CN112177540B - 一种自动钻杆防喷洁扣机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动钻杆防喷洁扣机，其包括机械手总成和工作总成。工作总成包括洁扣装置和防喷装置，洁扣装置包括转盘机构、扶正机构以及设置于转盘机构上的刷外螺纹机构、刷内螺纹机构和甩油机构。本发明能够快速有效地清洁钻杆接头螺纹，并对钻杆接头涂丝扣油和扶正，便于钻杆接头快速对接，从而有效地提高了钻杆操作设备的自动化水平，进而提高了工作效率，并减少了钻台面的人员，降低了人工操作的危险性。同时本发明还兼具防喷功能，防止已提起的钻杆在卸开接头螺纹时钻杆内的钻井液溢出而污染钻台，并且防喷装置和洁扣装置可方便快捷地进行相互替换，实现了一机多用，应用更广，进而有效地提高了石油天然气钻井作业的安全性以及效率。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井用机械装置技术领域，尤其涉及一种自动钻杆防喷洁扣机。
背景技术
随着石油钻井作业自动化水平的提高，自动化钻杆操作设备(如顶驱、铁钻工、钻台面机械手等)被越来越广泛地应用。钻杆在使用和存放过程中，接头螺纹经常会出现生锈、结垢等现象，如果不及时清理锈垢并涂丝扣油，会影响钻杆的正常使用和使用寿命。
目前，采用人工来清理钻杆接头螺纹以及涂丝扣油，人工操作劳动强度大并且工作环境恶劣，存在较高的安全风险，严重影响了操作人员的人身安全。另外，在下钻杆上接上钻杆时，由于待接钻杆较长，上钻杆下端会产生小幅摆动，使得上钻杆外螺纹对正下钻杆内螺纹的操作过程非常困难，此时需要人工扶正钻杆，安全风险高，严重影响了操作人员的人身安全。在卸开钻杆接头螺纹时，极易造成钻井液溢出而污染钻台。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种自动钻杆防喷洁扣机，其解决了钻杆清理、涂丝扣油和钻杆对接的操作过程自动化程度低以及钻杆拆卸过程极易污染钻台的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
机械手总成，所述机械手总成包括机械手安装架和伸缩臂机构，所述机械手安装架设置于钻井平台上，所述伸缩臂机构的第一端与所述机械手安装架连接；
工作总成，所述工作总成包括洁扣装置和防喷装置；
其中，所述洁扣装置包括连接座、转盘机构、刷外螺纹机构、刷内螺纹机构、甩油机构以及扶正机构；在对钻杆进行洁扣时，所述连接座能够与所述伸缩臂机构的第二端可拆卸连接，所述扶正机构设置于所述连接座上，所述转盘机构与所述连接座转动连接，所述刷外螺纹机构、所述刷内螺纹机构以及所述甩油机构均设置于所述转盘机构上；
所述防喷装置包括盒体机构和防喷安装架，所述盒体机构设置于所述防喷安装架上；在对钻杆进行拆卸时，所述防喷安装架能够与所述伸缩臂机构的第二端可拆卸连接。
可选地，所述连接座包括安装平板、连接臂以及安装框架；
所述安装平板与水平面平行，所述转盘机构与所述安装平板转动连接；
所述连接臂包括直臂和横臂，所述直臂的第一端与所述安装平板的上表面垂直连接，所述直臂的第二端与所述横臂的第一端垂直连接，所述直臂的侧壁与所述伸缩臂机构的第二端铰接，所述扶正机构设置于所述横臂的第二端；
所述安装框架设置于所述安装平板的下表面，所述安装框架与所述伸缩臂机构的第二端可拆卸连接。
可选地，所述转盘机构包括转板、转盘驱动轴以及伺服电机；
所述安装平板上开设有通孔，所述转盘驱动轴转动套设于所述通孔内，所述转盘驱动轴的轴线与所述安装平板垂直；
所述伺服电机设置于所述安装平板的下表面，所述伺服电机的输出轴与所述转盘驱动轴的下端连接并能够驱动所述转盘驱动轴转动；
所述转板上设置有凸板，所述凸板与所述转盘驱动轴的上端连接；
所述转板上开设有第一安装圆孔、第二安装圆孔以及第三安装圆孔，所述第一安装圆孔、所述第二安装圆孔以及所述第三安装圆孔的圆心位于同一圆周上，所述圆周的圆心位于所述转盘驱动轴的旋转中心线上；
所述刷外螺纹机构、所述刷内螺纹机构以及所述甩油机构均设置于所述转板上，所述刷外螺纹机构对应所述第一安装圆孔，所述刷内螺纹机构对应所述第二安装圆孔，所述甩油机构对应所述第三安装圆孔。
可选地，所述刷外螺纹机构包括第一驱动单元、第一卡盘单元、第一套筒以及多个第一刷杆，所述第一驱动单元设置于所述转板的下表面，所述第一卡盘单元位于所述转板的上方，所述第一驱动单元的输出轴通过转动套设在所述第一安装圆孔内的第一驱动轴与所述第一卡盘单元连接，所述第一刷杆设置于所述第一卡盘单元上，所述第一套筒的下端与所述转板的上表面垂直连接，所述第一卡盘单元和所述第一刷杆均套设在所述第一套筒内；
所述刷内螺纹机构包括第二驱动单元、第二卡盘单元、第二套筒以及多个第二刷杆，所述第二驱动单元设置于所述转板的上表面，所述第二卡盘单元位于所述转板的下方，所述第二驱动单元的输出轴通过转动套设在所述第二安装圆孔内的第二驱动轴与所述第二卡盘单元连接，所述第二刷杆设置于所述第二卡盘单元上，所述第二套筒的上端与所述转板的下表面垂直连接，所述第二卡盘单元和所述第二刷杆均套设在所述第二套筒内。
可选地，所述第一卡盘单元和所述第二卡盘单元均包括第一圆盘、第二圆盘、连接杆以及多个滑块，所述第二圆盘与所述第一圆盘均与水平面平行，所述连接杆的第一端与所述第一圆盘的中心转动连接，所述连接杆的第二端与所述第二圆盘的中心固定连接，所述第一圆盘和所述第二圆盘均与所述连接杆垂直；
所述第一圆盘上开设有多个第一滑槽，所述第一滑槽为阿基米德螺线结构，所述第一圆盘的中心到所述第一滑槽的距离沿所述第一滑槽的长度方向逐渐缩短；所述第二圆盘上开设有多个沿所述第二圆盘的径向分布的第二滑槽，多个所述第二滑槽间隔分布；所述滑块与所述第二滑槽滑动连接，所述滑块上设置有滑杆，所述滑杆贯穿所述第一滑槽和所述第二滑槽；
所述第一刷杆设置于所述第一卡盘单元的所述滑块上，所述第二刷杆设置于所述第二卡盘单元的所述滑块上；
所述第一驱动单元通过所述第一驱动轴与所述第一卡盘单元的所述连接杆的第一端连接，所述第一驱动轴转动套设于所述第一安装圆孔内，所述第一驱动轴的轴线与所述转板垂直；
所述第二驱动单元通过所述第二驱动轴与所述第二卡盘单元的所述连接杆的第一端连接，所述第二驱动轴转动套设于所述第二安装圆孔内，所述第二驱动轴的轴线与所述转板垂直。
可选地，所述甩油机构包括第三套筒、第三驱动单元、甩油桶、轴承仓以及第三驱动轴；
所述第三驱动单元设置于所述转板的上表面，所述轴承仓套设于所述第三安装圆孔内，所述轴承仓内套设有所述第三驱动轴，所述第三驱动轴的轴线与所述转板垂直，所述第三驱动单元的输出轴与所述第三驱动轴的第一端连接，所述第三驱动轴的第二端与所述甩油桶连接；
