阅读说明：本技术 反井钻机锥螺纹安装方法及装置 (raise boring machine taper thread mounting method and device ) 是由 曾熹 刘庆华 刘晓燕 王进军 石娜 杨瑞 杨国福 商涛 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：一种反井钻机锥螺纹安装方法及装置,涉及反井钻机安装技术领域,反井钻机锥螺纹安装方法用于安装动力头与棘轮套、承载接头,反井钻机锥螺纹安装装置包括括承载安装装置、水平引导装置、纵向升降装置。承载接头在上升过程中人工旋转,人工旋转时可根据旋转施力阻力大小判断承载接头与动力头螺纹接触是否正常,及时发现问题并调整液压油缸和施力杆,以使承载接头与动力头螺纹接触正常,进而防止工件损坏,并且,棘轮套移动到动力头的正下方是使用横向引导装置支撑,棘轮套的顶升是使用液压油缸,移动和顶升均不需要人力,节约大量人工耗费。(A raise boring machine taper thread installation method and a device thereof relate to the technical field of raise boring machine installation. The carrier joint is rotatory at the artifical of in-process that rises, can judge whether carrier joint and unit head screw thread contact are normal according to rotatory application of force resistance size during artifical rotation, in time discover the problem and adjust hydraulic cylinder and application of force pole, so that carrier joint and unit head screw thread contact are normal, and then prevent the work piece and damage, and, the ratchet cover moves and uses horizontal guiding device to support under the unit head, hydraulic cylinder is used in the jacking of ratchet cover, remove and the jacking all need not the manpower, practice thrift a large amount of manual works and consume.)

反井钻机锥螺纹安装方法及装置

技术领域

本发明涉及反井钻机安装技术领域，具体涉及一种反井钻机锥螺纹安装方法及装置。

背景技术

反井钻机安装过程中难度较大的是动力头30与棘轮套10、承载接头20的安装，如图1所示，棘轮套10套设在承载接头20上，且棘轮套10与承载接头20同轴同心，棘轮套10受自身重力放置在承载接头20上，棘轮套10的顶部的内壁设置有一圈齿条，为第一齿条，承载接头20的顶部设置有一圈外螺纹；动力头30设置在反井钻机自带的固定装置40上，固定装置40包括底座41、两个升降油缸42，两个升降油缸42均与底座41固定连接，且升降油缸42与底座41垂直，底座41与水平面平行，两个升降油缸42的升降端均与动力头30固定连接，以使两个升降油缸42能够同时带动动力头30纵向升降，动力头30与水平面平行，动力头30的底部的外壁也设置有一圈齿条，为第二齿条，动力头30的第二齿条与棘轮套10的第一齿条相适配，动力头30的底部的内壁设置有一圈内螺纹，动力头30的内螺纹与承载接头20的外螺纹相适配，底座41的各边凸起、中部凹陷，底座41的凹陷处固定有插板，插板为U型。

动力头30与棘轮套10、承载接头20的安装是将棘轮套10的第一齿条与动力头30的第二齿条对正后，再进行承载接头20的外螺纹与动力头30的内螺纹螺纹紧固。目前采取的办法是：两人抬着将承载接头20放在动力头30正下方即插板中心，两人抬着棘轮套10放置在承载接头20上，其中1人使用升降油缸42下降带动动力头30下降，另1人转动棘轮套10，使棘轮套10的第一齿条与动力头30的第二齿条对正，继续将动力头30下降，使棘轮套10的第一齿条与动力头30的第二齿条啮合，使用设备自带的液压马达带动动力头30旋转，使动力头30边下降边旋转，进行动力头30与承载接头20的螺纹连接，动力头30带动棘轮套10一同旋转，直至承载接头20的外螺纹与动力头30的内螺纹完全螺纹连接，安装完成。

上述的安装方法对操作人员的熟练度、技能要求高，因为棘轮套组装在承载接头与主轴的外面承载接头顶升与螺纹拧入过程，操作人员无法看到，属于盲装状态，设备自带的液压马达驱动动力头30旋转所产生的扭矩很大，动力头30与承载接头20螺纹接触异常时，人工无法及时判断并发现问题，在承载接头20无法继续旋进动力头30后才能发现，这会导致工件损坏，最终只能全部拆卸进行修理，效率低，并且由于棘轮套10的质量较大，在人工抬升的过程中耗费人力较大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种不仅能够及时判断承载接头与动力头螺纹接触是否正常，还不需人工抬升棘轮套、承载接头的反井钻机锥螺纹安装方法及装置。

