CN111655963A - 用于岩石处理的设备、岩钻单元和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理钻杆的设备、岩钻单元和处理钻杆的方法。该设备(36)包括杆馈送器(13)和摆动装置(11)，所述杆馈送器(13)和摆动装置(11)协作并在拾取位置(14)与由所述钻凿单元(1)的岩钻机(7)限定的钻凿中心(10)之间移动所述钻杆(2)。所述杆馈送器和摆动装置是能够独立控制的单独装置。

Description

用于岩石处理的设备、岩钻单元和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在岩石钻凿中，尤其是在取心钻凿中处理杆的设备。

本发明还涉及一种岩钻单元和一种处理岩钻杆的方法。

本发明的领域在独立权利要求的前序部分中被更具体地限定。

背景技术

执行取心钻凿是为了调查远处的岩石地面，以便确定开采矿物的条件。因此，取心钻凿被用于勘探钻凿目的和施工作业。在取心钻凿过程中，为了提取岩芯，通常要钻凿到非常大的深度和距离。例如，钻凿几千米以上的孔是很常见的。在这种长钻孔的岩钻期间，有必要连接多个钻凿部件，诸如钻杆，用于形成钻柱。位于钻柱的远端处的钻头需要定期更换，每个孔更换几次，通常每隔30米至50米更换一次，这意味着每个钻孔都需要拆卸和组装整个钻柱15次至20次。传统上，钻凿部件的处理是手动完成的。现在，取心钻凿装置越来越多地设置有杆处理设备，用于在拾取位置与岩钻机的钻凿中心之间移动钻杆和其它钻凿部件。然而，已知的处理装置已经显示出包含一些缺点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新颖的并且改进的用于杆处理的设备。本发明还涉及一种新颖的并且改进的岩钻单元以及处理杆的方法。

根据本发明的设备的特征在于第一独立设备权利要求所述的特征。

根据本发明的岩钻单元的特征在于第二独立设备权利要求所述的特征。

根据本发明的方法的特征在于独立方法权利要求所述的特征和步骤。

所公开的解决方案的构思是，专门意图用于勘探钻凿的岩钻单元可以设置有用于处理钻杆和其它伸长钻凿部件的设备。该设备包括用于在拾取位置与中间位置之间移动钻杆的杆馈送器，以及用于在中间位置与钻凿中心之间移动钻杆的摆动装置。所提到的杆馈送器和摆动装置是单独的单元，使得它们能够相对于彼此独立地移动。换句话说，杆馈送器和摆动装置并未集成到一个物理实体中，而是它们是能够单独操作的装置。

所公开的解决方案的优点在于，当摆动装置和杆馈送器可以被独立驱动时，钻杆的处理可以被加速，并且因此可以同时执行处理任务。这样，钻柱可以比通过使用已知设备被更快地组装和拆卸。

在本专利申请中，所使用的术语钻凿部件和钻杆包括伸长的钻具，诸如钻管和实心杆型元件。这些术语还包括水转杆、内管和取回元件，诸如缆索取回工具，它们在取心和样品钻凿中实施。

根据一个实施例，摆动装置和杆馈送器包括专用框架和专用致动器，用于执行它们的独立移动。因此，摆动装置和杆馈送器可以相对于彼此相对自由地安装，这对钻凿单元的布局具有积极的影响。该实施例的另一个优点是：专用装置的构造和操作可以根据它们的特殊需要来设计。

根据一个实施例，杆馈送器的移动对摆动装置没有影响，并且对应地是，摆动装置的移动对杆馈送器没有影响。因此，杆馈送器和摆动装置是能够独立移动的单独单元。

根据一个实施例，杆馈送器和摆动装置是单独的单元，它们之间没有直接的物理连接。

根据一个实施例，杆馈送器和摆动装置的移动方向相对于彼此是横向的。

根据一个实施例，杆馈送器被构造用以仅执行转动移动。因此，杆馈送器仅在一个单一移动方向上往复运动。

根据一个实施例，钻凿单元具有竖直的第一平面，并且杆馈送器具有竖直的第二平面。杆馈送器的第二竖直平面被构造用以在杆馈送器的移动期间相对于第一竖直平面恒定地平行。

根据一个实施例，杆馈送器被构造用以相对于至少一个第一转动轴线转动，并且摆动装置被构造用以相对于至少一个第二转动轴线转动。第一转动轴线和第二转动轴线相对于彼此垂直。