所述轴承仓上开设有进油孔，所述第三驱动轴上设置有环绕所述第三驱动轴的轴身的环形槽以及沿所述第三驱动轴的长度方向分布的内孔，所述进油孔的入口与供油设备连接，所述进油孔的出口与所述环形槽连接，所述内孔的入口与所述环形槽连接，所述内孔的出口与所述甩油桶的入口连接；
所述甩油桶的侧壁上开设有多个出油孔；
所述第三套筒的上端与所述转板的下表面垂直连接，所述甩油桶套设在所述第三套筒内。
可选地，所述扶正机构包括扶正单元和定位单元，所述扶正单元设置于所述洁扣装置的上方，所述定位单元设置于所述洁扣装置的下方；
所述扶正单元包括扶正安装架、扶正滚轮、扶正导入架以及成对设置的第一扶正臂和第二扶正臂；
所述扶正安装架与所述横臂的第二端连接，所述扶正导入架设置于所述扶正安装架上；
所述扶正滚轮通过滚轮架与所述扶正安装架滑动连接，所述扶正滚轮的延伸方向与所述横臂的延伸方向垂直且平行于水平面；
所述第一扶正臂和所述第二扶正臂均包括液压缸、夹臂以及转动臂；所述转动臂的第一端与所述扶正导入架铰接，所述夹臂设置于所述转动臂的第一端；所述液压缸的缸筒的底端与所述扶正安装架铰接，所述液压缸的活塞杆与所述转动臂的第二端铰接；所述液压缸的活塞杆和所述夹臂均与水平面平行，所述转动臂能够在所述液压缸的作用下绕着所述转动臂与所述扶正导入架的铰接点转动；
所述定位单元包括定位安装架和定位导入架，所述定位安装架设置于所述安装框架上，所述定位导入架设置于所述定位安装架上。
可选地，所述盒体机构包括成对设置的第一盒体和第二盒体以及成对设置的抱紧液压缸，所述第一盒体和所述第二盒体能够对接形成两端开口的圆筒；
所述第一盒体和所述第二盒体均与所述防喷安装架铰接；
所述抱紧液压缸的抱紧液压缸缸筒与所述第一盒体铰接，所述抱紧液压缸的抱紧液压缸活塞杆与所述第二盒体铰接，所述抱紧液压缸的抱紧液压缸缸筒和抱紧液压缸活塞杆均与水平面平行；
所述第一盒体和所述第二盒体的上下端的边缘处均设置有盒体密封圈。
可选地，所述机械手安装架包括连接底座、回转驱动盘、顶板以及成对设置的立柱；
所述连接底座设置于所述钻井平台上，所述回转驱动盘设置于所述连接底座上；
所述立柱的第一端与所述回转驱动盘连接，所述立柱的第二端与所述顶板连接，所述立柱与水平面垂直；
所述立柱上设置有轨道，所述轨道的延伸方向与所述立柱的延伸方形平行，所述伸缩臂机构的第一端与所述轨道滑动连接。
可选地，所述伸缩臂机构包括第一滑车、第二滑车、升降油缸、伸缩油缸以及交叉杆组件；
所述第一滑车和所述第二滑车均与所述轨道滑动连接，所述第一滑车位于所述第二滑车的上方；
所述升降油缸的缸筒的底端与所述顶板铰接，所述升降油缸的活塞杆的顶端与所述第二滑车铰接；所述伸缩油缸的缸筒的底端与所述第一滑车铰接，所述伸缩油缸的活塞杆的顶端与所述第二滑车铰接；
所述交叉杆组件包括第一折叠杆、第二折叠杆以及立杆，所述第一折叠杆的第一端与所述第一滑车铰接，所述第二折叠杆的第一端与所述第二滑车铰接；所述立杆与水平面垂直，所述立杆上设置有与所述立杆的延伸方向平行的第三滑槽，所述第一折叠杆的第二端与所述立杆的下端铰接，所述第二折叠杆的第二端与所述第三滑槽滑动连接；所述连接座与所述立柱可拆卸连接。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的自动钻杆防喷洁扣机包括机械手总成和工作总成，工作总成包括洁扣装置和防喷装置，洁扣装置包括刷外螺纹机构、刷内螺纹机构和甩油机构，相对于现有技术而言，本发明能够快速有效地清洁钻杆接头螺纹，并对钻杆接头涂丝扣油以及扶正，便于钻杆接头快速对接，从而有效地提高了钻杆操作设备的自动化水平，进而提高了钻杆操作设备的工作效率，并减少了钻台面的人员，降低了人工操作的危险性。同时本发明还兼具防喷功能，防止已提起的钻杆在卸开接头螺纹时钻杆内的钻井液溢出而污染钻台，并且防喷装置和洁扣装置可方便快捷地进行相互替换，实现了一机多用，应用更广，进而有效地提高了石油天然气钻井作业的安全性以及效率。
附图说明
图1为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的整体结构示意图；
图2为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的洁扣装置的结构示意图；
图3为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的转盘机构的结构示意图；
图4为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的刷外螺纹机构的结构示意图；
图5为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的刷内螺纹机构的结构示意图；
图6为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的第一卡盘单元的分解图；
图7为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的甩油机构的结构示意图；
图8为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的甩油机构在A-A处的剖面示意图；
图9为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的扶正机构的结构示意图；
图10为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的扶正机构的俯视示意图；
图11为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的盒体机构的结构示意图；
图12为本发明的自动钻杆防喷洁扣机的盒体机构的另一视角图。
【附图标记说明】
100：上钻杆；200：下钻杆；
1-11：连接底座；1-12：回转驱动盘；1-13：顶板；1-14：立柱；
1-21：第一滑车；1-22：第二滑车；1-23：升降油缸；1-24：伸缩油缸；1-251：第一折叠杆；1-252：第二折叠杆；1-253：立杆；1-254：第三滑槽；
2-1：连接座；2-11：安装平板；2-12：连接臂；2-121：直臂；2-122：横臂；2-13：安装框架；
2-2：转盘机构；2-21：转板；2-211：凸板；2-22：转盘驱动轴；2-23：伺服电机；