一种反井钻机锥螺纹安装方法，包括以下步骤：

利用承载安装件连接棘轮套、承载接头，使棘轮套与承载接头相对固定；

在反井钻机的底座上设置水平引导装置，并将安装了棘轮套、承载接头的承载安装件设置在水平引导装置上，且棘轮套与水平引导装置接触，棘轮套在水平引导装置的支撑及引导下能够水平移动至动力头的正下方；

在反井钻机的底座上设置纵向升降装置，且使纵向升降装置位于动力头的正下方；

承载安装件在水平引导装置上受外力影响而移动，利用纵向升降装置定位，以使承载安装件移动到动力头的正下方停止移动，将承载安装件与棘轮套解除连接关系，且使承载安装装置与棘轮套不接触，利用纵向升降装置支撑承载安装装置与承载接头，此时棘轮套还套设在承载接头上，且两者不接触；

利用纵向升降装置的升降功能，使承载接头的螺纹段缩入棘轮套中；

操作动力头下降，向棘轮套靠近，直至棘轮套与动力头实现啮合接触；

利用纵向升降装置顶升承载安装件，以使与承载安装件固定连接的承载接头逐渐靠近动力头，纵向升降装置顶升确定距离后，人工施力旋转承载安装件，以带动承载接头旋转，使承载接头实现边旋转边上升，若人工判断施力阻力增大，则确定动力头与承载接头的螺纹接触异常，反向施力旋转承载安装装置，同时启动纵向升降装置下降，重新顶升，直至人工判断施力阻力正常，即为螺纹正常接触。

优选的，“利用纵向升降装置的升降功能，以使承载接头的螺纹段缩入棘轮套中”的步骤具体为：启动纵向升降装置上升，使纵向升降装置接触到承载安装装置，停止纵向升降装置上升，启动纵向升降装置下降，带动承载安装装置与承载接头同时下降，直至承载接头的螺纹段缩入棘轮套5~15毫米，且承载接头与棘轮套不接触，停止纵向升降装置下降；

“操作动力头下降，向棘轮套靠近，直至棘轮套与动力头实现啮合接触”的步骤具体为：对正动力头与棘轮套的齿形，使动力头下降至与棘轮套非完全啮合，且使动力头距离承载接头5~8毫米，停止动力头下降；

反井钻机锥螺纹安装方法还包括最后步骤：将承载接头与动力头完全啮合，且承载接头与动力头完全螺纹连接，停止纵向升降装置上升，启动纵向升降装置下降到起始位置，承载安装装置随纵向升降装置下降，依次拆下承载安装装置、引导支撑装置、纵向升降装置，动力头与棘轮套、承载接头安装完成。

一种反井钻机锥螺纹安装装置，用于安装动力头与棘轮套、承载接头，其特征在于：包括承载安装装置、水平引导装置、纵向升降装置，承载安装装置设置在承载接头的正下方，承载安装装置与棘轮套、承载接头连接，以使承载安装装置、棘轮套、承载接头三者相对固定；水平引导装置设置在反井钻机的底座上；纵向升降装置也设置在反井钻机的底座上，且位于动力头的正下方；承载安装装置用于连接棘轮套和承载接头，还用于旋转承载接头；水平引导装置用于将连接好的承载安装装置、棘轮套、承载接头水平引导至动力头的正下方和纵向升降装置的正上方，还用于支撑棘轮套；纵向升降装置用于带动承载安装装置、承载接头纵向升降，并带动棘轮套纵向上升，还用于将连接好的承载安装装置、棘轮套、承载接头定位在动力头的正下方。

