CN111021955A - 一种水平定向钻机自动上卸杆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水平定向钻机自动上卸杆装置，包括大梁、动力头装置、保护短接杆、托杆机构、夹持器和抓手装置；所述动力头装置、所述保护短接杆、所述托杆机构和所述夹持器在所述大梁上方自所述大梁的一端至另一端依次排布；所述抓手装置靠近所述大梁的另一端，且位于所述夹持器的内侧；所述抓手装置包括机械抓手和吊机体；自所述抓手装置的上端至下端依次连接有倾角油缸、固定座、转动机构、抓手油缸和抓手；所述机械抓手通过所述固定座与所述吊机体的吊臂连接。
Description
技术领域
本发明涉及水平定向钻机技术领域，尤其涉及一种水平定向钻机自动上卸杆装置。
背景技术
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，而且效率极其低下，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，也不愿意使用现有的自动上卸杆机构施工，大幅度增加施工人员的劳动强度。现有的自动上卸杆机构自身设计繁重复杂，产品生产加工复杂，适应能力比较差，不能满足现代化生产加工需要。
对于现有水平定向钻机的上卸杆系统，作业时需要专门的吊机操作手1人、扶钻杆至少1人(小型钻机1人，大型钻机需2人)，浪费大量人力。
因此，结合上述存在的技术问题，有必要提供一种新的技术方案。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种水平定向钻机自动上卸杆装置，具体技术方案如下所述：
一方面，本发明提供一种水平定向钻机自动上卸杆装置，包括大梁、动力头装置、保护短接杆、托杆机构、夹持器和抓手装置；
所述动力头装置、所述保护短接杆、所述托杆机构和所述夹持器在所述大梁上方自所述大梁的一端至另一端依次排布；所述抓手装置靠近所述大梁的另一端，且位于所述夹持器的内侧；所述抓手装置包括机械抓手和吊机体；自所述抓手装置的上端至下端依次连接有倾角油缸、固定座、转动机构、抓手油缸和抓手；所述机械抓手通过所述固定座与所述吊机体的吊臂连接。
进一步地，所述吊机体为多段吊臂结构，包括两段臂和三段臂；所述吊臂与所述吊臂之间通过铰连接，且所述吊臂与吊臂之间设有油缸。
进一步地，所述倾角油缸和所述固定座铰链连接，所述转动机构和所述固定座铰链连接；所述转动机构通过回转油缸和所述抓手油缸连接。
进一步地，还包括机架；所述大梁倾斜设置在所述机架上；所述大梁的一端远离水平面，所述大梁的另一端靠近水平面。
进一步地，所述机架与所述基座转动连接；所述基座的长度方向两侧对称设有驱动轮装置；所述驱动轮装置外侧套设有履带。
进一步地，所述托杆机构包括托架、第一底座、油缸和第二底座；所述第一底座通过螺栓与所述大梁连接；所述第二底座通过螺栓和所述大梁连接；所述油缸的一端通过铰链与所述第一底座连接，所述油缸的另一端通过铰链和所述托架连接；所述托架通过铰链与所述第二底座连接。
进一步地，钻杆连接于所述托杆机构上，且所述钻杆的长度方向与所述大梁的长度方向一致；所述保护短接杆的一端具有外螺纹；所述钻杆上与所述保护短接杆相邻的一端具有内螺纹；所述内螺纹与所述外螺纹相对应。
进一步地，所述保护短接杆轴线、所述钻杆轴线和所述夹持器轴线在同一轴线上。
进一步地，所述抓手卡合状态时具有一个筒状容置腔，且所述容置腔的轴向两端为开口状；且所述容置腔的内径尺寸与所述钻杆的外径尺寸相对应。
进一步地，所述吊机体的下底座设有底盘回转机构。
本发明的一种水平定向钻机自动上卸杆装置，具有如下有益效果：结构简单，制造成本较低，运转稳定可靠，实用性强，节约人力，提高了机械自动化程度，满足了施工方对快速装卸钻杆的需求，大幅度提高了工作效率及降低了劳动成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例提供的水平定向钻机自动上卸杆装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的托杆机构的主视图；
图3是本发明实施例提供的托杆机构的俯视图；
图4是本发明实施例提供的抓手装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的机械抓手的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的机械抓手的结构示意图。