2-3：刷外螺纹机构；2-31：第一驱动单元；2-32：第一卡盘单元；2-321：第一圆盘；2-322：第二圆盘；2-323：滑块；2-325：第一滑槽；2-326：第二滑槽；2-327：滑杆；2-328：定位销；2-33：第一套筒；2-34：第一刷杆；2-35：第一驱动轴；
2-4：刷内螺纹机构；2-41：第二驱动单元；2-42：第二卡盘单元；2-43：第二套筒；2-44：第二刷杆；2-45：第二驱动轴；
2-5：甩油机构；2-51：第三套筒；2-52：第三驱动单元；2-53：甩油桶；2-531：出油孔；2-54：轴承仓；2-541：进油孔；2-55：第三驱动轴；2-561：环形槽；2-562：内孔；
2-6：扶正机构；2-61：扶正安装架；2-62：扶正滚轮；2-63：扶正导入架；2-631：第一侧板；2-632：第二侧板；
2-64：第一扶正臂；2-641：第一液压缸；2-642：第一夹臂；2-643：第一转动臂；
2-65：第二扶正臂；2-651：第二液压缸；2-652：第二夹臂；2-653：第二转动臂；
2-66：滚轮架；2-661：驱动螺杆；2-662：连接板；2-663：支撑板；2-664：手轮；2-67：定位安装架；2-68：定位导入架；2-69：对射开关；
3-1：盒体机构；3-11：第一盒体；3-111：盒体密封圈；3-12：第二盒体；3-13：抱紧液压缸；3-131：抱紧液压缸缸筒；3-132：抱紧液压缸活塞杆；3-141：双出气缸；3-142：锁销；
3-2：防喷安装架。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。
本发明实施例提出的一种自动钻杆防喷洁扣机，其解决了钻杆清理、涂丝扣油和钻杆对接的操作过程自动化程度低以及钻杆拆卸过程极易污染钻台的技术问题。自动钻杆防喷洁扣机包括机械手总成和工作总成。工作总成包括洁扣装置和防喷装置，洁扣装置包括转盘机构2-2、扶正机构2-6以及设置于转盘机构2-2上的刷外螺纹机构2-3、刷内螺纹机构2-4和甩油机构2-5，防喷装置包括盒体机构3-1和防喷安装架3-2。本发明能够快速有效地清洁钻杆接头螺纹，并对钻杆接头涂丝扣油以及扶正，便于钻杆接头快速对接，从而有效地提高了钻杆操作设备的自动化水平，进而提高了钻杆操作设备的工作效率，并减少了钻台面的人员，降低了人工操作的危险性。同时本发明还兼具防喷功能，防止已提起的钻杆在卸开接头螺纹时钻杆内的钻井液溢出而污染钻台，并且防喷装置和洁扣装置可方便快捷地进行相互替换，实现了一机多用，应用更广，进而有效地提高了石油天然气钻井作业的安全性以及效率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，自动钻杆防喷洁扣机包括机械手总成和工作总成。机械手总成包括机械手安装架和伸缩臂机构，机械手安装架能够安装在钻井平台上，伸缩臂机构的第一端与机械手安装架连接，伸缩臂机构的第二端用于安装工作总成，伸缩臂机构能够调节工作总成的位置，以适应不同位置的钻杆，提高了自动钻杆防喷洁扣机的灵活性。工作总成包括洁扣装置和防喷装置，洁扣装置和防喷装置可以方便快捷地进行相互替换，实现了一机多用。其中，洁扣装置包括连接座2-1、转盘机构2-2以及多个功能模块，功能模块包括连刷外螺纹机构2-3、刷内螺纹机构2-4、甩油机构2-5以及扶正机构2-6。在对钻杆的接头进行清洁和涂丝扣油时，连接座2-1能够与伸缩臂机构的第二端可拆卸地连接，便于快速拆装洁扣装置；扶正机构2-6设置于连接座2-1上，用于夹持并扶正需要对接的钻杆，避免上钻杆100与下钻杆200对接时由于上钻杆100下端产生小幅摆动而无法与下钻杆200的接头对正需要人工扶正的情况发生，有效地提高了钻杆对接的效率和安全性；转盘机构2-2与连接座2-1转动连接，刷外螺纹机构2-3、刷内螺纹机构2-4以及甩油机构2-5均设置于转盘机构2-2上，转盘机构2-2通过旋转来切换不同的功能模块，提高了洁扣装置的自动化水平，进而提高了工作效率，并减少了钻台面人员的数量，从而降低了安全事故发生的概率。防喷装置包括盒体机构3-1和防喷安装架3-2，盒体机构3-1能够有效地包覆住钻杆接头，防止已提起的钻杆在卸开接头螺纹时钻杆内的钻井液溢出而污染钻台。在对钻杆进行拆卸时，盒体机构3-1设置于防喷安装架3-2上，防喷安装架3-2能够与伸缩臂机构的第二端可拆卸连接，便于快速拆装防喷装置。
如图2所示，连接座2-1包括安装平板2-11、连接臂2-12以及安装框架2-13。安装平板2-11优选为与水平面平行，便于后续的安装与操作，并不限定于安装平板2-11始终与水平面平行，转盘机构2-2与安装平板2-11转动连接。连接臂2-12包括直臂2-121和横臂2-122，直臂2-121的第一端与安装平板2-11的上表面垂直连接，直臂2-121的第二端与横臂2-122的第一端垂直连接形成倒L形的连接臂2-12，扶正机构2-6设置于横臂2-122的第二端上。直臂2-121的侧壁上焊接有成对设置的耳板，伸缩臂机构的第二端通过连接销与耳板转动连接。安装框架2-13设置于安装平板2-11的下表面，安装框架2-13与伸缩臂机构的第二端可拆卸连接。直臂2-121与伸缩臂机构转动连接，优选的实施方式中，伸缩臂机构通过多个螺栓挂设在安装框架2-13上，并通过调节多个螺栓的长度来使安装平板2-11水平，调节结构简单，便于安装和拆卸。直臂2-121上还设置有具有弹性的防撞块，用来限制转盘机构2-2的转动极限位置，避免转盘机构2-2直接与直臂2-121接触而损坏转盘机构2-2和直臂2-121。
如图3所示，转盘机构2-2包括转板2-21、转盘驱动轴2-22以及伺服电机2-23。在安装平板2-11上开设有通孔，转盘驱动轴2-22转动套设于通孔内，转盘驱动轴2-22的轴线与安装平板2-11垂直。伺服电机2-23设置于安装平板2-11的下表面，伺服电机2-23的输出轴与转盘驱动轴2-22的下端连接，伺服电机2-23用于驱动转盘驱动轴2-22在通孔内转动。转板2-21优选为扇形板，扇形板包括相对的内侧边和外侧边，内侧边和外侧边均为弧形边，且内侧边和外侧边所在的圆的圆心重合。转板2-21的内侧边上设置有凸板2-211，优选的实施方式中，转板2-21和凸板2-211均沿同一条直线对称，以提高转盘机构2-2安装的稳定性，并且为了提高转板2-21和凸板2-211之间的连接稳定性，内侧边上增设有辅助板，在转板2-21和凸板2-211的下表面增设有加强板。凸板2-211与转盘驱动轴2-22的上端通过螺栓固定连接，伺服电机2-23驱动转盘驱动轴2-22旋转，从而带动凸板2-211和转板2-21旋转。转板2-21上开设有第一安装圆孔、第二安装圆孔以及第三安装圆孔，第一安装圆孔、第二安装圆孔以及第三安装圆孔的圆心位于同一圆周上，圆周的圆心位于转盘驱动轴2-22的旋转中心线上。刷外螺纹机构2-3、刷内螺纹机构2-4以及甩油机构2-5均设置于转板2-21上，刷外螺纹机构2-3对应第一安装圆孔，刷内螺纹机构2-4对应第二安装圆孔，甩油机构2-5对应第三安装圆孔。自动钻杆防喷洁扣机工作时，将钻杆的位置固定，仅仅通过转板2-21的旋转便能将不同的功能模块移动至工作位置并与钻杆匹配，从而实现不同的操作，切换方式方便快捷，可靠性高，有效地提高了设备的工作效率。
