CN103233687A - 非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种使用方便、快捷、可靠的非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，包括：大梁和滑动设置大梁上的动力头装置，在大梁上固定设置有左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座，在左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座的内侧分别固定设置有顶升油缸，在顶升油缸的活塞杆上设置有顶升板，在左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座上通过螺栓固定设置有钻杆箱，左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座之间的大梁上分别固定设置有左支撑座和右支撑座，在左支撑座和右支撑座上分别设置有上杆支撑座，在上杆支撑座前端设置有与钻杆相互配合的支撑台阶，在所述支撑台阶的上端和侧面上都设置有磁铁片。

Description

非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构

技术领域

本发明涉及一种非开挖水平定向钻机，尤其涉及一种非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构。

背景技术

非开挖水平定向钻机在施工过程中，一般都会用到自动上卸杆机构，现有的自动上卸杆机构主要是由：钻杆箱、钻杆抓取机构、钻杆升降装置、钻杆平移装置和钻杆拧卸机构等组成。其动作繁多且复杂，经常发生误操作、工作不可靠、钻杆滑落、故障等情况，甚至可能引起已钻孔的坍塌、埋钻等重大事故。现有的自动上卸杆机构根本无法保证各动作的准确性、协调性、可靠性及稳定性，并且效率极其低下，施工成本居高不下，甚至于目前有些施工单位宁愿使用最原始的施工方式——人工装卸，也不愿使用现有的自动上卸杆机构施工，大幅度增加了施工人员的劳动强度。同时，现有自动上卸杆机构自身设计笨重繁杂，产品生产加工复杂，适应能力差，不能满足现代化生产加工需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种使用方便、快捷、可靠的非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，包括：大梁和滑动设置大梁上的动力头装置，所述动力头装置的下端设置有动力头推拉马达和推拉齿轮，在所述的大梁上设置有与推拉齿轮相互配合的推拉齿条，所述动力头装置的上端设置有动力头旋转马达和动力头旋转齿轮箱，所述动力头旋转马达通过动力头旋转齿轮箱与变径相连接，在所述的大梁上固定设置有左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座，在所述左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座的内侧分别固定设置有顶升油缸，在顶升油缸的活塞杆上设置有顶升板，在左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座上通过螺栓固定设置有钻杆箱，在所述钻杆箱内设置有若干钻杆放置腔，相邻钻杆放置腔之间通过隔板隔开，左钻杆箱固定座和右钻杆箱固定座之间的大梁上分别固定设置有左支撑座和右支撑座，在左支撑座和右支撑座上分别固定设置有液压马达和齿轮箱，两齿轮箱之间通过连接轴连接，在左支撑座和右支撑座上分别设置有上杆支撑座，在上杆支撑座的下端设置有齿条，所述齿条与设置在齿轮箱内的齿轮相互配合，在所述上杆支撑座的一侧设置有接近开关，接近开关的设置个数与钻杆放置腔的设置个数相同，在所述上杆支撑座前端设置有与钻杆相互配合的支撑台阶，在所述支撑台阶的上端和侧面上都设置有磁铁片。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：在所述上杆支撑座的另一侧活动设置有推拉挂钩，推拉挂钩的前端设置有与钻杆相互配合的挂钩，推拉挂钩的后端通过销轴活动设置在上杆支撑座，推拉挂钩的中部通过滑槽滑动设置在螺栓上，螺栓固定设置在上杆支撑座上，在所述的推拉挂钩下端设置有斜面，在所述的左支撑座和右支撑座上分别设置有与推拉挂钩下端斜面相互配合的支撑板。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：在钻杆箱的下端两侧上分别设置有下插销孔，下插销孔内设置有与其相互配合的下支撑插销，在钻杆箱的上端两侧上分别设置有上插销孔，上插销孔内设置有与其相互配合的上支撑插销，在钻杆箱的中部上端设置有起吊孔。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：在所述的钻杆箱内设置有三个钻杆放置腔。

本发明的优点是：上述非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，结构简单，制造成本低，运转稳定可靠，实用性强，不仅有效地防止了装卸钻杆时的误操作，而且能够方便、快捷的完成钻杆的自动化装卸，满足了施工方对于快速装卸钻杆的需求，大幅度提高工作效率及降低了劳动成本。 

