CN110714727B - 一种钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻探设备技术领域，公开了一种钻机，包括提引器、机械手和移动机构，所述提引器包括筒形主体和可上下移动地套装在所述筒形主体外的锁环，所述机械手包括安装座和连接在其上夹紧机构、提升机构和伸缩机构，所述夹紧机构和所述提升机构连接在所述伸缩机构上，所述伸缩机构用于带动所述夹紧机构和所述提升机构靠近或远离所述安装座，所述夹紧机构用于夹紧固定所述筒形主体，所述提升机构用于上下移动所述锁环，所述移动机构用于带动所述提引器和所述安装座上下移动，通过机械手连接和拆卸提引器和钻杆，不必操作人员高空作业，安全可靠，轻松便捷，降低劳动强度，改善工作环境。

Description

一种钻机

技术领域

本发明涉及钻探设备技术领域，特别是涉及一种钻机。

背景技术

目前的钻机是通过提引器将动力头和钻杆连接，通过动力头带动钻杆进行工作。现有的提引器通过在主体上开连接孔，连接孔侧壁开设槽孔，钻杆从提引器侧边的槽孔嵌入连接孔内，然后将提引器的锁环落下，从而将钻杆和提引器连接。现有的钻机在装卸钻杆的时候，需要操作人员爬上钻机桅杆，在空中对提引器和钻杆进行装卸，操作困难，且这种高空作业的方式非常不安全，劳动强度大，工作环境差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有钻杆辅助装拆功能的钻机，使钻杆装拆安全可靠，轻松便捷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钻机，包括提引器、机械手和移动机构，所述提引器包括筒形主体和可上下移动地套装在所述筒形主体外的锁环，所述机械手包括安装座和连接在其上夹紧机构、提升机构和伸缩机构，所述夹紧机构和所述提升机构连接在所述伸缩机构上，所述伸缩机构用于带动所述夹紧机构和所述提升机构靠近或远离所述安装座，所述夹紧机构用于夹紧固定所述筒形主体，所述提升机构用于上下移动所述锁环，所述移动机构用于带动所述提引器和所述安装座上下移动。

作为优选方案，所述夹紧机构包括第一夹紧臂、第二夹紧臂和驱动装置，所述第一夹紧臂设于在所述第二夹紧臂的一侧，所述驱动装置用于带动所述第一夹紧臂靠近或远离所述第二夹紧臂。

作为优选方案，所述夹紧机构还包括活动杆和移动块，所述驱动装置为夹紧电机，所述第一夹紧臂的第一端与所述第二夹紧臂铰接，所述活动杆的第一端铰接在所述第一夹紧臂的第二端，所述活动杆的第二端设有长条孔，所述移动块可滑动地套装在所述长条孔内，所述移动块连接在所述夹紧电机的伸出端。

作为优选方案，所述第一夹紧臂和所述第二夹紧臂之间形成与所述筒形主体相配合的卡口，所述筒形主体上设有定位块，所述卡口的一侧设有与所述定位块嵌合的定位槽。

作为优选方案，所述提升机构包括提升臂和提升电机，所述提升臂连接在所述提升电机的伸出端，所述提升臂用于与所述锁环相抵。

作为优选方案，还包括钻机本体，所述移动机构包括机械手移动机构，所述机械手移动机构包括第一安装架，所述第一安装架连接在所述钻机本体上，所述安装座可上下移动地连接在所述第一安装架上，所述钻机本体上设有多个用于放置钻杆的放置杯，多个所述放置杯和所述第一安装架成一直线设置。

作为优选方案，所述钻机本体上还设有位于所述放置杯一侧的挡架，所述挡架包括两根立柱和跨接在两根所述立柱上的横梁，所述横梁位于所述放置杯的上方，所述横梁上连接有多个滚轮，多个所述滚轮的排列方向与所述放置杯的排列方向平行，且一个所述滚轮位于相邻的两个所述放置杯之间。

作为优选方案，所述移动机构包括提引器移动机构，所述提引器移动机构包括第二安装架和滑轮，所述第二安装架的顶端设有移动杆，所述第二安装架位于所述放置杯的一侧，所述移动杆与所述放置杯的排列方向垂直，所述滑轮可移动地连接在所述移动杆上，所述提引器通过传动线与所述滑轮连接。