根据一个实施例，摆动装置具有固定安装座，并且摆动装置的唯一移动是相对于钻凿中心的横向转动移动。

根据一个实施例，杆馈送器包括至少两个臂，所述至少两个臂通过至少一个连接接头轴线彼此连接，该连接接头垂直于钻凿轴线。第一臂通过旋转接头轴线连接到钻凿单元的基础结构，该旋转接头轴线横向于钻凿轴线。在第二臂的远端处是夹紧装置或夹具，该夹紧装置或夹具可以围绕旋转接头轴线相对于第二臂转动，该旋转接头轴线横向于钻凿轴线。因此，杆馈送器的基础机构可以包括两个臂和三个旋转接头，以及用以执行移动的致动器。

根据一个实施例，杆馈送器包括至少一个可延伸臂，用于调整上述装置的操作长度。换句话说，杆馈送器可以包括能够实现所谓缩放特征的一个线性接头。

根据一个实施例，拾取位置的定位能够通过调整杆馈送器的移动控制来调整。杆馈送器的机构允许其夹紧装置以多用途方式被驱动到期望的位置和高度，这有利于有效和符合人体工程学的处理。

根据一个实施例，该设备通过至少一个控制单元来控制，并且拾取位置的定位是可编程的。杆馈送器可以具有较大的可达区域，在该区域内，可以在期望的定位处确定一个或多个拾取位置。该实施例的优点在于，拾取位置的位置可以通过考虑钻凿单元周围的可用的自由空间、杆储存器的定位和操作者的期望来进行选择。距地面的高度也可以被确定下来和储存起来。

根据一个实施例，通过调整杆馈送器的移动控制，钻凿部件在拾取位置处的定向是可调整的，由此很容易考虑不同操作者的个人需求和人体工程学问题。

根据一个实施例，该设备包括一个或多个控制单元。然后，通过控制单元控制钻凿部件在拾取位置的定向。因此，期望的定向和精确的位置可以容易地被重新编程。替代地是，拾取位置的期望位置和定向可以被示教出来并被储存在存储装置中。这种经编程和示教出来的拾取位置的更新很容易。

根据一个实施例，该设备包括至少一个控制单元，所述至少一个控制单元被配置用以确定中间位置和拾取位置的位置和定向。换句话说，中间位置和拾取位置二者都是不受任何机械限制元件限制的假想位置。这样，位置和定向是能够自由选择的。控制单元被配置用以控制杆馈送器，以在所限定的中间位置与拾取位置之间移动。

根据一个实施例，岩钻单元包括一个或多个传感器、扫描仪或对应的测量装置，用于感测岩钻单元的姿态。感测数据被传输到至少一个控制单元，所述至少一个控制单元被配置用以确定当前位置的位置和定向，并且被配置用以基于所检测到的位置和定向来确定中间位置的位置和定向，以便在中间位置与钻凿轴线之间执行杆的运输。

根据一个实施例，一个钻杆可以通过杆馈送器被保持在中间位置，同时摆动装置正在处理另一个钻杆。这样，摆动装置可以与杆一起操作，而同时杆馈送器的夹紧装置被另一杆占用。因此，杆馈送器可以为设备提供中间储存器。

根据一个实施例，杆馈送器被构造用以在水平或基本水平的定向上在拾取位置处接收和供应钻杆。例如，当钻杆被储存在水平杆架或支撑件上时，可以实施该实施例。

根据一个实施例，杆馈送器被构造用以在拾取位置处以竖直或基本竖直的定向接收和供应钻杆。在狭窄的矿井空间中，储存和处理竖直定向的钻凿部件可能更容易。钻凿部件也可以以竖直方向被储存在杆储存器内。

