一种操控人抬化钻机的推拉软轴装置

贺津波 李海江 李家华 刘建华 付向东 刘占胜

摘要：人抬化钻机是为了满足在山地进行石油地震勘探钻机施工的设备。司钻与井口位置较近，作业中产生较多的粉尘、颗粒物对司钻的身体健康造成较大的影响。如果司钻与井口保持一定的距离，就可以减少危害，本文通过推拉软轴设计一款装置来实现远距离操控钻机。

关键词：人抬化钻机;远距离操控;推拉软轴

引言

人抬化山地钻机适用于山地、黄土塬、丘陵、戈壁、农田等复杂地表的勘探钻井。在塔里木探区主要应用于山地地区。钻机采用全液压驱动，主机动力由一台汽油发动机提供，通过皮带驱动液压油泵，将机械能转化为液体压力能，油泵输出的高压油通过操作换向阀手柄来驱动两个液压马达，马达将液体压力能转化为机械能，从而实现钻机的旋转、加压和提升等动作。

山地地区主要采用空气钻井和空气震击钻井。作业中产生较多的粉尘颗粒物，虽然采取了一些防护措施，但仍然会对司钻的身体健康产生一定的影响。本文通过推拉软轴作为传动件，实现远距离操控钻机作业，使得司钻与井口保持一定的距离，从而更加有效的保护司钻。

1 推拉软轴的结构

推拉软轴在车辆上应用非常广泛，通常应用在换挡机构、刹车机构和油门机构上用于传递动力，从而带动相应零部件进行摆动或者滑动。目前的推拉软轴通常包括两端的支撑管，两个支撑管之间连接有柔性的护管，护管中设有柔性的芯轴，另外，支撑管中还滑动连接有导杆，两个导杆的内端部分别与芯轴的相应端部固定连接在一起，因此，当推拉其中一个导杆时，可通过芯轴带动另一个导杆进行相应滑动，从而完成传递动力的动作。

2推拉软轴装置的工作原理

推拉软轴有两端，一端连接操控端，另一端连接执行端。使用时，执行端用于连接换向阀手柄，司钻操控控制端，带动执行端动作，实现控制换向阀手柄动作。

3推拉软轴装置的组成

推拉软轴装置包括三部分，控制手柄、换向阀连接装置、软轴的固定装置。

3.1控制手柄

司钻通过操作控制手柄来发出操作手柄的命令，实现换向阀手柄的动作。控制手柄由三部分组成，分别是控制手柄支架、手柄、手柄固定支架

（1）控制手柄支架

控制手柄支架（图1）是控制手柄的主体部分，承载着手柄、手柄固定支架和推拉软轴的一端。考虑减轻重量，选用厚度为2mm的钢板，采用激光切割技术成型，沿着示意图中虚线部位折弯而成。

（2）手柄

通过手柄（图2）的动作实现控制钻机作业，选用厚度为3.8mm的钢板，采用激光切割技术成型。

（3）手柄固定支架

手柄固定支架（图3）用于固定手柄，选用厚度为2mm的钢板，采用激光切割技术成型，沿着示意图的虚线部位折弯而成。

3.2换向阀连接装置

换向阀连接装置（图4）是換向阀与推拉软轴的过渡连接装置，将软轴的伸缩动作转变为换向阀手柄动作。该装置选用厚度为2mm的钢板，采用激光切割技术成型，再根据示意图的虚线部位折弯而成。

3.3推拉软轴的固定装置

推拉软轴（图5）的伸缩动作要传递给原换向阀手柄，需通过固定装置固定外部，其内部的芯才能正常动作。其厚度为2mm，采用激光切割技术成型，根据示意图虚线处折弯而成。

3.4推拉软轴装置的组装

（1）控制手柄（图6）的组装

先将控制手柄支架与手柄固定支架连接，再将手柄与固定支架连接，最后与推拉软轴一端进行连接。

（2）推拉软轴固定装置的安装（图7）

先将推拉软轴固定装置与换向阀固定架子进行连接，再将推拉软轴通过U型卡子与固定装置进行连接。

（3）换向阀连接装置的安装（图8）

先将换向阀连接装置分别与提升换向阀和旋转换向阀的手柄阀块进行连接，最后与推拉软轴进行连接。

4 结论

推拉软轴装置在不改变人抬化钻机结构的情况下，可以满足远距离操控钻机的目的。并且该装置成本较低，结构简单，操作容易，重量轻，便于携带。

参考文献：

[1]孙卫平.汽车变速器软轴操纵机构的设计[J].汽车技术，2002（6）：9-10.