭提供的夾持力和輔助夾持器提供的夾持力(輔助夾持器提供的摩擦力主要來源于制動輪2圓柱部分與支撐板4“V”形槽部分生產的摩擦力)可能仍然不足以牢固夾持鉆桿，可能導致一對制動輪2在夾持鉆桿9的同時，仍會產生旋轉，從而導致夾持不牢，為此本實用新型設計齒輪齒條結構，齒條5通過液壓缸的控制，實現(xiàn)卡緊或松開齒輪3，進而實現(xiàn)對制動輪轉動的控制；當齒條5在另一個液壓缸的作用下，向下運動時，齒條5卡緊安裝在制動輪2上的一對齒輪3，該對齒輪3不能旋轉，由于鍵10的存在，齒輪3和制動輪2是否轉動是同步的，齒條5卡住齒輪3使其無法轉動，則制動輪2也無法轉動，從而防止在輔助夾緊時制動輪2轉動，實現(xiàn)對鉆桿的牢固夾持，有效防止鉆桿9由于自重等原因下墜。

應理解，上述實施例僅用于說明本實用新型，本領域技術人員對本實用新型作各種改動或修改，不脫離本實用新型技術方案的精神，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍中。