根据一个实施例，当从钻凿中心的方向看时，中间位置与拾取位置之间是水平距离，由此拾取位置水平地位于钻凿单元的后端部分处。

根据一个实施例，杆馈送器和摆动装置二者都设有用于夹紧杆的至少一个专用夹具。

根据一个实施例，杆馈送器和摆动装置的专用夹具中的每一个夹具包括至少两个钳口，当从被处理的钻凿部件的纵向方向看时，这两个钳口彼此间隔一定距离。

根据一个实施例，摆动装置可以包括基于辊状夹紧元件的夹具。这些元件可以是钳口类夹具的替代解决方案。辊状夹紧元件不仅可以相对于彼此移动，还可以旋转，使得它们也可以能够在钻凿部件的穿线(threading)中起作用。在这种情况下，辊状夹紧元件可以用作集成的穿线单元，由此在钻凿单元中的其它地方不需要单独的穿线单元。这种组合摆动装置的优点在于，该设备具有更少的装置，尺寸可以更小，并且重量也可以更轻。

根据一个实施例，杆馈送器可以被构造用以在中间位置处用作中间杆储存器。然后，一根杆可以被储存在杆馈送器的专用夹具上。这样，杆馈送器可以将下一个钻凿部件带到中间杆储存器，其中该下一个钻凿部件可以等待摆动装置变空。

根据一个实施例，杆馈送器能够安装在岩钻单元的任一纵向侧上。该实施例的优点是，相同的构造可以被用于右手的实施方式和左手的实施方式，由此不需要具有不同惯用手的两种不同的杆馈送器。换句话说，杆馈送器可以具有对称的结构，由此它可以是更加通用且多用途的装置。同样的结构也适用于摆动装置，该摆动装置可以具有对称的结构，使得它可以被安装在馈送梁的任一侧上。

根据一个实施例，摆动装置被支撑到钻凿单元，并且杆馈送器被直接支撑到基础结构。该设备可以包括一个共同的基础结构，或者替代地是，包括用于钻凿单元和杆馈送器的专用基础结构。例如，基础结构可以被设计用以被支撑在地面上，并且可以包括由钢筋或钢管制成的框架结构。

根据一个实施例，摆动装置被安装到滑动元件，使得它可以在馈送梁的纵向方向上移动。所提到的滑动元件可以被直接支撑到馈送梁，或者被支撑到附加的紧固梁，该附加的紧固梁被安装到馈送梁并平行于馈送梁。滑动元件和摆动装置的纵向移动可以与穿线单元的纵向移动同步。

根据一个实施例，摆动装置以不可移动的方式纵向安装到钻凿单元的馈送梁，或者安装到附加的紧固梁，该附加的紧固梁被安装到馈送梁并且平行于该馈送梁。这样，安装可以是牢固的，并且安装的结构可以是简单的。

根据一个实施例，杆馈送器和摆动装置的移动路径的方向相对于彼此是横向的。杆馈送器被布置成主要在前后方向上移动，而摆动装置被布置用以主要在横向方向上移动。因此，上述装置的基本移动易于处理，并且不需要复杂的接头和移动控制。简单的移动可以是很快的，这对有效性有积极的影响。

根据一个实施例，杆馈送器和摆动装置二者都只有一个专用功能，并且它们是能够单独控制的单元。因此，杆馈送器和摆动装置可以是针对特殊目的而设计的装置，而不需要任何折衷。这样，例如，它们的有效性和耐用性可以得到提高。

根据一个实施例，岩钻单元包括至少一个控制单元。控制单元被配置用以控制杆处理设备，以根据其工作循环相对于穿线单元的操作同时且独立地移动。这样，穿线单元和杆处理装置可以同时被驱动，这提高了钻凿部件的处理性能。控制单元可以包括处理器，该处理器被配置用以执行软件，该软件被设计用以控制设备的操作。控制装置可以与设备连接定位，或者其可以位于设备的外部。

根据一个实施例，杆馈送器是能够独立移动的装置，其能够与摆动装置同时移动。这两个装置同时移动的能力对提高杆处理程序的效率有显著影响。换句话说，协作的杆馈送器和摆动装置的多任务处理加快了将钻凿部件装载到钻柱和从钻柱移除该钻凿部件。

根据一个实施例，该设备包括控制单元，该控制单元被配置用以控制杆处理装置、穿线装置和对准装置，以同时执行多个操作功能。

根据一个实施例，穿线单元位于馈送梁的延长部处。该实施例的优点在于，在馈送梁的后端处可以是延长部分，其为穿线单元提供适当的支撑。另一个优点是，在馈送梁的后部处有足够的自由空间来布置穿线单元，并且不会对操作者造成任何可见性问题。

