CN112922543A - 一种钻机自动更换钻杆的装置 - Google Patents

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渠晓刚
焦松岩
杜建荣
栗林波
陈峙
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Taiyuan University of Science and Technology
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Taiyuan University of Science and Technology
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/18—Connecting or disconnecting drill bit and drilling pipe

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Abstract

本发明公开了一种钻探机自动更换钻杆的装置，包括钻探机机身侧板、摆动油缸底座、翻转机构、定位装置、钻杆夹持机构、钻杆旋转进给机构。所述摆动油缸底座固定在钻探机机身侧板上，所述翻转机构通过螺栓与摆动油缸底座固定，所述定位装置固定在钻探机机身侧板上，所述钻杆夹持机构固定在翻转臂架上，所述钻杆旋转进给机构设置在钻杆夹持机构上。本发明结构简单，使用方便。直接将钻杆放入钻杆夹持机构中，在摆动油缸驱动和定位装置的作用下，准确到达预定位置，在旋转进给机构的作用下，钻杆实现与上一根钻杆的螺纹配对和进给运动，极大地提高了工作效率。

Description

一种钻机自动更换钻杆的装置
技术领域
本发明属于煤气开采技术领域，具体涉及一种钻探机自动更换钻杆的装置。
背景技术
目前国内大多数煤井钻探机钻杆更换工作，主要还是依赖人工更换钻杆，由工人搬运钻杆，将钻杆抬至钻探机的动力头处，与上一根钻杆进行配合，如此重复工作。这样的工作方式不仅效率很低，而且存在一定的危险性，尤其对于一些重量大的钻杆，往往最少需要两个人搬运，而且在配合的过程中，需要工人抬着钻杆进行人工定位，既费时又费力。因此有必要提供一种能够有效解决上述问题的机械装置。
发明内容
本发明的目的是要解决上述技术问题，提供了一种钻探机自动更换钻杆的装置，可以实现快速换杆，不仅解决了工作效率和危险性的问题，还解决了钻杆定位的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻探机自动更换钻杆的装置，包括钻探机机身侧板、摆动油缸底座、翻转机构、定位装置、钻杆夹持机构、钻杆旋转进给机构。所述摆动油缸底座固定在钻探机机身侧板上，所述翻转机构通过螺栓与摆动油缸底座固定，所述定位装置固定在钻探机机身侧板上，所述钻杆夹持机构固定在翻转臂架上，所述钻杆旋转进给机构设置在钻杆夹持机构上。
为了实现翻转功能，作为本发明的一种优选技术方案，所述翻转功能由固定在机身侧板上的摆动油缸实现180度翻转，实现钻杆的搬运。
为了实现定位功能，作为本发明的一种优选技术方案，所述定位功能由固定在机身侧板上的限位块进行定位，所述定位块分为上限位块和下限位块两部分，二者通过螺栓连接，是可调式的，以补偿零件安装过程中的误差，实现精准定位。
为了实现钻杆夹持功能，作为本发明的一种优选技术方案，夹持机构通过液压驱动两侧夹爪，实现对钻杆的夹持，夹持机构下面设置有钻杆支撑构件，消除钻杆在翻转过程中两端的晃动。
为了钻杆的旋转进给运动，作为本发明的一种优选技术方案，在夹爪上装有螺旋滚轮，在钻杆旋转进行螺纹配对的同时，还能实现钻杆的轴向进给运动，提高工作效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结构简单，实现了钻杆更换的自动化，避免了人力搬运过程中的危险性，并且由于其精准的定位功能，保证了钻杆配对的精度，大大提高了工作效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成了说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的钻探机上杆机构示意图；