优选的实施方式中，如图2和3所示，转盘机构2-2还包括第一护栏和第二护栏。第一护栏包括第一横杆和多根第一竖杆。第一竖杆与转板2-21的上表面垂直连接，第一竖杆与转板2-21的连接点靠近外侧边，第一横杆与第一竖杆垂直连接。第一竖杆从转板2-21的上表面向上延伸，第一横杆环绕转板2-21的上部空间，有效地保护了位于转板2-21的上方的各个功能模块，同时避免人员接触功能模块，起到了安全防护作用。第二护栏包括第二横杆和多根第二竖杆；第二竖杆与转板2-21的下表面垂直连接，第二竖杆与转板2-21的连接点靠近外侧边，第二横杆与第二竖杆垂直连接。第二竖杆从转板2-21的下表面向下延伸，第二横杆环绕转板2-21的下部空间，有效地保护了位于转板2-21的下方的各个功能模块，同时避免人员接触功能模块，起到了安全防护作用。
如图3和图4所示，刷外螺纹机构2-3包括第一驱动单元2-31、第一卡盘单元2-32、第一套筒2-33以及多个第一刷杆2-34；第一驱动单元2-31设置于转板2-21的下表面，第一卡盘单元2-32位于转板2-21的上方，第一驱动单元2-31的输出轴与第一卡盘单元2-32连接，第一刷杆2-34设置于第一卡盘单元2-32上，第一套筒2-33的下端与转板2-21的上表面垂直连接，第一套筒2-33的开口朝上，便于钻杆的下端的外螺纹接头插入套筒内，优选的实施方式中，第一套筒2-33的开口处呈喇叭口，方便钻杆的下端的外螺纹接头快速地插入第一套筒2-33内。第一卡盘单元2-32和第一刷杆2-34均套设在第一套筒2-33内，且第一套筒2-33的侧面装有可以开关的检测门，便于观察第一套筒2-33内的工作情况以及进行后期设备维护。如图3和图5所示，刷内螺纹机构2-4包括第二驱动单元2-41、第二卡盘单元2-42、第二套筒2-43以及多个第二刷杆2-44，第二驱动单元2-41设置于转板2-21的上表面，第二卡盘单元2-42位于转板2-21的下方，第二驱动单元2-41的输出轴与第二卡盘单元2-42连接，第二刷杆2-44设置于第二卡盘单元2-42上，第二套筒2-43的上端与转板2-21的下表面垂直连接，第二套筒2-43的开口朝下，便于钻杆的上端的内螺纹接头插入第二套筒2-43内，优选的实施方式中，第二套筒2-43的开口处呈喇叭口，方便钻杆的上端的内螺纹接头快速地插入套筒内。第二卡盘单元2-42和第二刷杆2-44均套设在第二套筒2-43内，第二套筒2-43的侧面装有可以开关的检测门，便于观察第二套筒2-43内的工作情况以及进行后期设备维护。
如图6所示，第一卡盘单元2-32和第二卡盘单元2-42的结构相同，只是安装位置不同；第一卡盘单元2-32位于转板2-21的上方且位于第一安装圆孔的正上方，第二卡盘单元2-42位于转板2-21的下方且位于第二安装圆孔的正下方，第二卡盘单元2-42相对于第一卡盘单元2-32倒立设置。第一卡盘单元2-32和第二卡盘单元2-42均包括第一圆盘2-321、第二圆盘2-322、连接杆以及多个滑块2-324，第二圆盘2-322与第一圆盘2-321均与水平面平行，连接杆的第一端与第一圆盘2-321的中心固定连接，连接杆的第二端与第二圆盘2-322的中心转动连接，第一圆盘2-321和第二圆盘2-322均与连接杆垂直。第一圆盘2-321上开设有多个第一滑槽2-325，第一滑槽2-325为阿基米德螺线结构，第一圆盘2-321的中心到第一滑槽2-325的距离沿第一滑槽2-325的长度方向逐渐缩短。第二圆盘2-322上开设有多个沿第二圆盘2-322的径向分布的第二滑槽2-326，多个第二滑槽2-326间隔分布。滑块2-324与第二滑槽2-326滑动连接，滑块2-324上设置有滑杆2-327，滑杆2-327贯穿第一滑槽2-325和第二滑槽2-326。第一刷杆2-34设置于第一卡盘单元2-32的滑块2-324上，第二刷杆2-44设置于第二卡盘单元2-42的滑块2-324上。第一驱动单元2-31通过第一驱动轴2-35与第一卡盘单元2-32的连接杆的第一端连接，第一驱动轴2-35转动套设于第一安装圆孔内，第一驱动轴2-35的轴线与转板2-21垂直。第二驱动单元2-41通过第二驱动轴2-45与第二卡盘单元2-42的连接杆的第一端连接，第二驱动轴2-45转动套设于第二安装圆孔内，第二驱动轴2-45的轴线与转板2-21垂直。
以刷外螺纹机构2-3为例具体说明，第一刷杆2-34通过螺栓和弹簧垫圈固定到滑块2-324上，第一刷杆2-34上的刷毛朝向第二圆盘2-322的旋转轴线，滑块2-324上加工有T型槽和滑杆2-327，第二圆盘2-322上加工有与T型槽配合的第二滑槽2-326，第二滑槽2-326沿第二圆盘2-322的径向分布，任意两个相邻的滑槽之间的夹角均相等。第一圆盘2-321上加工有均匀分布的第一滑槽2-325，该曲线为阿基米德螺线，第一圆盘2-321的中心到第一滑槽2-325的距离沿第一滑槽2-325的长度方向逐渐缩短，滑块2-324的T型槽与第二圆盘2-322上的第二滑槽2-326配合，滑块2-324的滑杆2-327插入第一圆盘2-321的曲线槽中且能够沿着第一滑槽2-325滑动。优选的实施方式中，连接杆与第一圆盘2-321的中心开设的内圆柱孔配合，第一圆盘2-321可绕第二圆盘2-322转动。第二圆盘2-322的挡圈槽内安装有轴用挡圈，用于第一圆盘2-321的轴向定位。当第二圆盘2-322不动，转动第一圆盘2-321时，滑块2-324可沿第二圆盘2-322的T型槽滑动，调整滑块2-324的位置，使插入第一套筒2-33内的钻杆的下端位于多个第一刷杆2-34之间，多个第一刷杆2-34上的刷毛均与钻杆的下端紧密贴合，从而能够清洁不同规格的钻杆。第一卡盘单元2-32和第二卡盘单元2-42还包括定位销2-328，定位销用于锁定第二圆盘2-322与第一圆盘2-321之间的相对位置。第一圆盘2-321上开设有销孔，定位销的第一端套设在销孔内。第二圆盘2-322上开设有多个定位孔，多个定位孔通过定位滑槽连接，定位销的第二端插入定位滑槽并能沿定位滑槽滑动。当按下定位销时，第一圆盘2-321可与第二圆盘2-322产生相对转动，当松开定位销并使定位销的轴肩落入第二圆盘2-322上对应的定位孔内时，定位销在弹簧的弹力作用下压紧在第二圆盘2-322上，则锁住第二圆盘2-322与第一圆盘2-321之间的相对位置。第一驱动轴2-35通过第一驱动轴承仓套设在第一安装圆孔内，第二驱动轴2-45通过第二驱动轴承仓安装在第二安装圆孔内。