作为优选方案，所述机械手上设有监控装置。

作为优选方案，还包括操作装置，所述操作装置与所述移动机构、所述夹紧机构、所述提升机构、所述伸缩机构、所述监控装置控制连接。

本发明提供的钻机与现有技术相比，有益效果在于：

1、本发明通过设置机械手来装卸提引器和钻杆，通过移动机构将提引器和机械手移动至空中，机械手的夹紧机构夹紧固定提引器，提升机构将套装在筒形主体外的锁环上移，通过伸缩机构移动提引器，使钻杆从提引器的侧边嵌入提引器，然后，机械手的提升机构放下锁环，锁环落下，固定住提引器和钻杆，完成提引器和钻杆的连接，在拆卸的时候，夹紧机构夹紧固定提引器，然后由提升机构往上移动锁环，将提引器和钻杆的连接松开，在通过伸缩机构移动提引器，钻杆脱出，完成拆卸，不必操作人员高空作业，安全可靠，轻松便捷。

2、本实施例的夹紧机构通过夹紧电机伸出，移动块在长条孔内移动，带动活动杆移动，将第二夹紧臂撑开，夹紧电机收回时，拉紧第二夹紧臂，实现夹紧的功能，结构简单，操作方便。卡口一侧的定位槽与筒形主体的定位块相配合，可定位提引器的朝向，使钻杆嵌入的提引器的侧边开孔不被遮挡。放置杯可固定钻杆，放置杯与第一安装架成一直线设置，可简化机械手的移动路径。挡架可在钻杆倾倒的时候保护钻机主体上的人员。在放置杯内置有钻杆时，滚轮位于相邻的两根钻杆之间，可保持钻杆的间隔，方便钻杆的取出和放置。监控装置可实时观测机械手装卸提引器与钻杆的情况，与操作装置相配合，可使操作人员手动控制机械手。提引器安装的第二安装架上设置移动杆，可防止通过传动线、滑轮提升提引器时，提引器晃动而导致其碰撞机械手。

附图说明

图1是本发明实施例的钻机的正视图。

图2是本发明实施例的钻机的侧视图。

图3是本发明实施例的钻机的俯视图。

图4是本发明实施例的提引器与钻杆连接的第一视角示意图。

图5是本发明实施例的提引器与钻杆连接的第二视角示意图。

图6是本发明实施例一的机械手与提引器的配合示意图。

图7是本发明实施例一的夹紧机构的示意图。

图8是本发明实施例二的夹紧机构的示意图。

图9为本发明实施例二的提升臂的示意图。

图10为本发明实施例二的夹紧机构和提升机构的后视图。

图11为本发明实施例二的夹紧机构与提引器的配合示意图。

图中，1、提引器；101、筒形主体；102、锁环；103、定位块；2、机械手；201、安装座；202、第一夹紧臂；203、第二夹紧臂；204、活动杆；205、移动块；206、夹紧电机；207、长条孔；208、卡口；209、定位槽；210、提升臂；211、提升电机；212、伸缩电机；3、钻杆；4、钻机本体；5、第一安装架；6、移动电机；7、放置杯；8、立柱；9、横梁；10、滚轮；11、第二安装架；12、滑轮；13、移动杆；14、传动线；15、第一电磁铁；16、第一定位销；17、固定板；18、移动板；19、第二电磁铁；20、第二定位销；21、通过孔；22、滑杆；23、滑杆孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1至图7所示，本发明实施例的一种钻机，包括提引器1、机械手2和移动机构，提引器1包括筒形主体101和可上下移动地套装在筒形主体101外的锁环102，机械手2包括安装座201和连接在其上夹紧机构、提升机构和伸缩机构，夹紧机构和提升机构连接在伸缩机构上，伸缩机构用于带动夹紧机构和提升机构靠近或远离安装座201，夹紧机构用于夹紧固定筒形主体101，提升机构用于上下移动锁环102，移动机构用于带动提引器1和安装座201上下移动。本实施例通过设置机械手2来装卸提引器1和钻杆3，通过移动机构将提引器1和机械手2移动至空中，机械手2的夹紧机构夹紧固定提引器1，然后通过机械手2的提升机构将套装在筒形主体101外的锁环102提升，再通过伸缩机构移动提引器1，使钻杆3从提引器1的侧边嵌入提引器1，然后机械手2的提升机构放下提引器1的锁环102，锁环102落下，固定住提引器1和钻杆3，完成提引器1和钻杆3的连接，在拆卸的时候，夹紧机构夹紧固定提引器1，然后由提升机构往上移动锁环102，将提引器1和钻杆3的连接松开，在通过伸缩机构移动提引器1，钻杆3脱出，完成拆卸，不必操作人员高空作业，安全可靠，轻松便捷。