优选的，承载安装装置包括旋转轴、支撑轴、施力杆、两个连接杆，旋转轴的一端与承载接头可拆卸连接，旋转轴的另一端与支撑轴的一端转动连接，支撑轴的另一端用于与液压油缸接触，施力杆与旋转轴的侧壁固定连接，施力杆与旋转轴垂直，以在施力杆上施力带动旋转轴旋转，进而带动承载接头旋转，两个连接杆分别位于施力杆的两端，连接杆的一端与棘轮套可拆卸连接，连接杆的另一端与施力杆可拆卸连接，连接杆与棘轮套的端面、施力杆均垂直，连接杆用于连接旋转轴与棘轮套，以防止旋转轴受自身重力脱离承载接头，进而防止承载接头受自身重力脱离棘轮套；旋转轴沿径向开设有通孔，通孔与施力杆相适配，施力杆穿过通孔与旋转轴接触，且施力杆的两端位于旋转轴的外部，以便于向施力杆施力，施力杆能够拆离通孔。

优选的，水平引导装置为长方体框架，水平引导装置的宽度小于棘轮套的最大直径，以使棘轮套能够放置在水平引导装置最高处的两个平行边框上，进而将承载安装装置、承载接头固定在水平引导装置上，水平引导装置的长度方向与底座的宽度方向垂直，且水平引导装置的长度大于底座的宽度，水平引导装置的一端远离底座，水平引导装置的另一端靠近动力头的底部，以使连接好的承载安装装置、棘轮套、承载接头从水平引导装置远离底座的一端放置在水平引导装置上，并受外力作用从水平引导装置的一端滑动到另一端且定位在动力头的正下方和纵向升降装置的正上方。

优选的，纵向升降装置包括固定筒、液压油缸，固定筒***反井钻机的插板中，以使固定筒稳固固定，固定筒套设在液压油缸上，且固定筒的内壁与液压油缸的外壁接触，以使液压油缸稳固固定，液压油缸的底部与固定筒的底部在同一平面内，液压油缸的顶部低于固定筒的顶部，固定筒的顶部低于水平引导装置最高处的边框，固定筒的顶部位于水平引导装置内部，固定筒的底部低于水平引导装置最低处的边框，固定筒的两端均敞开。

优选的，承载接头的底部开设有凹槽，旋转轴包括卡接件、旋转件，卡接件与凹槽相适配，以使卡接件能够镶嵌在凹槽的内部，进而使卡接件与承载接头卡接，卡接件的底部与旋转件的顶部固定连接，旋转轴的通孔开设在旋转件上。

优选的，支撑轴包括连接件和油缸接触件，连接件的一端与旋转轴的另一端转动连接，连接件的另一端与油缸接触件的一端固定连接，油缸接触件的另一端用于正对液压油缸的升降端，以使液压油缸纵向升降时能够接触油缸接触件并带动承载安装装置、承载接头纵向升降，且带动棘轮套纵向上升。

优选的，固定架包括固定板、不少于两个固定钉，固定板相对两端各固定一个固定钉，固定钉穿过固定板压紧底座，且固定钉与底座垂直，固定板的一面压紧水平引导装置，以将水平引导装置固定在底座上。

优选的，固定筒的一侧开设有引导槽，引导槽的形状和大小与油缸接触件的形状和大小相适配，以使油缸接触件能够从引导槽水平进入固定筒的内部，以将油缸接触件定位在动力头的正下方，且以便于油缸接触件与液压油缸的升降端接触，进而将棘轮套、承载接头定位在动力头的正下方。

本发明采用上述技术方案，其有益效果在于：承载接头在上升过程中人工旋转，人工旋转时可根据旋转施力阻力大小判断承载接头与动力头螺纹接触是否正常，及时发现问题并调整液压油缸和施力杆，以使承载接头与动力头螺纹接触正常，进而防止工件损坏，并且，棘轮套移动到动力头的正下方是使用水平引导装置支撑，棘轮套的顶升是使用液压油缸，移动和顶升均不需要人力，节约大量人工耗费。

附图说明

图1为安装完成的动力头、棘轮套、承载接头的结构示意图。

图2为安装前的动力头、棘轮套、承载接头与反井钻机锥螺纹安装装置配合的结构示意图。

图3为安装时的动力头、棘轮套、承载接头与反井钻机锥螺纹安装装置配合的结构示意图。

图4为反井钻机锥螺纹安装装置的结构示意图。

图5为承载安装装置与棘轮套、承载接头配合的结构示意图。

图6为承载安装装置的结构示意图。

图7为水平引导装置与固定架配合的结构示意图。

图8为纵向升降装置的结构示意图。

图9为旋转轴的结构示意图。

图10为支撑轴的结构示意图。

图中：棘轮套10、承载接头20、动力头30、固定装置40、底座41、升降油缸42、反井钻机锥螺纹安装装置50、水平引导装置60、纵向升降装置70、固定筒71、引导槽711、油管孔712、液压油缸72、承载安装装置80、旋转轴81、卡接件811、旋转件812、通孔813、支撑轴82、连接件821、油缸接触件822、施力杆83、连接杆84、固定架90、固定板91、固定钉92。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本发明实施例提供了一种反井钻机锥螺纹安装方法，包括以下步骤：