根据一个实施例，穿线单元被集成在摆动装置中。用于执行穿线的装置可以与摆动装置的夹紧装置相组合，或者它们可以被布置成单独地连接到该摆动装置。

根据一个实施例，杆处理设备被构造用以与至少一个杆操纵器协作，用于将钻杆从杆储存器自动馈送到拾取位置，并且相应地用于将杆从拾取位置自动移除到杆储存器。杆操纵器可以包括铰接臂系统，或者可以是工业机器人。替代地是，或者除此之外，杆操纵器可以包括用于移动钻杆和钻凿部件的一个或多个运输轨道。杆储存器可以是单独的可移动单元，其可以被定位在钻凿现场处，或者，替代地是，储存器可以是集成的以成为岩钻单元的一部分的单独单元。杆储存器的尺寸被设计用以接纳几十个钻凿部件，并且通常接纳多达100个至200个部件，有时甚至超过350个部件。

根据一个实施例，钻凿单元的岩钻机是旋转装置或旋转头。因此，杆处理设备在旋转钻凿中实施。

值得一提的是，关于处理伸长钻凿部件(诸如，钻杆)的步骤，在本专利申请中假设一个或几个钻杆已经钻入到岩石中，并且部分钻入到岩石中的最后一个杆正穿过岩钻机，使得部分钻入的杆的后端露出。该专利申请中公开的解决方案是用于向包括几个钻杆的钻柱添加或移除钻杆。

上文公开的实施例可以被组合起来，以便形成具有上述特征中的所需的特征的合适的解决方案。

附图说明

附图中更详细地描述了一些实施例，在附图中

图1是设置有用于处理伸长钻具的设备的岩钻单元的示意图，

图2是杆馈送器的示意图，该杆馈送器被布置用以围绕转动轴线转动，并且被构造用以将钻凿部件从水平拾取位置转移到与岩钻单元的馈送梁相邻的中间位置，

图3是设置有竖直拾取位置的杆馈送器的示意图，该竖直拾取位置位于钻凿单元的后侧区域处，

图4是设置有竖直拾取位置的杆馈送器的示意图，该竖直拾取位置位于钻凿单元的前侧区域处，

图5是杆馈送器构造的示意图，该杆馈送器构造是包括几个臂和接头的铰接悬臂，

图6是摆动装置的示意图，该摆动装置被构造用以在杆馈送器的中间位置与岩钻机的钻凿中心之间移动钻凿部件，

图7是设置有用于处理钻凿部件的设备的岩钻单元的示意性侧视图；

图8和图9是设置有用于处理钻凿部件的设备的岩钻单元的示意图；并且

图10是示出钻杆的转移步骤和用于执行该移动的装置的示意图。

为了清楚起见，附图以简化的方式示出了所公开的解决方案的一些实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

图1以高度简化的方式示出了岩钻单元1的原理，该岩钻单元1设置有用于处理伸长钻杆2或相应的钻凿部件的设备36。钻凿单元1通过转动接头4a和4b而被支撑在基础结构3上，使得能够改变钻凿单元1的位置和定向。钻凿单元1可以包括馈送梁5、馈送装置6、岩钻机7、对准装置8和穿线单元9。岩钻机7可以是旋转装置7a，其被构造用以在钻凿中心10处旋转钻杆2和钻凿工具。岩钻机7被支撑在馈送梁5上，并通过馈送装置6移动。对准装置8被定位岩钻机7的后端部处，并且被构造用以对准新的杆，以与钻凿中心10对准。例如，对准装置8可以包括能够横向移动的辊元件。穿线装置9可以位于馈送梁5的后端部处，并且被构造用以旋转杆，以便打开和封闭位于接连的杆之间的螺纹接头。

与钻凿单元1相连接的是摆动装置11，该摆动装置11可以被直接支撑到馈送梁5，或者替代地是，被支撑到紧固梁12，该紧固梁12平行于馈送梁5。在钻凿单元1的两侧上都可以是这样的紧固梁，由此摆动装置12可以被安装在钻凿单元1的左侧或右侧。