其中，1-动力头装置，2-保护短接杆，3-钻杆，4-托杆机构，5-抓手装置，6-夹持器，7-托架，8-油缸，9-第一底座，10-第二底座，11-机械抓手，12-吊机体，13-转动机构，14-固定座，15-抓手，16-倾角油桶，17-抓手油缸，18-回转油缸，20-吊臂，21-大梁，22-机架，30-下底座，31-基座，32-履带。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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者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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接相连，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1至图6，图1是水平定向钻机自动上卸杆装置的结构示意图；图2是本发明实施例提供的托杆机构的主视图；图3是本发明实施例提供的托杆机构的俯视图；图4是本发明实施例提供的抓手装置的结构示意图；图5是本发明实施例提供的机械抓手的结构示意图；图6是本发明实施例提供的机械抓手的结构示意图。所述自动上卸杆装置，包括：机架22、大梁21、动力头装置1、保护短接杆2、钻杆3、托杆机构4、抓手装置5和夹持器6。所述托杆机构4主要由托架7、油缸8、第一底座10和第二底座9组成；所述抓手装置5，包括：机械抓手15和吊机体12；所述机械抓手，包括：固定座14、转动机构13、抓手15、倾角油缸16和抓手油缸17；所述大梁21倾斜设置在所述机架22上，所述动力头装置1设置在所述大梁21的上方，且靠近所述大梁21的上端部；所述夹持器6设置在所述大梁21的上方，且靠近所述大梁21的下端部；所述托杆机构4设置在所述大梁21上方；所述抓手装置5靠近所述大梁21的另一端，且位于所述夹持器6的内侧。所述固定座14和所述吊体机12的吊臂20连接，所述固定座14上设有所述转动机构13和所述倾角油缸16；所述倾角油缸16通过伸缩油缸内的活塞杆，从而实现所述固定座14和所述机械抓手11其他部分倾斜角度调节；
所述倾角油缸16和所述固定座14铰链连接，所述固定座14和所述转动机构13铰链连接；
所述转动机构13和所述抓手油缸17连接；所述抓手油缸17上设有所述抓手15；所述转动机构14包括：回转油缸18、齿轮和齿条。
所述抓手15卡合状态时具有一个筒状容置腔，且所述容置腔的轴向两端为开口状；且所述容置腔的内径尺寸与所述钻杆3的外径尺寸相对应。
所述机架22与所述基座31转动连接，可调节机架角度。
所述基座31的长度方向两侧对称设有驱动轮装置；所述驱动轮装置外侧套设有履带32；所述履带32适合更多复杂的路况。
所述转动机构17主要功能是使所述抓手15旋转，该功能的实现可通过所述回转油缸18推动回转油缸18内的齿条、齿轮结构来完成，也可把所述回转油缸18替换为马达、电机等部件再辅以齿轮、涡轮蜗杆等来实现；所述抓手15的抓紧和松开功能是通过所述抓手油缸17的伸缩来实现。
当装杆的时候，先升起所述托杆机构4，通过电磁阀控制两个所述托杆机构4的所述油缸8，当所述油缸8活塞杆伸长时候，所述托架7绕轴转动，将Y形机构的托架头又水平位置变为竖直位置；再通过所述抓手装置5的所述机械抓手11抓住所述钻杆3，通过所述吊机体12的底盘回转、吊臂20升降、吊臂20伸长等功能，将所述钻杆3水平放置在Y形机构的托架头上，启动所述动力头装置1前进并使所述保护短接杆2旋转，使所述保护短接杆2和所述钻杆3进行对应的螺纹对接；当所述保护短接杆2和所述钻杆3的对应螺纹旋合大部分后，松开所述抓手装置5的所述抓手15，推动所述动力头装置1前进，使得所述钻杆3平稳进入所述夹持器6，和上一根钻杆进行对接，两根所述钻杆3螺纹旋合进入大部分时，即可降下所述托杆机构4，彻底上紧螺纹后，进行钻进工作。
当卸杆的时候，启动所述动力头装置1并使所述保护短接杆2旋转，所述钻杆3和所述保护短接杆2以及在所述夹持器6中的前一根所述钻杆3连接处螺纹松开后，升起所述托杆机构4，通过电磁阀控制两个所述托杆机构4的所述油缸8，当所述油缸8活塞杆伸长时候，所述托架7绕轴转动，将Y形机构的托架头又水平位置变为竖直位置；操作所述抓手装置5的所述抓手15，抓紧所述钻杆3，当所述保护短接杆2和所述钻杆3彻底分离后，降下所述托杆机构4，操作所述抓手装置5将所述钻杆3放置到所述钻杆3堆放处，松开所述抓手15。
所述抓手装置5的所述吊机体12结构包括：随车起重机结构、随车挖机结构和工业机器人结构；所述吊机体12的底座设有底盘回转机构，主要实现底盘回转，加强了机械化程度。
本发明的有益效果是：结构简单，制造成本较低，运转稳定可靠，实用性强，节约人力，提高了机械自动化程度，满足了施工方对快速装卸钻杆的需求，大幅度提高了工作效率及降低了劳动成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。
Claims (10)
1.一种水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，包括大梁(21)、动力头装置(1)、保护短接杆(2)、托杆机构(4)、夹持器(6)和抓手装置(5)；