如图6所示，连接杆上安装有VD形密封圈，VD形密封圈的外裙面扫在第一驱动轴承仓的轴承端盖上，防止杂物进入第一驱动轴承仓内。第一驱动轴承仓的上轴承端盖通过弹簧垫圈和螺钉安装在第一驱动轴承仓上，唇形密封圈安装在轴承端盖的环槽内，起密封作用。黄油嘴和黄油泄压阀安装在第一驱动轴承仓上，用于加注润滑脂来润滑第一驱动轴承仓内的轴承。下轴承端盖通过弹簧垫圈和螺栓安装在第一驱动轴承仓上，下轴承端盖的环槽内装有密封圈，对第一驱动轴承仓进行密封。第一驱动单元2-31优选为气动马达，气动马达的输出轴与第一驱动轴2-35相连，当压缩空气通入气动马达，气动马达的输出轴转动，经过第一驱动轴2-35和连接杆带动第二圆盘2-322旋转。第二圆盘2-322带动第一刷杆2-34旋转。刷钻杆时，第一刷杆2-34与钻杆的接头螺纹接触，钻杆的接头静止不动，第一刷杆2-34旋转产生与钻杆接头螺纹的相对运动，逐步除去钻杆螺纹上的锈蚀和污垢。第二卡盘单元2-42与第一单盘单元结构相同，第二卡盘单元2-42相对于第一卡盘单元2-32倒置设置。
如图7和图8所示，甩油机构2-5包括第三套筒2-51、第三驱动单元2-52、甩油桶2-53、轴承仓2-54以及第三驱动轴2-55。第三驱动单元2-52设置于转板2-21的上表面，轴承仓2-54套设于第三安装圆孔内，轴承仓2-54内套设有第三驱动轴2-55，第三驱动轴2-55的轴线与转板2-21垂直，第三驱动单元2-52的输出轴与第三驱动轴2-55的第一端连接，第三驱动轴2-55的第二端与甩油桶2-53连接。轴承仓2-54上开设有进油孔2-541，第三驱动轴2-55上设置有环绕第三驱动轴2-55的轴身的环形槽2-561以及沿第三驱动轴2-55的长度方向分布的内孔2-562，进油孔2-541的入口与供油设备连接，进油孔2-541的出口与环形槽2-561连接，内孔2-562的入口与环形槽2-561连接，内孔2-562的出口与甩油桶2-53的入口连接，甩油桶2-53的侧壁上开设有多个出油孔2-531。第三套筒2-51的上端与转板2-21的下表面垂直连接，甩油桶2-53套设在第三套筒2-51内。
具体地，如图8所示，第三驱动单元2-52优选为气动马达，气动马达通过螺栓固定到轴承仓2-54上，轴承仓2-54的上端盖通过螺栓和弹簧垫圈安装到轴承仓2-54上，上端盖对第三驱动轴2-55的上端起轴向定位作用，上端盖的环槽内安装有唇形密封圈和O形密封圈，对轴承仓2-54起密封作用。轴承仓2-54内孔2-562加工有迷宫式密封槽，当高压丝扣油通过轴承仓2-54的进油口进入内腔，丝扣油通过内孔2-562进入甩油筒内。第三驱动轴2-55的下端的外径上加工有外螺纹，外螺纹与甩油筒上加工的内螺纹相连接，并用紧定螺钉顶紧防止松脱分离。轴承仓2-54的下端盖通过螺钉和弹簧垫圈安装到轴承仓2-54上，下端盖对第三驱动轴2-55的下端起轴向定位作用，下端盖的环槽安装密封圈后可对轴承仓2-54起密封作用。对钻杆的上端的内螺纹涂丝扣油时，甩油桶2-53插入钻杆的上端，气动马达通入压缩空气后，输出轴带动相第三驱动轴2-55旋转，第三驱动轴2-55带动甩油筒旋转，在离心力的作用下，甩油筒内的丝扣油通过出油孔2-531向外甩出，即可对钻杆内螺纹进行涂丝扣油。
如图9和图10所示，扶正机构2-6包括扶正单元和定位单元，扶正单元设置于洁扣装置的上方，定位单元设置于洁扣装置的下方。扶正单元包括扶正安装架2-61、扶正滚轮2-62、扶正导入架2-63以及成对设置的第一扶正臂2-64和第二扶正臂2-65，扶正安装架2-61与横臂2-122的第二端连接，扶正导入架2-63设置于扶正安装架2-61上。扶正滚轮2-62通过滚轮架2-66与扶正安装架2-61滑动连接，扶正滚轮2-62的延伸方向与横臂2-122的延伸方向垂直且平行于水平面。扶正安装架2-61包括第一支臂和第二支臂，其中，第一支臂的第一端与横臂2-122的第二端连接，第一支臂的第二端与扶正导入架2-63连接。扶正安装架2-61上还设置有用于安装滚轮架2-66的安装平台，安装平台上设置有成对设置的滑轨，滚轮架2-66与滑轨滑动连接。扶正导入架2-63为U型框架，U型框包括成对设置的第一侧板2-631和第二侧板2-632，第一侧板2-631的第一端和第二侧板2-632的第一端对接成弧形板后再与第一支臂的第二端连接，第一侧板2-631与第二侧板2-632平行，第一侧板2-631和第二侧板2-632均垂直于水平面，钻杆位于第一侧板2-631和第二侧板2-632之间，U型框对钻杆进行初步定位，便于第一扶正臂2-64和第二扶正臂2-65夹持钻杆。第二支臂的第一端与第一支臂垂直连接，第一支臂与水平面平行，第二支臂与水平面垂直。优选地，第一侧板2-631的第二端与第二侧板2-632的第二端相互远离呈开口状，扩大了U型框的开口宽度，从而提高了钻杆导入U型框的效率。滚轮架2-66包括驱动螺杆2-661、连接板2-662以及成对设置的支撑板2-663。连接板2-662设置于成对设置的支撑板2-663之间，连接板2-662与支撑板2-663垂直连接，连接板2-662与成对设置的支撑板2-663连接后构成工字型框体，有效地提高了连接板2-662与支撑板2-663连接的稳定性。工字型的框体跨设在安装平台上，支撑板2-663上设置有与滑轨匹配的滑块2-324，成对设置的支撑板2-663通过滑块2-324与成对设置的滑轨一一对应滑动连接。
参见图3、图9和图10，扶正滚轮2-62通过销轴安装在成对设置的支撑板2-663之间，扶正滚轮2-62的旋转轴线与支撑板2-663垂直，也即扶正滚轮2-62的旋转轴线与滑轨垂直，保证扶正滚轮2-62与待扶正的钻杆垂直接触。驱动螺杆2-661与第三支臂转动连接，驱动螺杆2-661与连接板2-662螺纹连接，驱动螺杆2-661的延伸方向与滑轨的延伸方向平行。当驱动螺杆2-661旋转时，由于驱动螺杆2-661与连接板2-662螺纹连接，而支撑板2-663受滑轨的限制而无法旋转，所以支撑板2-663和连接板2-662受驱动螺杆2-661沿滑轨的延伸方向的作用力，通过改变驱动螺杆2-661的旋转方向可以改变支撑板2-663和连接板2-662的运动方向，驱动螺杆2-661实现了对连接板2-662位置的微调，从而实现了对扶正滚轮2-62与扶正机械手结构的工作中心之间的距离的调节，能够适应不同规格的钻杆。滚轮架2-66还包括手轮2-664，手轮2-664通过螺纹连接到驱动螺杆2-661上，螺母压紧手轮2-664到驱动螺杆2-661的轴肩上，通过转动手轮2-664来带动驱动螺杆2-661旋转，提高了驱动螺杆2-661的旋转效率。