杆馈送器13也可以被支撑到基础结构3。杆馈送器13被构造用以在拾取位置14与中间位置15之间移动杆。在图1中，杆馈送器13的夹紧装置被定位到中间位置15。拾取位置14位于杆馈送器的后部区域处，并位于较低的竖直高度处。杆馈送器13包括至少一个臂16，所述至少一个臂16通过用于使臂16相对于基础结构3转动的转动接头17a而被连接到该基础结构3。在臂16的远端部分可以是转动接头17b，用于使杆馈送器13的夹紧装置相对于臂16转动。接头4a、4b、17a和17b的转动轴线可以横向于钻凿中心10的方向。

杆2可以被储存到杆储存器18。杆2可以由操作者19手动地从杆储存器18移动到拾取位置14，或者可以有工业机器人、操纵器或用于执行转移的任何其它装置或机构。

杆馈送器13被构造用以将杆2从拾取位置14移动到中间位置15，杆从中间位置15被摆动装置11拾取起来。摆动装置11包括转动接头20a、20b，所述转动接头20a、20b允许摆动装置11相对于钻凿轴线10在横向方向上转动。摆动装置11可以将杆2从中间位置15移动到钻凿轴线10，在钻凿轴线10处，杆2可以对准并变得连接到前一根杆。能够注意到，设有摆动装置11和杆馈送器13的钻凿单元1是物理上单独的装置。此外，杆馈送器13和摆动装置11可以被单独控制。装置1、11和13的控制可以在控制单元CU的控制下完成。当摆动装置11已经夹紧了杆2并开始使其远离中间位置15移动时，杆馈送器13可以立即开始针对下一根杆的新的处理过程。

图2公开了杆馈送器13的移动。杆馈送器13包括臂16，该臂16可以是可延伸的并且可以通过转动接头17a连接到基础结构3，使得杆馈送器13可以在竖直平面上转动，该竖直平面平行于岩钻单元1的钻凿中心10。因此，杆馈送器13可以前后移动，并且可以没有任何侧向移动。在臂16的远端处是夹紧装置21，该夹紧装置21可以包括伸长框架22和两个或多个夹紧元件23，诸如夹紧钳口或夹紧辊，用于在距离彼此一定纵向距离处夹紧杆2。夹紧装置21可以围绕转动接头17b转动，使得可以调整夹紧装置21的定向。因此，杆馈送器13可以被定位到中间位置15，该中间位置15由钻凿单元1的位置和定向限定。并且此外，杆馈送器13可以被定位到拾取位置14，该拾取位置14可以位于钻凿单元1的后部处，并且可以具有水平定向和期望的竖直高度，使得操作者19容易馈送和移除杆。所以，图2公开了中间位置15和拾取位置14二者。

在图3中，杆馈送器13可以与图2中的基本相同，但是现在，拾取位置14在钻凿单元的后部区域处具有竖直定向。此外，在图4中，拾取位置14也具有竖直定向，但是位于钻凿单元的前部区域处。能够注意到，拾取位置14的位置和定向可以根据操作者的个人需求并且根据钻凿装置周围的可用的自由空间来调整。用于手动处理杆进出拾取位置14的安全区域可以相对于钻凿单元1位于前部区域或后部区域处。拾取位置14能够从后侧的竖直方向到达前侧的竖直方向。在图2至图4中，钻凿方向由附图标记A表示。

图5公开了一种杆馈送器13，其包括通过接头17c连接到彼此的两个臂部分16a、16b。臂16可以通过转动支撑件24连接到基础结构，使得杆馈送器13也可以侧向转动，由此杆馈送器13的构造可以类似于机器人臂系统或工业机器人。替代地是，臂16可以被布置成以与图2和图3中所示的实施例类似的方式在一个竖直平面内移动，并且从而可以具有更简单的构造和控制。此外，一个或多个臂部分16a、16b可以包括用于调整其长度的缩放系统。为了提高清晰度，图1至图5中未示出转动致动器。