如图7所示，夹紧机构包括第一夹紧臂202、第二夹紧臂203和驱动装置，第一夹紧臂202设于第二夹紧臂203的一侧，驱动装置用于带动第一夹紧臂202靠近或远离第二夹紧臂203。本实施例的夹紧机构还包括活动杆204和移动块205，驱动装置为夹紧电机206，第一夹紧臂202的第一端与第二夹紧臂203铰接，活动204杆的第一端铰接在第一夹紧臂202的第二端，活动杆204的第二端设有长条孔207，移动块205可滑动地套装在长条孔207内，移动块205连接在夹紧电机206的伸出端。夹紧电机206的伸出端伸出时，带动移动块205在长条孔207内移动，进而带动活动杆204的第二端移动，同时带动活动杆204绕其与第一夹紧臂202的铰接处转动，活动杆204推动第一夹紧臂202绕其与第二夹紧臂203的铰接处转动，使第一夹紧臂202和第二夹紧臂203之间的开口增大，使提引器1进入第一夹紧臂202和第二夹紧臂203之间，然后，夹紧电机206收回，拉动活动杆204，进而拉紧第一夹紧臂202，使提引器1夹紧在第一夹紧臂202和第二夹紧臂203之间，操作简单，且适应提引器1的筒形形状。进一步地，第一夹紧臂202和第二夹紧臂203之间形成与筒形主体101相配合的卡口208，筒形主体101上设有定位块103，卡口208的一侧设有与定位块103嵌合的定位槽209，在提引器1被夹紧的过程中，由于提引器1的筒形主体101，第一夹紧臂202在与筒形主体101接触又离开时，会带动筒形主体101旋转，因此，可定位提引器101的朝向，当筒形主体101上的定位块103与定位槽201嵌合时，使钻杆嵌入的提引器侧边开孔朝向外侧而防止开孔被夹紧臂遮挡，避免钻杆3不能嵌入筒形主体101内。

如图6所示，本实施例的提升机构包括提升臂210和提升电机211，提升臂210连接在提升电机211的伸出端，本实施例的提升臂210为一块体，提升臂210用于与锁环102相抵，在连接提引器1和钻杆3时，提升臂210位于锁环102的下方，通过提升电机211上移提升臂210，进而带动位于提升臂210上方的锁环102上移，使钻杆3可从筒形主体101侧边进入筒形主体101内，然后提升电机211下移提升臂210，锁环102失去支撑，锁环102下落，从而将提引器1和钻杆3稳固连接；在拆卸时，提升臂210移动到锁环102的下方，然后通过提升电机211向上移动提升臂210，带动锁环102往上移动，从而将提引器1和钻杆3的稳固连接拆开。本实施例的提升臂210可为一侧开口的环形块，便于对锁环102的施压均匀。另外，在本实施例中，伸缩机构包括伸缩电机212，伸缩电机212连接在安装座201上，夹紧机构、提升机构连接在伸缩电机212的伸出端，在本实施例中，第一夹紧臂202、第二夹紧臂203、夹紧电机206和提升电机211连接在伸缩电机212的伸出端。

如图1、图2和图3所示，本实施例的钻机还包括钻机本体4，移动机构包括机械手移动机构，机械手移动机构包括第一安装架5，第一安装架5连接在钻机本体4上，安装座201可上下移动地连接在第一安装架5上，本实施例的安装座201镶嵌在第一安装架5中间，本实施例的第一安装架5的底部设有移动电机6，安装座201连接在移动电机6的伸出端，移动电机6带动安装座201上下移动，钻机本体4上设有多个用于放置钻杆3的放置杯7，多个放置杯7和第一安装架5成一直线设置，放置杯7可固定钻杆3，放置杯7与第一安装架5成一直线设置，使机械手2的夹紧机构抓住提引器1后，直接通过机械手的伸缩机构往前移动提引器1至钻杆3处，不必设置转向机构来使提引器1对准钻杆3，简化结构，简化机械手的移动路径。此外，钻机本体4上还设有位于放置杯7一侧的挡架，挡架包括两根立柱8和跨接在两根立柱8上的横梁9，横梁9位于放置杯7的上方，横梁9上连接有多个滚轮10，多个滚轮10的排列方向与放置杯7的排列方向平行，且一个滚轮10位于相邻的两个放置杯7之间。当钻杆3在意外倒下时，挡架保护钻机主体4上的人员。在放置杯7内置有钻杆3时，滚轮10位于相邻的两根钻杆3之间，可保持钻杆3的间隔，方便钻杆3的取出和放置。

