CN113682798A - 可自动定位的钻杆拨料装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可自动定位的钻杆拨料装置，包括储料架，储料架为自重式下料结构，储料架的出料端设置有拨料机构，拨料机构用于将从储料架下料的杆件传送至轴向定位装置；拨料机构的结构包括拨料盘，拨料盘呈扇形结构，拨料盘通过传动件与驱动装置连接，绕扇形结构的圆心来回摆动，扇形结构的侧面上形成有容纳槽，容纳槽一侧形成有沿扇形结构侧面向外凸起的挡块，容纳槽用于容纳从储料架落下的单个杆件；拨料盘摆动时，容纳槽沿其摆动方向将一个杆件拨至轴向定位装置，同时，扇形结构的弧形面用于将后一个杆件挡在储料架的出料端，防止其滑落。本申请满足钻杆有序连续输送，提高了自动化程度，提升了输送作业过程的安全性和灵活性。

Description

可自动定位的钻杆拨料装置

技术领域

本申请涉及钻杆输送装置的技术领域，尤其是一种可自动定位的钻杆拨料装置。

背景技术

钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，连接在钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置之间，用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高或降低。钻杆的整体加工工艺包括对原材料的检查、管端的加粗、螺纹的加工、表面处理、标记喷漆及包装等流程。在对管端加粗的工序中，主要流程为：提取毛坯钻杆、送入中频炉加热、送入压力机挤压加粗。工厂工位布局时，因中频炉的温度过高，往往需要与其他的设备间隔一定的距离，以保证各工序稳定运行。这就导致目前在加工过程中，钻杆在各个工序流程中的传递仍然依靠大量的人力来实现，通常为两人合作搬运或是一人驾驶铲车运输多人辅助装卸。

无论哪种递送方式，对人力和生产空间均是极大的消耗，同时存在安全隐患：人力搬运的过程中，若协调配合不当，容易发生钻杆脱落伤人的事故；钻杆在工厂内的移动，也容易造成钻杆和其他堆砌物料的磕碰损伤；驾驶铲车运送时，需要工人们配合完成毛坯钻杆的捆扎、装车、行车、卸料、对齐摆放等等步骤。在作业过程中，粗糙的毛坯钻杆、吊装捆扎的过程、车辆行进时的颠簸、近炉口的高温均是不安全因素，稍有操作不慎就会产生严重的事故。同时，人工干预运输流程导致整体工作流程效率低下，无法满足快速增长的生产需要与企业生产线自动化升级的迫切诉求。

申请内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种可自动定位的钻杆拨料装置，无需人力介入搬运与定位，可安装于钻杆加粗自动化生产线中的，提高输送作业效率和安全性。

本申请采用的技术方案如下：

一种可自动定位的钻杆拨料装置，包括储料架，所述储料架为自重式下料结构，储料架的出料端设置有拨料机构，所述拨料机构用于将从所述储料架下料的杆件传送至轴向定位装置；所述拨料机构的结构包括拨料盘，所述拨料盘呈扇形结构，拨料盘通过传动件与驱动装置连接，绕扇形结构的圆心来回摆动，扇形结构的一侧面上形成有容纳槽，所述容纳槽一侧形成有沿扇形结构侧面向外凸起的挡块，容纳槽用于容纳从储料架落下的单个杆件；拨料盘摆动时，通过容纳槽将前一个杆件拨至所述轴向定位装置，同时通过扇形结构的弧形面将后一个杆件挡在所述储料架的出料端，防止其滑落。

进一步技术方案为：

所述挡块与杆件接触的表面上设有柔性接触层。

与所述拨料盘连接的传动件的结构为：包括转轴，所述转轴两端与轴承座连接，所述转轴一端通过连杆与作为所述驱动装置的拨料气缸的活塞杆连接；当所述拨料气缸的活塞杆伸缩运动，所述连杆带动所述转轴绕其轴线往复转动，从而带动所述拨料盘往复摆动。

所述拨料盘沿轴向间隔设置有多个，各拨料盘分别套设于所述转轴上。

所述转轴的横截面为六边形。

所述轴向定位装置的结构为：包括至少两个滚动支撑件，每个滚动支撑件具有用于与杆件表面接触的滚动接触面，所述至少两个滚动支撑件沿杆件轴向间隔布置，用于对杆件提供支撑，且通过转动调节杆件的轴向位置。

所述轴向定位装置的结构还包括轴向微调件和传感器，所述传感器用于检测所述杆件的端面位置，所述轴向微调件用于根据所述传感器的信号，微调所述杆件的轴向位置。

所述轴向微调件采用电动推杆，其活塞杆端部设有推块；所述轴向微调件的高度可调。

所述传感器安装于所述推块内。

所述滚动支撑件两端通过轴承装置与安装座连接，所述滚动支撑件通过传动机构与驱动电机连接。

本申请的有益效果如下：

本申请通过带有容纳槽及挡块的拨料盘实现单根钻杆的有序输送，利用扇形结构的弧形面确保前一根钻杆输送的同时后一根钻杆在储料架出口端有序等待，通过拨料盘往复摆动，满足钻杆有序、连续输送需求，极大地提高了自动化程度，提升了输送作业过程的安全性和灵活性。