图6是摆动装置11的高度简化的图示。如上文所提及的一样，摆动装置11被构造用以在杆馈送器的夹紧装置21的中间位置15与岩钻机7的钻凿中心10之间移动钻杆2或其它伸长钻凿部件。摆动装置11可以被安装在紧固梁12上，该紧固梁12位于馈送梁5的一侧上。岩钻机7被安装在滑架25上，该滑架25能够在馈送梁5的纵向方向上移动。摆动装置11可以包括两个臂26和27，这两个臂通过转动接头28彼此连接，并通过转动接头29连接到紧固梁12。在臂系统的远端处的是夹紧装置30或夹具，通过该夹紧装置或夹具，摆动装置11可以夹紧杆2。为了清楚起见，夹紧装置以简化的方式示出。能够注意到，摆动装置11与馈送梁5一起移动，而杆馈送器的夹紧装置21并不与馈送梁5物理地连结。因此，需要定位措施来将杆馈送器13的夹紧系统放置在摆动装置11的可达范围内，并且使之与钻凿中心10或钻凿线平行。

图7公开了一种岩钻单元1，其设置有摆动装置11和杆馈送器13，用于在拾取位置14与钻凿中心10之间移动杆2。这些装置的基本特征已经在上文公开了。然而，图7还公开了用于移动馈送梁5的致动器31(诸如，汽缸)，以及用于相对于共同的基础结构3移动杆馈送器13的致动器32(诸如，汽缸)。致动器32以简化的方式示出。穿线单元9以可移动的方式位于馈送梁5的后端的延长部处。当穿线单元9通过致动器34(诸如，汽缸)移动时，穿线单元9可以沿着支撑梁部分33滑动。图7还示出了对准装置8可以位于旋转装置7a的后端侧处。对准装置8和旋转装置7a二者都可以被支撑在滑架25上，该滑架25通过馈送装置6(诸如，汽缸)移动。在馈送梁5的前端处，可以布置用于支撑杆2的前引导件35。

图8和9以两个不同的视角更详细地示出了上文公开的设备。

图10示出了钻杆和钻凿部件的转移步骤。由操作者19、操纵器或机器人将杆2从储存器或储存位置36移动到拾取位置14。杆2可以通过杆馈送器13从拾取位置14移动到中间位置15，并且进一步通过摆动装置11移动到钻凿中心10。在钻凿中心10上，杆2可以通过穿线单元9和馈送装置6移动。当钻柱被拆卸时，杆2当然于是在相反的方向上移动。可以通过控制单元CU来控制所公开的装置的操作，该控制单元CU可以包括处理器、软件程序和存储装置。控制参数、程序和命令可以通过输入装置馈入，并且此外，传感器的感测数据可以传输到控制单元。控制单元可以产生用于致动器的控制命令，该致动器独立地移动所公开的装置，以用于执行所需的处理过程。

附图和相关描述仅旨在说明本发明的构思。在本发明的细节上，本发明可以在权利要求书的范围内变化。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于杆处理的设备(36)，所述设备(36)能够安装成连接到岩钻单元(1)，并且其中所述设备(36)被构造用以在至少一个拾取位置(14)与所述岩钻单元(1)的钻凿中心(10)之间移动岩钻杆(2)；

并且所述设备(36)包括：

杆馈送器(13)，所述杆馈送器(13)被直接支撑到基础结构并用于在所述拾取位置(14)与中间位置(15)之间移动所述钻杆(2)，

摆动装置(11)，所述摆动装置(11)被支撑到所述钻凿单元并用于在所述中间位置(15)与所述钻凿中心(10)之间移动所述钻杆(2)；以及

至少一个夹具，所述至少一个夹具用于夹紧所述杆(2)；

其特征在于

所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)是单独的单元，所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)能够相对于彼此独立地移动，

所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)二者都设置有用于夹紧所述杆(2)的至少一个专用夹具(21、30)，并且其中，所述杆馈送器和所述摆动装置的所述专用夹具中的每一个专用夹具包括至少两个钳口。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于

所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)的移动方向相对于彼此是横向的。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于

所述摆动装置(11)具有固定安装座，并且所述摆动装置(11)的唯一移动是相对于所述钻凿中心(10)的横向转动移动。

4.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的设备，其特征在于

所述杆馈送器(13)包括至少两个臂(16a、16b)，所述至少两个臂(16a、16b)通过至少一个连接接头(17c)连接到彼此，所述连接接头的轴线垂直于所述钻凿轴线(10)。

