CN107956433A - 钻机用上卸杆装置和钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻机用上卸杆装置和钻机。其中，钻机用上卸杆装置包括夹持器、动力头、桅杆、控制器以及位移传感器，位移传感器用于检测动力头在桅杆上的位移并反馈给控制器，控制器用于根据位移控制夹持器和动力头来实现上卸杆操作。本发明钻机用上卸杆装置能够准确定位上下钻杆的连接位置，方便钻卸杆的拆卸，由此实现了对钻杆的上卸杆操作，相较于现有的人工操控方式，方便机手操作，节省人工操作成本，提高了钻机的工作效率。

Description

钻机用上卸杆装置和钻机
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种钻机用上卸杆装置和钻机。
背景技术
在多功能钻机施工过程中，由夹持器配合动力头进行钻杆的拆卸。而上下钻杆的连接处需要停留在卸扣夹具和夹紧夹具之间，才能够进行拆卸钻杆，但是实际工作过程中，需要机手在控制台进行操作，然后另一个工人配合在工作面时时观察钻杆，才能进行钻杆连接处的定位，但由于钻杆经常布满泥土，难以准确观察，影响施工效率；而且在利用夹持器夹持钻杆时，只能凭借机手工作经验或者利用动力头旋转进行判断是否夹紧，工作效率极低；在进行拆卸钻杆时，动力头需要主动进给到钻杆连接处，该操作由机手手动控制，其准确度受限制与机手的经验以及精神状态，在实际工作过程中极有可能出现由于进给过度，对钻杆螺纹造成不可逆转的破坏。
发明内容
为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种钻机用上卸杆装置和钻机，能够节省人工操作成本，提高钻机工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种钻机用上卸杆装置，其包括夹持器、动力头、桅杆、控制器以及位移传感器，位移传感器用于检测动力头在桅杆上的位移并反馈给控制器，控制器用于根据位移控制夹持器和动力头来实现上卸杆操作。
进一步地，位移传感器为拉绳传感器、磁致伸缩传感器或激光传感器。
进一步地，位移传感器的一端设置在桅杆上，另一端设置在动力头上。
进一步地，夹持器包括卸扣夹具、夹紧夹具、夹紧油缸以及卸扣油缸，夹紧油缸用于驱动卸扣夹具和夹紧夹具夹紧钻杆，卸扣油缸用于驱动卸扣夹具回转来实现上钻杆与下钻杆之间的连接和拆卸，控制器能够根据位移控制动力头移动以使上钻杆与下钻杆的连接位置位于卸扣夹具和夹紧夹具之间。
进一步地，夹持器还包括设置在夹紧油缸上的压力传感器，用于检测夹紧油缸的油压并反馈给控制器，控制器能够根据油压模拟卸扣夹具和夹紧夹具的夹紧状态。
进一步地，还包括显示器，用于显示位移和夹紧状态。
进一步地，还包括电磁比例阀和进给油缸，进给油缸用于驱动动力头在桅杆上移动，控制器通过电磁比例阀控制进给油缸的供油来控制动力头在桅杆上的移动距离和移动速度。
本发明还提供了一种钻机，其包括上述的钻机用上卸杆装置。
由此，基于上述技术方案，本发明钻机用上卸杆装置通过设置控制器和位移传感器，位移传感器能够检测动力头在桅杆上的位移并反馈给控制器，控制器根据动力头的位移来控制夹持器和动力头动作，能够准确定位上下钻杆的连接位置，方便钻卸杆的拆卸，由此实现了对钻杆的上卸杆操作，相较于现有的人工操控方式，本发明钻机用上卸杆装置方便机手操作，节省人工操作成本，提高了钻机的工作效率。本发明提供的钻机也相应地具有上述有益技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明钻机用上卸杆装置实施例的结构示意图；
图2为本发明钻机用上卸杆装置中夹持器的结构示意图；