利用承载安装件连接棘轮套、承载接头，使棘轮套与承载接头相对固定；

在反井钻机的底座上设置水平引导装置，并将安装了棘轮套、承载接头的承载安装件设置在水平引导装置上，且棘轮套与水平引导装置接触，棘轮套在水平引导装置的支撑及引导下能够水平移动至动力头的正下方；

在反井钻机的底座上设置纵向升降装置，且使纵向升降装置位于动力头的正下方；

承载安装件在水平引导装置上受外力影响而移动，利用纵向升降装置定位，以使承载安装件移动到动力头的正下方停止移动，将承载安装件与棘轮套解除连接关系，且使承载安装装置与棘轮套不接触，利用纵向升降装置支撑承载安装装置与承载接头，此时棘轮套还套设在承载接头上，且两者不接触；

利用纵向升降装置的升降功能，使承载接头的螺纹段缩入棘轮套中；

操作动力头下降，向棘轮套靠近，直至棘轮套与动力头实现啮合接触；

利用纵向升降装置顶升承载安装件，以使与承载安装件固定连接的承载接头逐渐靠近动力头，纵向升降装置顶升确定距离后，人工施力旋转承载安装件，以带动承载接头旋转，使承载接头实现边旋转边上升，若人工判断施力阻力增大，则确定动力头与承载接头的螺纹接触异常，反向施力旋转承载安装装置，同时启动纵向升降装置下降，重新顶升，直至人工判断施力阻力正常，即为螺纹正常接触。

进一步的，“利用纵向升降装置的升降功能，以使承载接头的螺纹段缩入棘轮套中”的步骤具体为：启动纵向升降装置上升，使纵向升降装置接触到承载安装装置，停止纵向升降装置上升，启动纵向升降装置下降，带动承载安装装置与承载接头同时下降，直至承载接头的螺纹段缩入棘轮套10毫米，且承载接头与棘轮套不接触，停止纵向升降装置下降；

“操作动力头下降，向棘轮套靠近，直至棘轮套与动力头实现啮合接触”的步骤具体为：对正动力头与棘轮套的齿形，使动力头下降至与棘轮套非完全啮合，且使动力头距离承载接头5~8毫米，停止动力头下降；

反井钻机锥螺纹安装方法还包括最后步骤：将承载接头与动力头完全啮合，且承载接头与动力头完全螺纹连接，停止纵向升降装置上升，启动纵向升降装置下降到起始位置，承载安装装置随纵向升降装置下降，依次拆下承载安装装置、引导支撑装置、纵向升降装置，动力头与棘轮套、承载接头安装完成。

请参看图2至图4，本发明还提供了一种反井钻机锥螺纹安装装置50，用于安装动力头30与棘轮套10、承载接头20，其特征在于：包括承载安装装置80、水平引导装置60、纵向升降装置70，承载安装装置80设置在承载接头20的正下方，承载安装装置80与棘轮套10、承载接头20连接，以使承载安装装置80、棘轮套10、承载接头20三者相对固定；水平引导装置60设置在反井钻机的底座41上；纵向升降装置70也设置在反井钻机的底座41上，且位于动力头30的正下方；承载安装装置80用于连接棘轮套10和承载接头20，还用于旋转承载接头20；水平引导装置60用于将连接好的承载安装装置80、棘轮套10、承载接头20水平引导至动力头30的正下方和纵向升降装置70的正上方，还用于支撑棘轮套10；纵向升降装置70用于带动承载安装装置80、承载接头20纵向升降，并带动棘轮套10纵向上升，还用于将连接好的承载安装装置80、棘轮套10、承载接头20定位在动力头30的正下方。