5.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的设备，其特征在于

所述拾取位置(14)的定位能够通过调整所述杆馈送器(13)的移动控制来调整。

6.根据前述权利要求1至5中的任一项所述的设备，其特征在于

所述设备(36)能够安装在所述岩钻单元(1)的任一纵向侧上。

7.一种岩钻单元(1)，包括:

馈送梁(5)；

岩钻机(7)，所述岩钻机(7)被支撑在所述馈送梁(5)上并包括用于旋转钻杆(2)的至少一个旋转装置(7a)；

馈送装置(6)，所述馈送装置(6)用于在所述馈送梁(5)上纵向移动所述岩钻机(7)；

对准装置(8)，所述对准装置(8)用于将所述钻凿中心(10)上的新的杆(2)与穿过所述岩钻机(7)的前一根杆(2)对准；

穿线单元(9)，所述穿线单元(9)被布置成能够在所述钻凿中心(10)上移动，并被构造用以旋转所述新的杆并相对于所述前一根杆同时馈送所述新的杆；

用于杆处理的设备(36)，其中所述设备(36)被构造用以在至少一个拾取位置(14)与所述钻凿中心(10)之间移动所述杆(2)，并且其中所述设备(36)包括杆馈送器(13)和摆动装置(11)；

并且其中所述岩钻单元(1)被支撑到基础结构(3)；

其特征在于

用于杆处理的所述设备(36)是根据前述权利要求1至6中的任一项所述的；并且此外

所述摆动装置(11)被支撑到所述钻凿单元(1)，并且所述杆馈送器(13)被直接支撑到所述基础结构(3)。

8.根据权利要求7所述的岩钻单元，其特征在于

所述设备(36)包括至少一个控制单元(CU)；并且

所述控制单元(CU)被配置用以控制所述杆处理设备(36)，以根据所述杆处理设备(36)的工作循环相对于所述穿线单元(9)的操作同时且独立地移动。

9.根据权利要求7或8所述的岩钻单元，其特征在于

所述设备(36)包括至少一个控制单元(CU)；

所述控制单元(CU)被配置用以确定所述中间位置(15)和所述拾取位置(14)的位置和定向，所述中间位置(15)和所述拾取位置(14)二者都是不受机械限制的假想位置；并且

所述控制单元(CU)被配置用以控制所述杆馈送器(13)，以在所确定的所述中间位置(15)与所述拾取位置(14)之间移动。

10.根据前述权利要求7至9中的任一项所述的岩钻单元，其特征在于

所述穿线单元(9)位于所述馈送梁(5)的延长部处。

11.根据前述权利要求7至10中的任一项所述的岩钻单元，其特征在于，所述杆处理设备(36)被构造用以与至少一个杆操纵器协作，用于将钻杆(2)从杆储存器(18)自动馈送到所述拾取位置(14)，并且相应地用于将所述杆(2)从所述拾取位置(14)自动移除到所述杆储存器(18)。

Claims (14)

1.一种用于杆处理的设备(36)，所述设备(36)能够安装成连接到岩钻单元(1)，并且其中所述设备(36)被构造用以在至少一个拾取位置(14)与所述岩钻单元(1)的钻凿中心(10)之间移动岩钻杆(2)；

并且所述设备(36)包括:

杆馈送器(13)，所述杆馈送器(13)用于在所述拾取位置(14)与中间位置(15)之间移动所述钻杆(2)，

摆动装置(11)，所述摆动装置(11)被构造用于在所述杆馈送器(13)的夹紧装置(21)的所述中间位置(15)与所述钻凿中心(10)之间移动所述钻杆(2)；以及

至少一个夹具，所述至少一个夹具用于夹紧所述杆(2)；

其特征在于

所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)是单独的单元，所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)能够相对于彼此独立地移动，并且

其中，所述摆动装置(11)具有固定安装座，并且所述摆动装置(11)的唯一移动是相对于所述钻凿中心(10)的横向转动移动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于

所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)的移动方向相对于彼此是横向的。

3.根据前述权利要求1至2中的任一项所述的设备，其特征在于

所述杆馈送器(13)包括至少两个臂(16a、16b)，所述至少两个臂(16a、16b)通过至少一个连接接头(17c)连接到彼此，所述连接接头的轴线垂直于所述钻凿轴线(10)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于