本申请的轴向定位装置，通过滚动支撑件对钻杆轴向位置进行粗调节，再通过轴向微调件和传感器，进行精调节，使钻杆的轴向位置处于设定的定位位置，便于后续工序机械手在设定的定位位置将钻杆取走，自动定位，准确性高，节省人工校准时间，提高了效率。

附图说明

图1为本申请实施例的工作过程中拨料盘处于初始状态的结构示意图。

图2为图1的右视图。

图3为图1的省略部分储料架结构的俯视图。

图4为本申请实施例的工作过程中拨料盘处于送料状态的结构示意图。

图5为图4的省略部分储料架结构的右视图。

图6为本申请实施例的工作过程中拨料盘处于送料完成状态的结构示意图。

图7为图6的省略部分储料架结构的右视图。

图8为图6的省略部分储料架结构的俯视图。

图中：1、调节板；2、轴承座；3、挡块；4、拨料盘；5、转轴；6、滚动支撑件；7、传动机构；8、驱动电机；9、拨料气缸；10、储料架；11、第三立柱；12、推块；13、连杆；14、安装座；15、轴向微调件；16、第一立柱；17、第二立柱；18、基座；19、杆件；20、容纳槽；41、弧形面；61、滚动接触面。

具体实施方式

以下结合附图说明本申请的具体实施方式。

本实施例的可自动定位的钻杆拨料装置，可参考图1，包括储料架10，储料架10为自重式下料结构，储料架10的出料端设置有拨料机构，拨料机构用于将从储料架10下料的杆件19拨送至轴向定位装置；

可参考图2和图5，拨料机构的结构包括拨料盘4，拨料盘4呈扇形结构，拨料盘4通过传动件与驱动装置连接，绕扇形结构的圆心来回摆动，如图5所示，扇形结构的一侧面上形成有容纳槽20，容纳槽20一侧形成有沿扇形结构侧面向外凸起的挡块3，容纳槽20用于容纳从储料架10落下的单个杆件19；拨料盘4摆动时，通过容纳槽20将前一个杆件19拨至轴向定位装置，同时通过扇形结构的弧形面41将后一个杆件19挡在储料架10的出料端，防止其滑落。

上述实施例中，可参考图2中的方位，作为一种具体实施方式，轴向定位装置位于拨料机构的左侧，拨料机构位于储料架10出料端的左侧。储料架10进料端与前一步工序的完成端相连，钻杆(杆件19)可直接由前一工序滚动至储料架10上，储料架10作为加粗工序的准备区，用于临时储存并在重力作用下自动输送杆件19。作为具体实施形式，如图3所示，储料架10由若干第三立柱11支撑，沿进料端向出料端向下倾斜，实现杆件19在重力作用下滚动输送。

上述实施例中，挡块3实际上为构成容纳槽20的一部分结构，作用是对杆件19限位，防止拨料盘4向轴向定位装置摆动过程中，杆件19提前滑落。同时，挡块3还起导向作用，可参考图7，当拨料盘4摆动至轴向定位装置，其内的杆件19顺势落下至轴向定位装置上时，杆件19可沿挡块3表面滚动并落入轴向定位装置上。

作为一种具体实施形式，挡块3与杆件19接触的表面上设有柔性接触层。例如橡胶、塑胶层等，可起到杆件19表面防护的作用。

上述实施例中，可参考图1-图3，与拨料盘4连接的传动件的结构为：

包括转轴5，转轴5两端与轴承座2连接，转轴5一端通过连杆13与作为驱动装置的拨料气缸9的活塞杆连接；当拨料气缸9的活塞杆伸缩运动，连杆13带动转轴5绕其轴线往复转动，从而带动拨料盘4往复摆动。

作为具体实施形式，拨料盘4沿轴向间隔设置有多个，各拨料盘4分别套设于转轴5上。

作为具体实施形式，转轴5的横截面为六边形。

具体地，本实施例的拨料盘4设置有两个。考虑到实际安装条件和安装精度，每个转轴5上各套设一个拨料盘4，两个转轴5之间通过联轴器连接，可由同一个拨料气缸9同步驱动。

具体地，拨料气缸9驱动连杆13做循环摆动，连杆13可以带动六边形转轴5做非整周的旋转运动。两个拨料盘4与转轴5相连，实现随转轴5的转动同步规律摆动，当旋转至一定角度时，挡块3竖起如图2所示的状态，挡块3外侧面刚好与杆件19对接，杆件19在重力作用下滑落，然后掉落至容纳槽20中，拨料盘4摆动，依次经历图1、图4的状态，摆动方向可参考图2、图5中箭头所示方向，最终到达图6、图7及图8所示的完成状态，将杆件19输送至轴向定位装置上。从而实现储料架10上的钻杆一根一根单独送料的动作，拨料盘4在做往复循环摆动的过程中，可参考图5，扇形结构的弧形面41起到阻挡后一个杆件19从储料架滑落的作用。