如图2和图9所示，第一扶正臂2-64包括第一液压缸2-641、第一夹臂2-642以及第一立臂。第一立臂设置于第一侧板2-631上，第一立臂优选为与水平面垂直。第一夹臂2-642与第一立臂转动连接，第一液压缸2-641的缸筒的底端与第二支臂铰接，第一液压缸2-641的活塞杆的顶端与第一夹臂2-642的端部铰接。第一夹臂2-642与第一立臂的连接点为第一连接点，第一液压缸2-641的活塞杆的顶端与第一夹臂2-642的端部的铰接点为第二连接点，第一连接与第二连接点位于第一夹臂2-642的不同位置，保证第一夹臂2-642受第一液压缸2-641的作用力而绕着第一立臂转动。第二扶正臂2-65包括第二液压缸2-651、第二夹臂2-652以及第二立臂。第二立臂设置于第二侧板2-632上，第二立臂与水平面垂直。第二夹臂2-652与第二立臂转动连接，第二液压缸2-651的缸筒的底端与第二支臂铰接，第二液压缸2-651的活塞杆的顶端与第二夹臂2-652的端部铰接。第二夹臂2-652与第二立臂的连接点为第三连接点，第二液压缸2-651的活塞杆的顶端与第二夹臂2-652的端部的铰接点为第四连接点，第三连接与第四连接点位于第二夹臂2-652的不同位置，保证第二夹臂2-652受第二液压缸2-651的作用力而绕着第二立臂转动。第一夹臂2-642包括第一转动臂2-643、第一安装臂以及第一夹臂滚轮。第一转动臂2-643的第一端与第一立臂转动连接，第一转动臂2-643能够绕着立柱在旋转。第一安装臂的第一端与第一转动臂2-643的第一端连接，第一液压缸2-641的活塞杆的顶端与第一转动臂2-643的第二端铰接，当第一液压缸2-641的活塞杆伸出时，第一液压缸2-641能够推动第一转动臂2-643绕着第一立臂旋转，从而带动第一安装臂旋转。第一夹臂滚轮通过销轴设置于第一安装臂的上表面，第一夹臂滚轮的旋转轴线与第一安装臂平行。第二夹臂2-652包括第二转动臂2-653、第二安装臂以及第二夹臂滚轮；第二转动臂2-653的第一端与第二立臂转动连接，第二转动臂2-653能够绕着第二立臂旋转。第二安装臂的第一端与第二转动臂2-653的第一端连接，第二液压缸2-651的活塞杆的顶端与第二转动臂2-653的第二端铰接，当第二液压缸2-651的活塞杆伸出时，第二液压缸2-651能够推动第二转动臂2-653绕着第二立臂旋转，从而带动第二安装臂旋转，第二旋转臂的旋转方向与第一旋转臂的旋转方向相反。第二夹臂滚轮通过销轴设置于第二安装臂的下表面，第二夹臂滚轮的旋转轴线与第二安装臂平行。第一夹臂滚轮与第二夹臂滚轮的外径超出第一安装臂与第二安装臂靠近钻杆一侧的外侧面，从而保证第一夹臂2-642和第二夹臂2-652夹持钻杆时，第一夹臂滚轮和第二夹臂滚轮与钻杆接触，便于钻杆在竖直方向上下运动，并有效地保护了钻杆，避免损伤钻杆螺纹和外表面。
当第一液压缸2-641和第二液压缸2-651均伸出时，第一夹臂2-642的自由端和第二夹臂2-652自由端朝相互靠近的方向转动，第一夹臂滚轮和第二夹臂滚轮能够优先与钻杆接触，从而抱住钻杆，在扶正滚轮2-62、第一夹臂滚轮以及第二夹臂滚轮的共同作用下将钻杆扶正。当第一液压缸2-641和第二液压缸2-651缩回时，第一夹臂2-642的自由端与第二夹臂2-652的自由端朝相互远离的方向转动，从而放开钻杆。扶正机构2-6还包括对射开关2-69，对射开关2-69通过在开关支架安装在U型框上，对射开关2-69成对布置。对射开关2-69的发射端设置于第一侧板2-631上，对射开关2-69的接收端设置于第二侧板2-632上，接收端用于接收发射端发射的信号。对射开关2-69与相应的控制器连接，当第一夹臂2-642和第二夹臂2-652抱住钻杆后，扶正机构相对于钻杆向上运动，直到钻杆接头挡住对射开关2-69，使接收器无法接收到发射器发出的光线时，通过控制器显示钻杆接头的下端所在的高度与对射开关2-69的安装高度相同。
另外，定位单元包括定位安装架2-67和定位导入架2-68，定位安装架2-67设置于安装框架2-13上，定位导入架2-68设置于定位安装架2-67上。定位导入架2-68的结构与扶正导入架2-63的结构相同，便于将下钻杆200的上端快速导入定位单元中，从而实现对洁扣机的定位，为后续上钻杆100和下钻杆200的对接做准备，提高对接的效率。定位导入架2-68的两个侧板上均安装有防擦滚轮，防止定位导入架2-68直接与钻杆接触而损伤钻杆，并能有效地减少对钻杆的卡阻。
如图11和图12所示，盒体机构3-1包括成对设置的第一盒体3-11和第二盒体3-12以及成对设置的抱紧液压缸3-13，第一盒体3-11和第二盒体3-12能够对接形成两端开口的圆筒。第一盒体3-11和第二盒体3-12均与防喷安装架3-2铰接。抱紧液压缸3-13的抱紧液压缸缸筒3-131与第一盒体3-11铰接，抱紧液压缸3-13的抱紧液压缸活塞杆3-132与第二盒体3-12铰接，抱紧液压缸3-13的抱紧液压缸缸筒3-131和抱紧液压缸活塞杆3-132均与水平面平行。第一盒体3-11和第二盒体3-12的上下端的边缘处均设置有盒体密封圈3-111。具体地，第一盒体3-11和第二盒体3-12为相同的半圆柱形结构，第一盒体3-11的第一侧边与第二盒体3-12的第一侧边均与防喷安装架3-2铰接，第一盒体3-11和第二盒体3-12均能绕铰接点转动。抱紧液压缸3-13的两根活塞杆分别通过油缸销轴与第一盒体3-11和第二盒体3-12相连，抱紧液压缸3-13优选为上下对称布置，当抱紧液压缸3-13伸出时，第一盒体3-11与第二盒体3-12合拢对接成一个两端开口的圆筒，盒体机构3-1处于闭合状态，有效地提高了闭合性能。当抱紧液压缸3-13缩回时，盒体机构3-1打开。盒体机构3-1上还设置了用于盒体机构3-1打开时对第一盒体3-11和第二盒体3-12的限位定位板。防喷安装架3-2上设置有耳板和挂板，耳板能够与伸缩臂机构的第二端铰接，挂板上开有U形槽，U形槽通过螺栓安装在伸缩臂机构的第二端，可通过调节螺栓来调节盒体机构3-1中轴线与钻台面的垂直度。盒体密封圈3-111通过压板和螺栓固定在第一盒体3-11与第二盒体3-12的上下两个端面，当盒体机构3-1闭合时，左右两块盒体密封圈3-111与钻杆接触形成密封结构。第一盒体3-11的第二侧边与第二盒体3-12的第一侧边上均设置有轴向密封条，当盒体机构3-1闭合时，轴向密封将第一盒体3-11与第二盒体3-12的对接边密封。第二盒体3-12上设置有锁扣件，锁扣件包括双出气缸3-141和两个锁销3-142，锁销3-142与双出气缸3-141的活塞杆连接，锁销3-142具有斜面结构。第一盒体3-11上设置有锁孔，盒体机构3-1闭合时双出气缸3-141伸出，将锁销3-142推入锁孔内，从而将第一盒体3-11与第二盒体3-12形成的圆筒结构锁紧。在钻杆柱刚卸松时，盒体机构3-1扣在接头螺纹部位，使上部钻杆柱内的钻井液流在盒体机构3-1内，并通过下部出口流到钻井液循环系统中，避免钻井液在卸开接头螺纹时溢出而污染钻台。