图3为本发明的定位装置示意图；
图4为本发明的螺旋滚轮示意图；
图中：1、钻机机身侧板；2、摆动油缸底座；3、螺栓；4、摆动油缸；5、输出轴；6、翻转臂架；7、下限位块；8、上限位块；9、钻杆支撑杆；10、螺旋滚轮；11、夹爪；12、夹爪轴；13、螺旋滚轮轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种钻探机自动更换钻杆的装置，包括钻探机机身侧板1、摆动油缸底座2、翻转机构、定位装置、钻杆夹持机构、钻杆旋转进给机构。所述摆动油缸底座2固定在钻探机机身侧板1上，所述翻转机构通过螺栓3与摆动油缸底座2固定，所述定位装置固定在钻探机机身侧板1上，所述钻杆夹持机构固定在翻转臂架上，所述钻杆旋转进给机构设置在钻杆夹持机构上。
进一步地，所述翻转机构包括摆动油缸4、输出轴5、翻转臂架6，所述摆动油缸4通过螺栓3与摆动油缸底座2固定，所述输出轴5设置在摆动油缸4输出端，所述翻转臂架6呈L形，设置在输出轴5上。
进一步地，所述定位装置包括上限位块8和下限位块7，所述上限位块8固定在钻探机机身侧板1上，上限位块8开有两个通孔，所述下限位块7开有槽，通过螺栓与上限位块8固定。
进一步地，所述钻杆夹持机构包括钻杆支撑杆9、夹爪轴12和夹爪11，所述夹爪轴12设置在翻转臂架6上，所述夹爪11设置在夹爪轴12中间位置，所述钻杆支撑杆9设置在翻转臂架6上。
进一步地，所述钻杆旋转进给机构包括螺旋滚轮轴13和螺旋滚轮10，所述螺旋滚轮轴13设置在夹爪11上，所述螺旋滚轮10设置在螺旋滚轮轴13上。
本发明的工作原理及使用流程：作业前，翻转机构从图1所示位置顺时针旋转180度到达上杆位置，由工人将钻杆放入夹爪11处，钻杆两端由钻杆支撑杆9支撑，放入稳当后，夹爪11夹紧钻杆，启动摆动油缸4，翻转机构逆时针旋转180度，同时在下限位块7的作用下到达指定位置，在液压马达作用下，螺旋滚轮10旋转，使钻杆实现旋转运动和轴向进给运动，轴向进给运动使钻杆到达与上一根钻杆配合位置，旋转运动使钻杆与上一根钻杆实现螺纹配合，钻杆配合紧密后，夹爪11松开，翻转机构返回到上杆位置，循环上述工作步骤，从而实现钻杆更换工作。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管已经参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的结构和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钻探机自动更换钻杆的装置，包括钻探机机身侧板、摆动油缸底座、翻转机构、定位装置、钻杆夹持机构、钻杆旋转进给机构，其特征在于：所述摆动油缸底座（2）固定在钻探机机身侧板（1）上，所述翻转机构通过螺栓与摆动油缸底座（2）固定，所述定位装置固定在钻探机机身侧板（1）上，所述钻杆夹持机构固定在翻转臂架（6）上，所述钻杆旋转进给机构设置在钻杆夹持机构上。
2.根据权利要求1所述的一种钻探机自动更换钻杆的装置，其特征在于：所述翻转机构包括摆动油缸（4）、输出轴（5）、翻转臂架（6），所述摆动油缸（4）通过螺栓（3）与摆动油缸底座（2）固定，所述输出轴（5）设置在摆动油缸（4）输出端，所述翻转臂架（6）呈L形，设置在输出轴（5）上。
3.根据权利要求1所述的一种钻探机自动更换钻杆的装置，其特征在于：所述定位装置包括上限位块（8）和下限位块（7），所述上限位块（8）固定在钻探机机身侧板（1）上，上限位块（8）开有两个通孔，所述下限位块（7）开有槽，通过螺栓与上限位块（8）固定。
4.根据权利要求1所述的一种钻探机自动更换钻杆的装置，其特征在于：所述钻杆夹持机构包括钻杆支撑杆（9）、夹爪轴（12）和夹爪（11），所述夹爪轴（12）设置在翻转臂架（6）上，所述夹爪（11）设置在夹爪轴（12）中间位置，所述钻杆支撑杆（9）设置在翻转臂架（6）上。
5.根据权利要求1所述的一种钻探机自动更换钻杆的装置，其特征在于：所述钻杆旋转进给机构包括螺旋滚轮轴（13）和螺旋滚轮（10），所述螺旋滚轮轴（13）设置在夹爪（11）上，所述螺旋滚轮（10）设置在螺旋滚轮轴（13）上。
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