图3为本发明钻机用上卸杆装置的结构原理示意图。
各附图标记分别代表：
1、夹持器；11、卸扣夹具；12、夹紧夹具；13、夹紧油缸；14、卸扣油缸；2、动力头；3、桅杆。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本发明的限定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明钻机用上卸杆装置一个示意性的实施例中，结合图1～图3所示，钻机用上卸杆装置包括夹持器1、动力头2、桅杆3、控制器以及位移传感器，位移传感器用于检测动力头2在桅杆3上的位移并反馈给控制器，控制器用于根据位移控制夹持器1和动力头2来实现上卸杆操作。
在该示意性的实施例中，钻机用上卸杆装置通过设置控制器和位移传感器，位移传感器能够检测动力头2在桅杆3上的位移并反馈给控制器，控制器根据动力头2的位移来实时控制夹持器1和动力头2动作，能够准确定位上下钻杆的连接位置，方便钻卸杆的拆卸，由此实现了对钻杆的上卸杆操作，相较于现有的人工操控方式，本发明钻机用上卸杆装置方便机手操作，节省人工操作成本，提高了钻机的工作效率。
其中，位移传感器优选地为拉绳传感器、磁致伸缩传感器或激光传感器。实践证明，拉绳传感器、磁致伸缩传感器或激光传感器能够准确地获得动力头2在桅杆3上的位移，具有较高的可实施性。其中，拉绳传感器和磁致伸缩传感器尤其适用于本发明钻机用上卸杆装置，对于位移传感器的设置位置，在一个具体的或优选的实施例中，位移传感器的一端设置在桅杆3上，另一端设置在动力头2上。
在本发明钻机用上卸杆装置一个具体或优选的实施例中，如图2所示，夹持器1包括卸扣夹具11、夹紧夹具12、夹紧油缸13以及卸扣油缸14，夹紧油缸13用于驱动卸扣夹具11和夹紧夹具12夹紧钻杆，卸扣夹具11用于夹紧上钻杆，夹紧夹具12用于夹紧下钻杆，上钻杆与下钻杆通过螺纹连接头连接，卸扣油缸14用于驱动卸扣夹具11回转使得上钻杆相对于下钻杆转动来实现上钻杆与下钻杆之间的连接和拆卸，结合图1和图2所示，由于动力头2作用于钻杆(图中未示出)，控制器能够根据位移控制动力头2移动以使上钻杆与下钻杆的连接位置位于卸扣夹具11和夹紧夹具12之间，从而准确定位上下钻杆的连接位置，方便钻卸杆的拆卸。
作为对上述实施例的改进，结合图2和图3所示，夹持器1还包括设置在夹紧油缸13上的压力传感器，用于检测夹紧油缸13的油压并反馈给控制器，控制器能够根据油压模拟卸扣夹具11和夹紧夹具12的夹紧状态。压力传感器安装在夹紧油缸13的进油口的油路上，方便压力检测，压力传感器的设置能够使得控制器柱状模拟卸扣夹具11和夹紧夹具12的夹紧状态，使得机手能够准确获知卸扣夹具11和夹紧夹具12是否夹紧上下钻杆，避免未夹紧或夹紧力过大而损坏钻杆。进一步地，钻机用上卸杆装置还包括显示器，用于显示位移和夹紧状态。显示器的设置可以实时显示动力头2在桅杆3上的位移和卸扣夹具11和夹紧夹具12的夹紧状态，当卸扣夹具11和夹紧夹具12的夹紧力达到预设值时，显示器发出提示信号，帮助机手判断是否夹紧,方便操作。
对于如何驱动动力头2在桅杆3上移动，在一个优选的实施例中，钻机用上卸杆装置还包括电磁比例阀和进给油缸，进给油缸用于驱动动力头2在桅杆3上移动，实现动力头2的进给(图1所示的向右箭头方向)和提升(图1所示的向左箭头方向)，控制器通过电磁比例阀控制进给油缸的供油来控制动力头2在桅杆3上的移动距离和移动速度，电磁比例阀的设置能够实时控制动力头2在桅杆3上的移动距离和移动速度，有效地避免动力头2在进给时对钻杆的冲击，保护了动力头2和钻杆不受伤害。
本发明还提供了一种钻机，其包括上述的钻机用上卸杆装置。由于本发明钻机用上卸杆装置能够节省人工操作成本，提高钻机工作效率，相应地，本发明钻机也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。