所述拾取位置(14)的定位能够通过调整所述杆馈送器(13)的移动控制来调整。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于

所述杆馈送器(13)和所述摆动装置(11)二者都设置有用于夹紧所述杆(2)的至少一个专用夹具(21、30)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于

所述设备(36)能够安装在所述岩钻单元(1)的任一纵向侧上。

7.一种岩钻单元(1)，包括:

馈送梁(5)；

岩钻机(7)，所述岩钻机(7)被支撑在所述馈送梁(5)上并至少包括用于旋转钻杆(2)的旋转装置(7a)；

馈送装置(6)，所述馈送装置(6)用于在所述馈送梁(5)上纵向移动所述岩钻机(7)；

对准装置(8)，所述对准装置(8)用于将所述钻凿中心(10)上的新的杆(2)与穿过所述岩钻机(7)的前一根杆(2)对准；

穿线单元(9)，所述穿线单元(9)被布置成能够在所述钻凿中心(10)上移动，并被构造用以旋转所述新的杆并同时相对于所述前一根杆馈送所述新的杆；

用于杆处理的设备(36)，其中所述设备(36)被构造用以在至少一个拾取位置(14)与所述钻凿中心(10)之间移动所述杆(2)，并且其中所述设备(36)包括杆馈送器(13)和摆动装置(11)；

并且其中所述岩钻单元(1)被支撑到基础结构(3)；

其特征在于

用于杆处理的所述设备(36)是根据前述权利要求中的任一项所述的；并且此外

所述摆动装置(11)被支撑到所述钻凿单元(1)，并且所述杆馈送器(13)被直接支撑到所述基础结构(3)。

8.根据权利要求7所述的岩钻单元，其特征在于

所述设备(36)包括至少一个控制单元(CU)；并且

所述控制单元(CU)被配置用以控制所述杆处理设备(36)，以根据所述杆处理设备(36)的工作循环相对于所述穿线单元(9)的操作同时且独立地移动。

9.根据权利要求7或8所述的岩钻单元，其特征在于

所述设备(36)包括至少一个控制单元(CU)；

所述控制单元(CU)被配置用以确定所述中间位置(15)和所述拾取位置(14)的位置和定向，所述中间位置(15)和所述拾取位置(14)二者都是不受机械限制的假想位置；并且

所述控制单元(CU)被配置用以控制所述杆馈送器(13)，以在所确定的所述中间位置(15)与所述拾取位置(14)之间移动。

10.根据前述权利要求7至9中的任一项所述的岩钻单元，其特征在于

所述穿线单元(9)位于所述馈送梁(5)的延长部处。

11.根据前述权利要求7至10中的任一项所述的岩钻单元，其特征在于，

所述杆处理设备(36)被构造用以与至少一个杆操纵器协作，用于将钻杆(2)从杆储存器(18)自动馈送到所述拾取位置(14)，并且相应地用于将所述杆(2)从所述拾取位置(14)自动移除到所述杆储存器(18)。

12.一种在取心钻凿中处理钻杆的方法，其中通过岩钻单元(1)钻凿出钻孔，所述岩钻单元(1)包括馈送梁(5)和岩钻机(7)，

所述方法包括：

通过杆馈送器(13)使所述杆(2)在至少一个拾取位置(14)和中间位置(15)之间移动；

通过摆动装置(11)使所述杆(2)在所述中间位置(15)和由所述岩钻机(7)限定的钻凿中心(10)之间移动；以及

使所述摆动装置(11)和杆馈送器(11)沿彼此横向的移动路径移动；

其特征在于

在杆处理中使用在物理上并且在操作上独立的装置作为所述摆动装置(11)和杆馈送器(13)；

使所述摆动装置(11)和杆馈送器(11)沿它们横向的移动路径同时并且独立地移动；以及

使所述摆动装置(11)以相对于所述钻凿中心(10)横向转动移动的方式移动。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于

通过至少一个感测装置检测所述岩钻单元(1)的位置和定向；以及

基于所检测到的所述岩钻单元(1)的位置和定向，确定所述中间位置(14)的位置和定向。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于

通过所述杆馈送器(13)将一根钻杆(2)保持在所述中间位置(15)，同时所述摆动装置(11)正处理另一根钻杆(2)。

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