如图1和图2所示，本实施例的移动机构包括提引器移动机构，提引器移动机构包括第二安装架11和滑轮12，第二安装架11的顶端设有移动杆13，第二安装架11位于放置杯7的一侧，移动杆13与放置杯7的排列方向垂直，滑轮12可移动地连接在移动杆13上，本实施例的滑轮12铰接在移动杆13的端头，提引器1通过传动线14与滑轮12连接，防止提引器移动机构挡在钻杆3和机械手2之间，有效地完成提引器1与钻杆3在钻杆工作位和放置位之间的工作转换，且可防止通过传动线14、滑轮12提升提引器1时，提引器1晃动而导致其碰撞机械手2。

此外，本实施例的机械手2上设有监控装置，可实时观测机械手2装卸提引器1与钻杆3的情况。并且，钻机还包括操作装置，操作装置与移动机构、夹紧机构、提升机构、伸缩机构、监控装置控制连接，本实施例在钻机本体4上设置操作台，操作装置设置在操作台上，并且操作台上还设有与监控装置通讯连接的显示屏，通过操作装置来控制移动电机6、伸缩电机212、夹紧电机206和提升电机211的伸出或缩回来控制机械手的移动、夹紧、松开。本实施例的操作台可由人工进行操作。

本发明的工作过程为：控制移动电机6，升高机械手2；拉动传动线14，升高提引器1，滑轮12带动提引器1移动至机械手2的前方；机械手2的伸缩电机212的伸出端伸出，向前移动夹紧机构和提升机构，直至提引器1的筒形主体101位于第一夹紧臂202和第二夹紧臂203之间，本实施例的第一夹紧臂202和第二夹紧臂203夹住筒形主体101的部分位于锁环102的下方，使提升机构的提升臂210位于锁环102的下方；控制提引器1的定位块103嵌合在定位槽209内，夹紧电机206保持伸出状态；提升电机211的伸出端缩回，带动提升臂210上移，从而带动锁环102上移；伸缩电机212的伸出端继续伸出，直至钻杆3从提引器1的侧边进入提引器1内；提升电机211的伸出端伸出或者伸缩电机212的伸出端缩回，锁环102失去支撑，锁环102自由落下，实现提引器1和钻杆3的稳固连接；反之，同样可对提引器1和钻杆3拆卸。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的夹紧机构中的驱动装置安装在第二夹紧臂203上，第一夹紧臂202连接在驱动装置的伸出端，本实施例的驱动装置为第一电磁铁15或直线电机，且第二夹紧臂203上设有第一定位销16，第一夹紧臂202上设有第一定位孔，第一定位销16与第一定位孔插接连接，为第一夹紧臂202的移动导向，且可防止第一夹紧臂202和第二夹紧臂203旋转。

另外，本实施例的提升机构中的提升臂210的结构与本实施例的夹紧机构相同，本实施例的提升臂210包括固定板17和移动板18，移动板18设于固定板17的一侧，固定板17设有带动移动板18靠近或远离固定板17的移动装置，本实施例的移动装置为第二电磁铁19或直线电机，固定板17上连接有第二定位销20，移动板18上设有第二定位孔，第二定位销20与第二定位孔插接连接，为移动板18的移动导向，防止提升臂210旋转。

本实施例的提升电机211设于第一夹紧臂202和第二夹紧臂203的下方，提升臂210设于第一夹紧臂202和第二夹紧臂203的上方，第二夹紧臂203上设有通过孔21，提升电机211的伸出端穿过通过孔21与提升臂210连接，且第二夹紧臂203上连接有滑杆22，固定板17上设有滑杆孔23，滑杆22套接于滑杆孔23内，为提升臂210的上下移动导向，且可防止提升臂210和第二夹紧臂203旋转。