附图说明

图1为本发明非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构的结构示意图。

图2为图1中A-A向结构示意图。

图3为图1的俯视结构示意图。

图4为图1中上杆支撑装置的结构示意图。

图中：1、大梁，2、动力头装置，3、动力头推拉马达，4、推拉齿条，5、动力头旋转马达，6、动力头旋转齿轮箱，7、变径，8、左钻杆箱固定座，9、右钻杆箱固定座，10、顶升油缸， 11、顶升板，12、螺栓，13、钻杆箱，14、活塞杆，15、下支撑插销，16、钻杆放置腔，17、隔板，18、左支撑座，19、右支撑座，20、液压马达，21、齿轮箱，22、连接轴，23、上杆支撑座，24、齿条，25、接近开关，26、钻杆，27、支撑台阶，28、磁铁片，29、销轴，30、推拉挂钩，31、挂钩，32、斜面，33、滑槽，34、支撑板，35、上支撑插销，36、起吊孔，37、螺栓，38、档位升降感应机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图1、图2、图3、图4所示，非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，包括：大梁1和滑动设置大梁1上的动力头装置2，所述动力头装置2的下端设置有动力头推拉马达3和推拉齿轮，在所述的大梁1上设置有与推拉齿轮相互配合的推拉齿条4，所述动力头装置2的上端设置有动力头旋转马达5和动力头旋转齿轮箱6，所述动力头旋转马达5通过动力头旋转齿轮箱6与变径7相连接，在所述的大梁1上固定设置有左钻杆箱固定座8和右钻杆箱固定座9，在所述左钻杆箱固定座8和右钻杆箱固定座9的内侧分别固定设置有顶升油缸10，在顶升油缸10的活塞杆14上设置有顶升板11，在左钻杆箱固定座8和右钻杆箱固定座9上通过螺栓12固定设置有钻杆箱13，在所述钻杆箱13内设置有若干钻杆放置腔16，相邻钻杆放置腔16之间通过隔板17隔开，左钻杆箱固定座8和右钻杆箱固定座9之间的大梁1上分别固定设置有左支撑座18和右支撑座19，在左支撑座18和右支撑座19上分别固定设置有液压马达20和齿轮箱21，两齿轮箱21之间通过连接轴22连接，在左支撑座18和右支撑座19上分别设置有上杆支撑座23，在上杆支撑座23的下端设置有齿条24，所述齿条24与设置在齿轮箱21内的齿轮相互配合，在所述上杆支撑座23的一侧设置有接近开关25，接近开关25的设置个数与钻杆放置腔16的设置个数相同，在所述上杆支撑座23前端设置有与钻杆26相互配合的支撑台阶27，在所述支撑台阶27的上端和侧面上都设置有磁铁片28。

如图2、图3所示，在本实施例中，在所述的钻杆箱13内设置有三个钻杆放置腔16。在实际应用过程中，钻杆放置腔16内放置的钻杆26的个数根据工作是所需决定，钻杆放置腔16的个数可以根据实际需要设置。

为了方便安装、起吊和防止钻杆26掉落，如图1所示，在钻杆箱13的下端两侧上分别设置有下插销孔，下插销孔内设置有与其相互配合的下支撑插销15，在钻杆箱13的上端两侧上分别设置有上插销孔，上插销孔内设置有与其相互配合的上支撑插销35，在钻杆箱13的中部上端设置有起吊孔36。

如图4所示，在所述上杆支撑座23的另一侧活动设置有推拉挂钩30，推拉挂钩30的前端设置有与钻杆26相互配合的挂钩31，推拉挂钩30的后端通过销轴29活动设置在上杆支撑座23，推拉挂钩30的中部通过滑槽33滑动设置在螺栓37上，螺栓37固定设置在上杆支撑座23上，在所述的推拉挂钩31下端设置有斜面32，在所述的左支撑座18和右支撑座19上分别设置有与推拉挂钩30下端斜面32相互配合的支撑板34。上杆时，挂钩31处在如图4所示位置不与钻杆26接触。卸杆时，液压马达2驱动齿轮箱21，齿轮箱21内的齿轮与齿条24相互配合，所述齿条24与设置在齿轮箱21内的齿轮相互配合，带动上杆支撑座23在齿条24上滑动，上杆支撑座23在齿条24上滑动的过程中，推拉挂钩30下端斜面32会与支撑板34相抵，使得推拉挂钩30绕销轴29旋转，挂钩31抬起将卸下的钻杆26拉起顶升到钻杆放置腔16内。

如图1、图2、图3、图4所示，装载钻杆时，先将下支撑插销15插到钻杆箱13的下端的下插销孔内，然后将需要安装的钻杆26放在钻杆放置腔16内，下支撑插销15可以对钻杆26起到支撑作用，装满后，将上支撑插销35插在钻杆箱13上端的插销孔内，从钻杆箱13的上端对钻杆26进行固定，防止钻杆26滑落，当钻杆箱13内装满钻杆26时，用起吊设备通过起吊孔36将装满钻杆26的钻杆箱13吊起通过螺栓12固定在左钻杆箱固定座8和右钻杆箱固定座9上。