如图1所示，机械手安装架包括连接底座1-11、回转驱动盘1-12、顶板1-13以及成对设置的立柱1-14。连接底座1-11设置于钻井平台上，回转驱动盘1-12设置于连接底座1-11上。立柱1-14的第一端与回转驱动盘1-12连接，立柱1-14的第二端与顶板1-13连接，立柱1-14与水平面垂直。立柱1-14在回转驱动盘1-12的驱动下绕回转驱动盘1-12的轴线在水平方向转动，从而改变工作总成的转动角度，以适应同一水平高度内不同位置的钻杆。立柱1-14上设置有轨道，轨道的延伸方向与立柱1-14的延伸方形平行，伸缩臂机构的第一端与轨道滑动连接，伸缩臂机构能够沿着轨道上下滑动，从而改变工作总成的水平高度，以适应不同水平高度的钻杆。
具体地，参见图1，伸缩臂机构包括第一滑车1-21、第二滑车1-22、升降油缸1-23、伸缩油缸1-24以及交叉杆组件。第一滑车1-21和第二滑车1-22均与轨道滑动连接，第一滑车1-21位于第二滑车1-22的上方。升降油缸1-23的缸筒的底端与顶板1-13铰接，升降油缸1-23的活塞杆的顶端与第二滑车1-22铰接。伸缩油缸1-24的缸筒的底端与第一滑车1-21铰接，伸缩油缸1-24的活塞杆的顶端与第二滑车1-22铰接。工作总成通过连接座2-1与立柱1-14可拆卸连接。当升降油缸1-23的活塞杆伸出时，推动第二滑车1-22沿着轨道向下运动，从而带动第一滑车1-21一起沿着轨道向下运动，当升降油缸1-23的活塞杆缩回时，则控制第一滑车1-21和第二滑车1-22向上运动。交叉杆组件包括第一折叠杆1-251、第二折叠杆1-252以及立杆1-253，第一折叠杆1-251和第二折叠杆1-252均包括多节长度相等的连接直臂，采用平行四边形原理铰接。第一折叠杆1-251的第一端与第一滑车1-21铰接，第二折叠杆1-252的第一端与第二滑车1-22铰接。立杆1-253与水平面垂直，立杆1-253上设置有与立杆1-253的延伸方向平行的第三滑槽1-254，第一折叠杆1-251的第二端与立杆1-253的下端铰接，第二折叠杆1-252的第二端与第三滑槽1-254滑动连接。当伸缩油缸1-24的活塞杆伸出时，第二滑车1-22沿着轨道向下运动远离第一滑车1-21，交叉杆折叠到一起，从而缩短了交叉杆组件的长度，进而缩小了工作总成与连接底座1-11之间的距离，反之则加大了工作总成与连接底座1-11的距离，在连接底座1-11固定的情况下，工作总成能够实现前后运动。
本发明通过如上描述的合理的原理与结构设计，克服现有人工清理钻杆接头螺纹、涂丝扣油、扶正钻杆等作业存在的缺点和不足，能够快速清洁钻杆接头螺纹、涂丝扣油、扶正钻杆，同时还兼具防喷盒功能，能够安装于钻井平台、安装调试方便快捷、自动化程度高、工作寿命长、可靠性高，从而提高石油天然气钻井作业的安全和效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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，可以是固定连接，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是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须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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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改动、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述自动钻杆防喷洁扣机包括：
机械手总成，所述机械手总成包括机械手安装架和伸缩臂机构，所述机械手安装架设置于钻井平台上，所述伸缩臂机构的第一端与所述机械手安装架连接；
工作总成，所述工作总成包括洁扣装置和防喷装置；
其中，所述洁扣装置包括连接座、转盘机构、刷外螺纹机构、刷内螺纹机构、甩油机构以及扶正机构；在对钻杆进行洁扣时，所述连接座能够与所述伸缩臂机构的第二端可拆卸连接，所述扶正机构设置于所述连接座上，所述转盘机构与所述连接座转动连接，所述刷外螺纹机构、所述刷内螺纹机构以及所述甩油机构均设置于所述转盘机构上；
所述防喷装置包括盒体机构和防喷安装架，所述盒体机构设置于所述防喷安装架上；在对钻杆进行拆卸时，所述防喷安装架能够与所述伸缩臂机构的第二端可拆卸连接；
所述连接座包括安装平板、连接臂以及安装框架；
所述安装平板与水平面平行，所述转盘机构与所述安装平板转动连接；
所述连接臂包括直臂和横臂，所述直臂的第一端与所述安装平板的上表面垂直连接，所述直臂的第二端与所述横臂的第一端垂直连接，所述直臂的侧壁与所述伸缩臂机构的第二端铰接，所述扶正机构设置于所述横臂的第二端；
所述安装框架设置于所述安装平板的下表面，所述安装框架与所述伸缩臂机构的第二端可拆卸连接；
所述转盘机构包括转板、转盘驱动轴以及伺服电机；
所述安装平板上开设有通孔，所述转盘驱动轴转动套设于所述通孔内，所述转盘驱动轴的轴线与所述安装平板垂直；
所述伺服电机设置于所述安装平板的下表面，所述伺服电机的输出轴与所述转盘驱动轴的下端连接并能够驱动所述转盘驱动轴转动；
所述转板上设置有凸板，所述凸板与所述转盘驱动轴的上端连接；
所述转板上开设有第一安装圆孔、第二安装圆孔以及第三安装圆孔，所述第一安装圆孔、所述第二安装圆孔以及所述第三安装圆孔的圆心位于同一圆周上，所述圆周的圆心位于所述转盘驱动轴的旋转中心线上；
所述刷外螺纹机构、所述刷内螺纹机构以及所述甩油机构均设置于所述转板上，所述刷外螺纹机构对应所述第一安装圆孔，所述刷内螺纹机构对应所述第二安装圆孔，所述甩油机构对应所述第三安装圆孔。