在本实施例中，夹紧机构和提升机构移动至提引器1处，第一电磁铁15和第二电磁铁19工作，使第一夹紧臂202和第二夹紧臂203夹紧抓住提引器1的底部，固定板17和移动板18夹紧抓住锁环102，在安装提引器1和钻杆3时，提升电机211带动提升臂210先上移再下降，在拆卸提引器1和钻杆3时，提升电机211带动提升臂210上移。

本实施例的其他结构与实施例一相同，此处不再赘述。

综上，本发明实施例提供一种钻机，其通过设置机械手2来装卸提引器1和钻杆3，通过移动机构将提引器1和机械手2移动至空中，机械手2的夹紧机构夹紧固定提引器1，提升机构将锁环102上移，再通过伸缩机构移动提引器1，使钻杆3从提引器1的侧边嵌入提引器1，然后，机械手2的提升机构将提引器1的锁环102放下，锁环102下落，固定住提引器1和钻杆3，完成提引器1和钻杆3的连接，在拆卸的时候，夹紧机构夹紧固定提引器1，然后由提升机构往上移动锁环102，将提引器1和钻杆3的连接松开，在通过伸缩机构移动提引器1，钻杆3脱出，完成拆卸，不必操作人员高空作业，降低劳动强度，安全可靠。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种钻机，其特征在于，包括提引器、机械手、移动机构、钻机本体；所述提引器包括筒形主体和可上下移动地套装在所述筒形主体外的锁环；

所述机械手包括安装座和连接在其上的夹紧机构、提升机构和伸缩机构，所述夹紧机构和所述提升机构连接在所述伸缩机构上，所述伸缩机构用于带动所述夹紧机构和所述提升机构靠近或远离所述安装座，所述夹紧机构用于夹紧固定所述筒形主体，所述提升机构用于上下移动所述锁环，所述移动机构用于带动所述提引器和所述安装座上下移动；所述夹紧机构包括第一夹紧臂、第二夹紧臂和驱动装置，所述第一夹紧臂设于在所述第二夹紧臂的一侧，所述驱动装置用于带动所述第一夹紧臂靠近或远离所述第二夹紧臂；所述提升机构包括提升臂和提升电机，所述提升臂连接在所述提升电机的伸出端，所述提升臂用于与所述锁环相抵；所述夹紧机构还包括活动杆和移动块，所述驱动装置为夹紧电机，所述第一夹紧臂的第一端与所述第二夹紧臂铰接，所述活动杆的第一端铰接在所述第一夹紧臂的第二端，所述活动杆的第二端设有长条孔，所述移动块可滑动地套装在所述长条孔内，所述移动块连接在所述夹紧电机的伸出端；所述第一夹紧臂和所述第二夹紧臂之间形成与所述筒形主体相配合的卡口，所述筒形主体上设有定位块，所述卡口的一侧设有与所述定位块嵌合的定位槽；

所述移动机构包括机械手移动机构，所述机械手移动机构包括第一安装架，所述第一安装架连接在所述钻机本体上，所述安装座可上下移动地连接在所述第一安装架上，所述钻机本体上设有多个用于放置钻杆的放置杯，多个所述放置杯和所述第一安装架成一直线设置；所述钻机本体上还设有位于所述放置杯一侧的挡架，所述挡架包括两根立柱和跨接在两根所述立柱上的横梁，所述横梁位于所述放置杯的上方，所述横梁上连接有多个滚轮，多个所述滚轮的排列方向与所述放置杯的排列方向平行，且一个所述滚轮位于相邻的两个所述放置杯之间；

所述移动机构还包括提引器移动机构，所述提引器移动机构包括第二安装架和滑轮，所述第二安装架的顶端设有移动杆，所述第二安装架位于所述放置杯的一侧，所述移动杆与所述放置杯的排列方向垂直，所述滑轮可移动地连接在所述移动杆上，所述提引器通过传动线与所述滑轮连接；

所述第一夹紧臂和所述第二夹紧臂夹住所述筒形主体的部分位于所述锁环的下方，使所述提升机构的所述提升臂位于所述锁环的下方。

2.根据权利要求1所述的钻机，其特征在于，所述机械手上设有监控装置。

3.根据权利要求2所述的钻机，其特征在于，还包括操作装置，所述操作装置与所述移动机构、所述夹紧机构、所述提升机构、所述伸缩机构、所述监控装置控制连接。