一种管状物提引打捞器的制作方法

本申请属于提引打捞设备技术领域，具体涉及一种管状物提引打捞器。

背景技术：

在进行在工程地质钻探施工中，特别是对岩石和地面进行钻孔钻探过程中，会在钻头上加装钻杆，一种钻杆为空心钻杆，在空心钻杆中通入水来对钻头散热，同时稀释钻头部分的岩石和土壤。

当钻孔完成后需要对空心钻杆进行提引，将空心钻杆从钻孔中回收提升出来，需要使用在提引器，如中国专利申请，公开号为cn2108791u的专利公开了一种内卡式提引器，包括心柱上端联接一提环，心柱中部设有一个上承体和下承体，上承体和下承体之间有一蝶形弹簧，上、下承体都与心柱是滑动配合，上、下承体外包着一个外壳，上承体与外壳是滑动配合，下承体与外壳螺纹联接。心柱下部螺纹联接一个带有锥体的底托，另有止块螺纹卡，其内表面设有与心柱及底托锥体相配合的圆柱面及圆锥面，外表面设有与钻具相配合的螺纹，螺纹卡的一端还设有燕尾滑块与下承体燕尾滑槽相配合，每个螺纹卡上设有上、下两道凹槽，有两个收缩弹簧置于上述凹槽中使螺纹卡产生收缩力，在外壳、上承体、下承体上都设有限位钢球，底托上设有限位楔。

前文所述提引器的工作原理是通过吊具对心柱进行提升，在提升过程中，心柱向上运动，心柱的下方是锥体，锥体带动下方的三个螺纹卡向外扩张，这样螺纹卡与待提升空心钻杆的内螺纹实现螺纹配合，同时通过把手来锁住心柱的位置，来实现提升过程的安全性，当提升完成后，松开把手，通过弹簧的回复使得螺纹卡回缩来释放螺纹卡接关系，同时在本方案中设计有限位作用的钢球，当释放后，为了防止心柱上移而设置的，属于保险附件。

虽然上述专利申请针对空心钻杆能够达到提引的作用，但是其结构还是比较复杂，使用上下成套来作为中间运动附件，同时再把手存在的情况下，保险附件的钢球也是没有必要设计的，所以整个结构比较复杂，这样造成整个结构比较重。方案中设计的三个分体的螺纹卡来作为回缩和撑开的部件，其最大的问题是，螺纹配合过程中容易造成螺纹无法对准，这样在提引过程中很容易对螺纹牙造成破坏。并且在提升过程中，如果空心钻杆的内螺纹出现破裂或者缺失，这样将无法达到提升的目的。

技术实现要素：

本方案的目的在于提供一种管状物提引打捞器，以解决现有技术的提引器结构复杂，和连接时候需要进行对螺纹进行多余匹配的操作的问题。

为了上述技术问题，本申请提供的方案为一种管状物提引打捞器，包括棒状的提升杆，以及管状的外壳，所述提升杆底端一体成型设有锥体，该锥体远离提升杆外径逐渐变大，所述锥体间隙至于外壳中，所述外壳上设置有径向且贯穿的多个锥形通道，多个所述锥形通道以外壳的轴线呈中心对称，多个所述锥形通道的内径由内向外逐渐减小，锥形通道内活动放置一颗钢球，所述钢球的直径为锥形通道最小直径的五分之四，外壳的厚度为钢球直径的二分之一到五分之三之间；所述提升杆上固定连接有挡块，所述挡块与外壳上端之间设有处于半压缩状态的弹簧，所述弹簧套在提升杆上，所述锥体的斜面始终与钢球相抵持。

本方案的工作原理：如空心钻杆需要从钻洞中提升或者打捞出来时，通过本方案的提升，首先将吊具连接在提升杆上，再将整个装置的外壳部分放入到空心钻杆内部，在实际使用时外壳的直径会根据空心钻杆的内径大小作匹配设计，使得外壳正好嵌入到空心钻杆内。

当吊具施加向上提升的力后，提升杆也随之向上运动，运动过程中提升杆底端的锥体也向上运动，这时候锥体的斜面推动钢球向外扩张，此时钢球就抵持在锥体和空心钻杆的内壁之间，吊具向上的力量越大，钢球抵持就越牢固，这样使得空心钻杆与整个提引打捞器连接成一个整体；对提升杆持续做功，就可以将空心钻杆从钻洞中提升出来。