请参看图5、图6，进一步的，承载安装装置80包括旋转轴81、支撑轴82、施力杆83、两个连接杆84，旋转轴81的一端与承载接头20可拆卸连接，旋转轴81的另一端与支撑轴82的一端转动连接，支撑轴82的另一端用于与液压油缸72接触，施力杆83与旋转轴81的侧壁固定连接，施力杆83与旋转轴81垂直，以在施力杆83上施力带动旋转轴81旋转，进而带动承载接头20旋转，两个连接杆84分别位于施力杆83的两端，连接杆84的一端与棘轮套10可拆卸连接，连接杆84的另一端与施力杆83可拆卸连接，连接杆84与棘轮套10的端面、施力杆83均垂直，连接杆84用于连接旋转轴81与棘轮套10，以防止旋转轴81受自身重力脱离承载接头20，进而防止承载接头20受自身重力脱离棘轮套10；旋转轴81沿径向开设有通孔813，通孔813与施力杆83相适配，施力杆83穿过通孔813与旋转轴81接触，且施力杆83的两端位于旋转轴81的外部，以便于向施力杆83施力，施力杆83能够拆离通孔813。

请参看图7，进一步的，水平引导装置60为长方体框架，水平引导装置60的宽度小于棘轮套10的最大直径，以使棘轮套10能够放置在水平引导装置60最高处的两个平行边框上，进而将承载安装装置80、承载接头20固定在水平引导装置60上，水平引导装置60的长度方向与底座41的宽度方向垂直，且水平引导装置60的长度大于底座41的宽度，水平引导装置60的一端远离底座41，水平引导装置60的另一端靠近动力头30的底部，以使连接好的承载安装装置80、棘轮套10、承载接头20从水平引导装置60远离底座41的一端放置在水平引导装置60上，并受外力作用从水平引导装置60的一端滑动到另一端且定位在动力头30的正下方和纵向升降装置70的正上方。

请参看图8，进一步的，纵向升降装置70包括固定筒71、液压油缸72，固定筒71***反井钻机的插板中，以使固定筒71稳固固定，固定筒71套设在液压油缸72上，且固定筒71的内壁与液压油缸72的外壁接触，以使液压油缸72稳固固定，液压油缸72的底部与固定筒71的底部在同一平面内，液压油缸72的顶部低于固定筒71的顶部，固定筒71的顶部低于水平引导装置60最高处的边框，固定筒71的顶部位于水平引导装置60内部，固定筒71的底部低于水平引导装置60最低处的边框，固定筒71的两端均敞开。

请参看图9，进一步的，承载接头20的底部开设有凹槽，旋转轴81包括卡接件811、旋转件812，卡接件811与凹槽相适配，以使卡接件811能够镶嵌在凹槽的内部，进而使卡接件811与承载接头20卡接，卡接件811的底部与旋转件812的顶部固定连接，旋转轴81的通孔813开设在旋转件812上。

请参看图10，进一步的，支撑轴82包括连接件821和油缸接触件822，连接件821的一端与旋转轴81的另一端转动连接，连接件821的另一端与油缸接触件822的一端固定连接，油缸接触件822的另一端用于正对液压油缸72的升降端，以使液压油缸72纵向升降时能够接触油缸接触件822并带动承载安装装置80、承载接头20纵向升降，且带动棘轮套10纵向上升。

请再次参看图7，进一步的，固定架90包括固定板91、不少于两个固定钉92，固定板91相对两端各固定一个固定钉92，固定钉92穿过固定板91压紧底座41，且固定钉92与底座41垂直，固定板91的一面压紧水平引导装置60，以将水平引导装置60固定在底座41上。

请再次参看图8，进一步的，固定筒71的一侧开设有引导槽711，引导槽711的形状和大小与油缸接触件822的形状和大小相适配，以使油缸接触件822能够从引导槽711水平进入固定筒71的内部，以将油缸接触件822定位在动力头30的正下方，且以便于油缸接触件822与液压油缸72的升降端接触，进而将棘轮套10、承载接头20定位在动力头30的正下方。

进一步的，旋转轴81与支撑轴82的连接处设置有轴承，轴承的内圈与旋转轴81的旋转件812固定连接，轴承的外圈与支撑轴82的连接件821固定连接，以减小摩擦力。

请再次参看图8，进一步的，固定筒71的底部开设有油管孔712，以使液压油缸72的油管穿出油管孔712便于外界给液压油缸72增压或降压。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。