2.如权利要求1所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述刷外螺纹机构包括第一驱动单元、第一卡盘单元、第一套筒以及多个第一刷杆，所述第一驱动单元设置于所述转板的下表面，所述第一卡盘单元位于所述转板的上方，所述第一驱动单元的输出轴通过转动套设在所述第一安装圆孔内的第一驱动轴与所述第一卡盘单元连接，所述第一刷杆设置于所述第一卡盘单元上，所述第一套筒的下端与所述转板的上表面垂直连接，所述第一卡盘单元和所述第一刷杆均套设在所述第一套筒内；
所述刷内螺纹机构包括第二驱动单元、第二卡盘单元、第二套筒以及多个第二刷杆，所述第二驱动单元设置于所述转板的上表面，所述第二卡盘单元位于所述转板的下方，所述第二驱动单元的输出轴通过转动套设在所述第二安装圆孔内的第二驱动轴与所述第二卡盘单元连接，所述第二刷杆设置于所述第二卡盘单元上，所述第二套筒的上端与所述转板的下表面垂直连接，所述第二卡盘单元和所述第二刷杆均套设在所述第二套筒内。
3.如权利要求2所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述第一卡盘单元和所述第二卡盘单元均包括第一圆盘、第二圆盘、连接杆以及多个滑块，所述第二圆盘与所述第一圆盘均与水平面平行，所述连接杆的第一端与所述第一圆盘的中心转动连接，所述连接杆的第二端与所述第二圆盘的中心固定连接，所述第一圆盘和所述第二圆盘均与所述连接杆垂直；
所述第一圆盘上开设有多个第一滑槽，所述第一滑槽为阿基米德螺线结构，所述第一圆盘的中心到所述第一滑槽的距离沿所述第一滑槽的长度方向逐渐缩短；所述第二圆盘上开设有多个沿所述第二圆盘的径向分布的第二滑槽，多个所述第二滑槽间隔分布；所述滑块与所述第二滑槽滑动连接，所述滑块上设置有滑杆，所述滑杆贯穿所述第一滑槽和所述第二滑槽；
所述第一刷杆设置于所述第一卡盘单元的所述滑块上，所述第二刷杆设置于所述第二卡盘单元的所述滑块上；
所述第一驱动单元通过所述第一驱动轴与所述第一卡盘单元的所述连接杆的第一端连接，所述第一驱动轴转动套设于所述第一安装圆孔内，所述第一驱动轴的轴线与所述转板垂直；
所述第二驱动单元通过所述第二驱动轴与所述第二卡盘单元的所述连接杆的第一端连接，所述第二驱动轴转动套设于所述第二安装圆孔内，所述第二驱动轴的轴线与所述转板垂直。
4.如权利要求1所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述甩油机构包括第三套筒、第三驱动单元、甩油桶、轴承仓以及第三驱动轴；
所述第三驱动单元设置于所述转板的上表面，所述轴承仓套设于所述第三安装圆孔内，所述轴承仓内套设有所述第三驱动轴，所述第三驱动轴的轴线与所述转板垂直，所述第三驱动单元的输出轴与所述第三驱动轴的第一端连接，所述第三驱动轴的第二端与所述甩油桶连接；
所述轴承仓上开设有进油孔，所述第三驱动轴上设置有环绕所述第三驱动轴的轴身的环形槽以及沿所述第三驱动轴的长度方向分布的内孔，所述进油孔的入口与供油设备连接，所述进油孔的出口与所述环形槽连接，所述内孔的入口与所述环形槽连接，所述内孔的出口与所述甩油桶的入口连接；
所述甩油桶的侧壁上开设有多个出油孔；
所述第三套筒的上端与所述转板的下表面垂直连接，所述甩油桶套设在所述第三套筒内。
5.如权利要求1所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述扶正机构包括扶正单元和定位单元，所述扶正单元设置于所述洁扣装置的上方，所述定位单元设置于所述洁扣装置的下方；
所述扶正单元包括扶正安装架、扶正滚轮、扶正导入架以及成对设置的第一扶正臂和第二扶正臂；
所述扶正安装架与所述横臂的第二端连接，所述扶正导入架设置于所述扶正安装架上；
所述扶正滚轮通过滚轮架与所述扶正安装架滑动连接，所述扶正滚轮的延伸方向与所述横臂的延伸方向垂直且平行于水平面；
所述第一扶正臂和所述第二扶正臂均包括液压缸、夹臂以及转动臂；所述转动臂的第一端与所述扶正导入架铰接，所述夹臂设置于所述转动臂的第一端；所述液压缸的缸筒的底端与所述扶正安装架铰接，所述液压缸的活塞杆与所述转动臂的第二端铰接；所述液压缸的活塞杆和所述夹臂均与水平面平行，所述转动臂能够在所述液压缸的作用下绕着所述转动臂与所述扶正导入架的铰接点转动；
所述定位单元包括定位安装架和定位导入架，所述定位安装架设置于所述安装框架上，所述定位导入架设置于所述定位安装架上。
6.如权利要求1所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述盒体机构包括成对设置的第一盒体和第二盒体以及成对设置的抱紧液压缸，所述第一盒体和所述第二盒体能够对接形成两端开口的圆筒；
所述第一盒体和所述第二盒体均与所述防喷安装架铰接；
所述抱紧液压缸的缸筒的底端与所述第一盒体铰接，所述抱紧液压缸的活塞杆的顶端与所述第二盒体铰接，所述抱紧液压缸的抱紧液压缸缸筒和抱紧液压缸活塞杆均与水平面平行；
所述第一盒体和所述第二盒体的上下端的边缘处均设置有盒体密封圈。
7.如权利要求1-6任意一项所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述机械手安装架包括连接底座、回转驱动盘、顶板以及成对设置的立柱；
所述连接底座设置于所述钻井平台上，所述回转驱动盘设置于所述连接底座上；
所述立柱的第一端与所述回转驱动盘连接，所述立柱的第二端与所述顶板连接，所述立柱与水平面垂直；
所述立柱上设置有轨道，所述轨道的延伸方向与所述立柱的延伸方形平行，所述伸缩臂机构的第一端与所述轨道滑动连接。
8.如权利要求7所述的自动钻杆防喷洁扣机，其特征在于，所述伸缩臂机构包括第一滑车、第二滑车、升降油缸、伸缩油缸以及交叉杆组件；
所述第一滑车和所述第二滑车均与所述轨道滑动连接，所述第一滑车位于所述第二滑车的上方；
所述升降油缸的缸筒的底端与所述顶板铰接，所述升降油缸的活塞杆的顶端与所述第二滑车铰接；所述伸缩油缸的缸筒的底端与所述第一滑车铰接，所述伸缩油缸的活塞杆的顶端与所述第二滑车铰接；
所述交叉杆组件包括第一折叠杆、第二折叠杆以及立杆，所述第一折叠杆的第一端与所述第一滑车铰接，所述第二折叠杆的第一端与所述第二滑车铰接；所述立杆与水平面垂直，所述立杆上设置有与所述立杆的延伸方向平行的第三滑槽，所述第一折叠杆的第二端与所述立杆的下端铰接，所述第二折叠杆的第二端与所述第三滑槽滑动连接；所述连接座与所述立柱可拆卸连接。
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