需要对空心钻杆进行卸载时，只需要向下敲击提升杆就可以完成卸载。

本方案的有益效果：

一、本方案用到的结构较少，只有提升杆、外壳、挡块、钢球和弹簧；而真正受力和需要强度的只有提升杆和钢球，所以外壳、挡块和弹簧均可采用轻质的钢材即可，提升杆为实心的棒材，只需要采用直径大于提升绳直径的棒材即可；而钢球本身所占体积很小，质量可以忽略不计；所以经过结果的改造，可以将现在提升同型号空心钻杆的提引器的重量至少减少50％；这样便于操作者使用。

二、本方案比起现有采用外卡的方式，可以深入到钻洞内部，实现空心钻杆的提引或打捞。克服了现在外卡式需要提升的空心钻杆露在地表才能实现提引的缺点。

三、本方案的可靠性分析，本方案采用的作用结构具体为“所述外壳上设置有径向且贯穿的多个锥形通道，多个所述锥形通道以外壳的轴线呈中心对称，多个所述锥形通道的内径由内向外逐渐减小，锥形通道内活动放置一颗钢球，所述钢球的直径为锥形通道最小直径的五分之四，外壳的厚度为钢球直径的二分之一到五分之三之间”。

首先“所述钢球的直径为锥形通道最小直径的五分之四”提升过程中，钢球突出锥形通道最大量为钢球直径的五分之二(根据几何原理简单换算即可得到)，这样钢球实际会对空心钻杆内壁产生一个挤压力，使得空心钻杆内壁有一个内凹的形变；钢球的向上趋势和空心钻杆的向下趋势使得钢球能够强力的咬合着空心钻杆内壁。

其次，“所述外壳上设置有径向且贯穿的多个锥形通道，多个所述锥形通道以外壳的轴线呈中心对称”这样通过多个钢球周向对空心钻杆内壁施加挤压力，进一步增加了他们之间的咬合力。

针对吊具可靠性上，申请人多次进行试验，外壳与空心钻杆之间间隙小于2毫米，钢球直径在8毫米以上，同时满足钢球能够突出五分之二的量后，就能在提升过程中牢牢卡紧空心钻杆。

进一步，所述提升杆的上部设有便于连接提升环的螺纹。通过螺纹连接上提升环，使得牵引绳直接连接在提升环上，简化提升的安装难度。

进一步，所述钢球的直径为8mm～20mm。采用该范围的钢球，针对现在普遍使用的空心钻杆提升均能够实现了，如比8mm小，无法达到提升连接的强度；如果比20mm大，则不再实用，同时也需要增加了整个提引打捞器的重量，得不偿失。

进一步，所述锥体的斜面倾斜的角度为60°～80°。对锥体的斜面进行限定，使得中心杆移动的距离得到合理，根据测验，移动距离为钢球突出锥形通道的2～3倍的距离，增加了提升过程的稳定性。

进一步，所述外壳和提升杆之间设置有用于卸载空心钻杆的把手，所述把手包括固定在外壳上的第一分体，与第一分体铰接的第二分体，所述第二分体活动抵持在挡块上。

在针对处于地表空心钻杆的提升时候，当空心钻杆需要释放取下，只需要捏动把手，第二分体将带动挡块向下移动，挡块与提升杆固定连接，提升杆也随之向下移动，此时锥体释放了钢球的抵持力，钢球退回到锥形通道中，这样就可以轻松取下空心钻杆。

当释放第二分体后，由于弹簧处于压缩状态，弹簧会带动提升杆回升，这样限制了锥体在外壳内上下移动的行程，使得钢球一直处于锥形通道中，从而提升了整个装置的可靠性。

最后，所述第一分体与外壳的固定方式为螺栓可拆卸固定。这样就可以根据提升的空心钻杆状况，才选择是否需要把手，提高了本提引打捞器的通用性。

附图说明

图1为实施例1中的空心钻杆提引打捞器的结构示意图；

图2为实施例1中空心钻杆提引打捞器使用状态的结构示意图；

图3为图1和图2中锥体、钢球、锥形通道和空心钻杆之间的状态对比图；

图4为实施2中的空心钻杆提引打捞器的结构示意图；

图5为实施2中的空心钻杆提引打捞器使用状态的结构示意图。

其中图1、图2、和图3中的附图标记包括：提升杆1、锥体2、外壳3、挡块4、弹簧5、锥形通道6、钢球7、空心钻杆8、钻洞9、吊杆101、第一分体11、第二分体12。