下面以图1和图2所的实施例为例来说明本发明钻机的工作过程和原理如下：
动力头2在进给油缸的作用下，完成在桅杆3上的进给或提升，动力头2在桅杆3上的行程为L，图1中实线部分位置为动力头2相对于桅杆3的行程起始位置，图1中虚线部分位置为行程终点位置，其中动力头2在行程起始位置距离夹持器1的距离为定值C，动力头端接头到动力头中心的距离为M，设定动力头2在桅杆3上的位移为X，当C-X-M小于预设距离K时，显示器发出提示信号，电磁比例阀限定进给油缸的进给速度为V，从而降低动力头2的移动速度，避免动力头2在进给时对钻杆的冲击，并且显示器显示动力头2的行程动作过程。如图1所示，设定卸扣夹具11和夹紧夹具之间距离的中间点为夹持器的中间点，则动力头中心到相邻夹持器1的中间点的距离为N。
在上杆过程中，钻杆与动力头接头位置到达夹持器1的中间点时，即动力头的进给位移X＝N-M，在显示器中，按下“记忆键”，控制器记忆该状态参数，机手通过手柄操作夹紧油缸13和卸扣油缸14完成上下钻杆的连接；在卸杆过程中，当动力头2的提升位移为Y＝N-M时，即为该“记忆距离”，显示器发出提示信号，动力头2提升自动停止，机手通过手柄操作夹紧油缸13和卸扣油缸14完成上下钻杆的拆卸。显示器模拟动力头进给与提升动作，机手可以观察动力头位置，辅助完成钻杆的拆卸，方便快捷。
以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻机用上卸杆装置，其特征在于，包括夹持器(1)、动力头(2)、桅杆(3)、控制器以及位移传感器，所述位移传感器用于检测所述动力头(2)在所述桅杆(3)上的位移并反馈给所述控制器，所述控制器用于根据所述位移控制所述夹持器(1)和所述动力头(2)来实现上卸杆操作。
2.根据权利要求1所述的钻机用上卸杆装置，其特征在于，所述位移传感器为拉绳传感器、磁致伸缩传感器或激光传感器。
3.根据权利要求2所述的钻机用上卸杆装置，其特征在于，所述位移传感器的一端设置在所述桅杆(3)上，另一端设置在所述动力头(2)上。
4.根据权利要求1所述的钻机用上卸杆装置，其特征在于，所述夹持器(1)包括卸扣夹具(11)、夹紧夹具(12)、夹紧油缸(13)以及卸扣油缸(14)，所述夹紧油缸(13)用于驱动所述卸扣夹具(11)和所述夹紧夹具(12)夹紧钻杆，所述卸扣油缸(14)用于驱动所述卸扣夹具(11)回转来实现上钻杆与下钻杆之间的连接和拆卸，所述控制器能够根据所述位移控制所述动力头(2)移动以使所述上钻杆与下钻杆的连接位置位于所述卸扣夹具(11)和所述夹紧夹具(12)之间。
5.根据权利要求4所述的钻机用上卸杆装置，其特征在于，所述夹持器(1)还包括设置在所述夹紧油缸(13)上的压力传感器，用于检测所述夹紧油缸(13)的油压并反馈给所述控制器，所述控制器能够根据所述油压模拟所述卸扣夹具(11)和所述夹紧夹具(12)的夹紧状态。
6.根据权利要求5所述的钻机用上卸杆装置，其特征在于，还包括显示器，用于显示所述位移和所述夹紧状态。
7.根据权利要求1所述的钻机用上卸杆装置，其特征在于，还包括电磁比例阀和进给油缸，所述进给油缸用于驱动所述动力头(2)在所述桅杆(3)上移动，所述控制器通过所述电磁比例阀控制所述进给油缸的供油来控制所述动力头(2)在所述桅杆(3)上的移动距离和移动速度。
8.一种钻机，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的钻机用上卸杆装置。
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