所述动力头装置(1)、所述保护短接杆(2)、所述托杆机构(4)和所述夹持器(6)在所述大梁(21)上方自所述大梁的一端至另一端依次排布；所述抓手装置(5)靠近所述大梁(21)的另一端，且位于所述夹持器(6)的内侧；
所述抓手装置(5)包括机械抓手(11)和吊机体(12)；自所述抓手装置(5)的上端至下端依次连接有倾角油缸(16)、固定座(14)、转动机构(13)、抓手油缸(17)和抓手(15)；所述机械抓手(11)通过所述固定座(14)与所述吊机体(12)的吊臂(20)连接。
2.根据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述吊机体为多段吊臂结构；
所述吊臂(20)与所述吊臂(20)之间通过铰连接，述吊臂(20)与吊臂(20)之间设有油缸。
3.根据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述倾角油缸(16)和所述固定座(14)铰链连接，所述转动机构(13)和所述固定座(14)铰链连接；
所述转动机构(13)通过回转油缸(18)和所述抓手油缸(17)连接。
4.根据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，还包括机架(22)；
所述大梁(21)倾斜设置在所述机架(22)上；所述大梁(21)的一端远离水平面，所述大梁(21)的另一端靠近水平面。
5.根据权利要求4所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述机架(22)与所述基座(31)转动连接；
所述基座(31)的长度方向两侧对称设有驱动轮装置；所述驱动轮装置外侧套设有履带(32)。
6.根据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述托杆机构(4)包括托架(7)、第一底座(10)、油缸(8)和第二底座(9)；
所述第一底座(10)通过螺栓与所述大梁(21)连接；所述第二底座(9)通过螺栓和所述大梁(21)连接；
所述油缸(8)的一端通过铰链与所述第一底座(10)连接，所述油缸(8)的另一端通过铰链和所述托架(7)连接；
所述托架(7)通过铰链与所述第二底座(9)连接。
7.根据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，钻杆(3)连接于所述托杆机构(4)上，且所述钻杆(3)的长度方向与所述大梁(21)的长度方向一致；
所述保护短接杆(2)的一端具有外螺纹；所述钻杆(3)上与所述保护短接杆(2)相邻的一端具有内螺纹；所述内螺纹与所述外螺纹相对应；
所述保护短接杆(2)的轴线、所述钻杆(3)的轴线和所述夹持器(6)的轴线在同一轴线上。
8.根据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述吊机体的多段臂结构，包括两段臂结构和三段臂结构。
9.据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述抓手(15)卡合状态时具有一个筒状容置腔，且所述容置腔的轴向两端为开口状；
且所述容置腔的内径尺寸与所述钻杆(3)的外径尺寸相对应。
10.据权利要求1所述的水平定向钻机自动上卸杆装置，其特征在于，所述吊机体(12)的下底座(30)设有底盘回转机构。
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| CN201911230680.5A CN111021955A (zh) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | 一种水平定向钻机自动上卸杆装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112627748A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 冀凯河北机电科技有限公司 | 一种适用螺旋钻杆的全自动钻杆箱 |
| CN113404448A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-17 | 北京三一智造科技有限公司 | 自动上卸杆装置及水平定向钻机 |
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2019
- 2019-12-05 CN CN201911230680.5A patent/CN111021955A/zh active Pending
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