图4和图5中的附图标记包括：提升杆1、锥体2、外壳3、挡块4、弹簧5、锥形通道6、钢球7、空心钻杆8、钻洞9、提升环102、第一分体11、第二分体12。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1

本方案基本如图1、图2和图3所示的一种管状物提引打捞器，包括棒状的提升杆1，以及管状的外壳3，提升杆1底端一体成型设有锥体2，该锥体2远离提升杆1外径逐渐变大，锥体间隙至于外壳3中，外壳3上设置有径向且贯穿的多个锥形通道6，多个锥形通道6以外壳3的轴线呈中心对称，多个锥形通道6的内径由内向外逐渐减小，锥形通道6内活动放置一颗钢球7，钢球7的直径为锥形通道6最小直径的五分之四，外壳3的厚度为钢球7直径的二分之一到五分之三之间；钢球7的直径为8mm～20mm，本实施例中选择10mm；锥体2的斜面倾斜的角度为60°～80°，本实施例中锥体2的斜面倾斜选择的为75°。

提升杆1上固定连接有挡块4，挡块4与外壳3上端之间设有处于半压缩状态的弹簧5，弹簧5套在提升杆1上，锥体2的斜面始终与钢球7相抵持,提升杆1的上部设有便于连接吊杆101的螺纹。

空心钻杆8需要从钻洞9中提升或者打捞出来，通过本方案的提升。首先将吊杆101通过螺纹连接在提升杆上，再将整个装置的外壳8放入到空心钻杆8内部，由于开始卡入到空心钻杆内，提升杆受到弹簧向上的提升力，钢球有突出来一部分，这时候在提升杆上方连接刚性的吊杆101，通过吊杆101向下施加力量，通过吊杆让提升杆下移，进而让钢球回到锥形通道中，同时在使用时外壳3的直径会根据空心钻杆8的内径大小作匹配设计，一般外壳的外径稍小于空心钻杆8的内径，这样使得外壳3能够无间隙卡入到空心钻杆8内部。

当对吊杆101施加向上提升的力后，提升杆1也随之向上运动，运动过程中提升杆1底端的锥体2也向上运动，这时候锥体2的斜面推动钢球向外扩张，此时钢球7就抵持在锥体2和空心钻杆8的内壁之间，吊杆101向上的力量越大，钢球7抵持就越牢固，这样使得空心钻杆8与整个提引打捞器连接成一个整体；对提升杆1持续做功，就可以将空心钻杆8从钻洞9中提升出来。需要对空心钻杆8进行卸载时，只需要对提升杆1向下施加一个力，使得钢球退回到锥形通道中，就可以完成卸载。

实施例2

如图4、图5和图3所示的一种管状物提引打捞器，包括棒状的提升杆1，以及管状的外壳3，提升杆1底端一体成型设有锥体2，该锥体2远离提升杆外径逐渐变大，锥体2间隙至于外壳3中，外壳3上设置有径向且贯穿的多个锥形通道7，多个锥形通7道以外壳3的轴线呈中心对称，多个锥形通道3的内径由内向外逐渐减小，锥形通道3内活动放置一颗钢球7，钢球7的直径为锥形通道6最小直径的五分之四，外壳3的厚度为钢球7直径的二分之一到五分之三之间；钢球的直径为8mm～20mm，本实施例中选择10mm；锥体的斜面倾斜的角度为60°～80°，本实施例中选择的为75°。

提升杆1上固定连接有挡块4，挡块4与外壳3上端之间设有处于半压缩状态的弹簧5，弹簧5套在提升杆1上，锥体2的斜面始终与钢球7相抵持，提升杆1的上部设有便于连接提升环102的螺纹。

外壳3和提升杆1之间设置有用于卸载空心钻杆8的把手，把手包括固定在外壳3上的第一分体11，与第一分体11铰接的第二分体12，挡块上有档沿，第二分体12活动抵持在挡块4的档沿上。

提引过程中，可以使用刚性吊具，也可使用柔性吊具，本实施例中不同于实施例1的是在空心钻杆8需要释放过程中，只需要捏动把手，第二分体12将带动挡块4向下移动，挡块4与提升杆1固定连接，提升杆1也随之向下移动，此时锥体2释放了钢球7的抵持力，钢球7退回到锥形通道6中，这样就可以轻松取下空心钻杆8。松开第二分体后，由于弹簧5处于压缩状态，弹簧5会带动提升杆1回升，这样限制了锥体2在外壳3内上下移动的行程，使得钢球7一直处于锥形通道6中，从而提升了整个装置的可靠性。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。