然后，顶升油缸10动作，顶升油缸10的活塞杆14将顶升板11顶起到下支撑插销15的高度位置，然后，将下支撑插销15拿出，使得钻杆26落在顶升板11上，液压马达2驱动齿轮箱21，齿轮箱21内的齿轮与齿条24相互配合，所述齿条24与设置在齿轮箱21内的齿轮相互配合，带动上杆支撑座23在齿条24上滑动，上杆支撑座23推至钻杆箱13的内侧，上杆支撑座23的推至位置是靠档位控制。档位的控制是靠如图2所示，由固定在齿轮箱21上的档位升降感应机构38与接近开关25相互配合来完成。如图2所示，在本实施例中，有三个接近开关25就有三个档位。顶升油缸10动作，顶升油缸10的活塞杆14带动顶升板11缩至安装位置，钻杆26钻杆下落到支撑台阶27上，支撑台阶27上端和侧面上磁铁片28吸附钻杆26，上杆支撑座23移动到动力头装置2的中心处使钻杆26的中心与动力头装置2中心保持一致，动力头推拉马达3驱动动力头装置2在推拉齿条4上移动，动力头装置2前进至钻杆26处，将钻杆26的一端旋合在变径7上，未完全旋合，保证钻,26不至滑落，动力头装置2前进，保证钻杆26进入非开挖水平定向钻机的夹持器可工作位置，夹持器夹紧钻杆26另一端，由动力头旋转马达5通过动力头旋转齿轮箱6驱动变径7旋转，使钻杆26的一端与变径7完全旋合，由档位控制，上杆支撑座23退回钻杆箱13的内侧，动力头装置2前进。反复执行上述操作，如钻杆箱13内钻杆26不足，可继续添加，直至导向结束。 

如图1、图2、图3、图4所示，卸载钻杆时，提前将钻杆箱13内钻杆26清空，动力头装置2后退到夹持器可工作位置，夹持器夹紧钻杆26反转，未完全卸扣，保证钻杆26不至滑落，动力头装置2后退至大梁1后侧，上杆支撑座23前进至钻杆26处，磁铁片28吸附钻杆26，夹持器夹紧钻杆26反转，完全卸扣，由档位控制上杆支撑座23后退至钻杆箱13内侧，顶升油缸10动作，顶升油缸10的活塞杆14带动顶升板11伸出，顶升板11顶起钻杆26装入钻杆箱13内。反复执行上述动作，如钻杆箱13内钻杆23装满，清空后继续，直至工程结束。

Claims (4)

1.非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，其特征在于：包括：大梁（1）和滑动设置大梁（1）上的动力头装置（2），所述动力头装置（2）的下端设置有动力头推拉马达（3）和推拉齿轮，在所述的大梁（1）上设置有与推拉齿轮相互配合的推拉齿条（4），所述动力头装置（2）的上端设置有动力头旋转马达（5）和动力头旋转齿轮箱（6），所述动力头旋转马达（5）通过动力头旋转齿轮箱（6）与变径（7）相连接，在所述的大梁（1）上固定设置有左钻杆箱固定座（8）和右钻杆箱固定座（9），在所述左钻杆箱固定座（8）和右钻杆箱固定座（9）的内侧分别固定设置有顶升油缸（10），在顶升油缸（1）的活塞杆（14）上设置有顶升板（11），在左钻杆箱固定座（8）和右钻杆箱固定座（9）上通过螺栓（12）固定设置有钻杆箱（13），在所述钻杆箱（13）内设置有若干钻杆放置腔（16），相邻钻杆放置腔（16）之间通过隔板（17）隔开，左钻杆箱固定座（8）和右钻杆箱固定座（9）之间的大梁（1）上分别固定设置有左支撑座（18）和右支撑座（19），在左支撑座（18）和右支撑座（19）上分别固定设置有液压马达（20）和齿轮箱（21），两齿轮箱（21）之间通过连接轴（22）连接，在左支撑座（18）和右支撑座（19）上分别设置有上杆支撑座（23），在上杆支撑座（23）的下端设置有齿条（24），所述齿条（24）与设置在齿轮箱（21）内的齿轮相互配合，在所述上杆支撑座（23）的一侧设置有接近开关（25），接近开关（25）的设置个数与钻杆放置腔（16）的设置个数相同，在所述上杆支撑座（23）前端设置有与钻杆（26）相互配合的支撑台阶（27），在所述支撑台阶（27）的上端和侧面上都设置有磁铁片（28）。

2.按照权利要求1所述的非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，其特征在于：在所述上杆支撑座（23）的另一侧活动设置有推拉挂钩（30），推拉挂钩（30）的前端设置有与钻杆（26）相互配合的挂钩（31），推拉挂钩（30）的后端通过销轴（29）活动设置在上杆支撑座（23），推拉挂钩（30）的中部通过滑槽（33）滑动设置在螺栓（37）上，螺栓（37）固定设置在上杆支撑座（23）上，在所述的推拉挂钩（31）下端设置有斜面（32），在所述的左支撑座（18）和右支撑座（19）上分别设置有与推拉挂钩（30）下端斜面（32）相互配合的支撑板（34）。

3.按照权利要求1或2所述的非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，其特征在于：在钻杆箱（13）的下端两侧上分别设置有下插销孔，下插销孔内设置有与其相互配合的下支撑插销（15），在钻杆箱（13）的上端两侧上分别设置有上插销孔，上插销孔内设置有与其相互配合的上支撑插销（35），在钻杆箱（13）的中部上端设置有起吊孔（36）。

4.按照权利要求3所述的非开挖水平定向钻机自动装卸钻杆机构，其特征在于：在所述的钻杆箱（13）内设置有三个钻杆放置腔（16）。

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