作为具体实施形式，如图2所示，上述转轴5两端与轴承座2安装在第二立柱17上，第二立柱17固定在基座18上，基座18固定在安装平面上。

上述实施例中，可参考图1和图2，轴向定位装置的结构包括至少两个滚动支撑件6，每个滚动支撑件6具有用于与杆件19表面接触的滚动接触面61，至少两个滚动支撑件6沿杆件19轴向间隔布置，用于对杆件19提供支撑，且通过转动调节杆件19的轴向位置。

作为具体实施形式，滚动支撑件6两端通过轴承装置与安装座14连接。

作为具体实施形式，滚动支撑件6通过传动机构7及驱动电机8连接。

具体地，滚动支撑件6采用V型滚轮件，滚动接触面61即为滚轮件的外侧面。滚轮件的滚轮轴两端与安装座14转动连接。

具体地，驱动电机8可采用减速电机。传动机构7为带传动或链传动机构，包括驱动轮、从动轮以及将两者连接的传动带或传动链。驱动轮与驱动电机8的输出端传动连接，从动轮与滚轮件的滚轮轴一端传动连接。

具体地，可参考图2，安装座14通安装在第一立柱16的顶端，第一立柱16固定在基座18上，基座18固定在安装平面上。驱动电机8也可直接安装在第一立柱16上。

滚动支撑件6每次用于接收单根杆件19，在传动机构7及驱动电机8驱动下，实现定向转动，将杆件19推送至定位点，等待下一个工序的机械手将其取走。

本实施例共设置有四个第一立柱16，每个第一立柱16顶面上通过安装座14安装一个V型滚轮件，四个V型滚轮件形成四个支撑位。

上述实施例中，可参考图3，轴向定位装置的结构还包括轴向微调件15和传感器，传感器用于检测杆件19的端面位置，轴向微调件15用于微调杆件19的轴向位置。

作为具体实施形式，轴向微调件15采用电动推杆或气缸等驱动部件，其活塞杆端部设有推块12。

作为具体实施形式，传感器安装于推块12内。

作为具体实施形式，轴向微调件15的高度可调。

具体地，轴向微调件15通过调节板1安装在位于最边上一个第一立柱16上，调节板1的安装高度可调，从而调整轴向微调件15的高度，以适用于不同直径的杆件，同时便于传感器对准杆件19的一端平面采集数据。传感器可以感应到每根杆件19滑落至滚动支撑件6的槽内时的前后精确位置，根据预先设定好的各型号尺寸杆件19的中心位置距离，反馈给作为轴向微调件15的电动推杆，如果杆件19一端距离推块12距离过近，则轴向微调件15将其推离一段距离，如果需要推离的距离超过其行程，则由上述的滚动支撑件6继续推动，反之，如果杆件19一端距离推块12距离过远，则直接由上述的滚动支撑件6调节，使杆件19的中心位置处于设定位置。当钻杆完成位置调整，被下一工序的机械爪抓取离开时，推块12快速复位至远处原点，等待接下来钻杆位置的采集。

本实施例的轴向微调件15省去了人力校准的工作，节约了时间并且降低工人的劳动强度，提高整体流程的效率。

Claims (10)

1.一种可自动定位的钻杆拨料装置，包括储料架(10)，所述储料架(10)为自重式下料结构，储料架(10)的出料端设置有拨料机构，其特征在于，所述拨料机构用于将从所述储料架(10)下料的杆件(19)传送至轴向定位装置；

所述拨料机构的结构包括拨料盘(4)，所述拨料盘(4)呈扇形结构，拨料盘(4)通过传动件与驱动装置连接，绕扇形结构的圆心来回摆动，扇形结构的一侧面上形成有容纳槽(20)，所述容纳槽(20)一侧形成有沿扇形结构侧面向外凸起的挡块(3)，容纳槽(20)用于容纳从储料架(10)落下的单个杆件(19)；拨料盘(4)摆动时，通过容纳槽(20)将前一个杆件(19)拨至所述轴向定位装置，同时通过扇形结构的弧形面(41)将后一个杆件(19)挡在所述储料架(10)的出料端，防止其滑落。

2.根据权利要求1所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述挡块(3)与杆件(19)接触的表面上设有柔性接触层。

3.根据权利要求1所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，与所述拨料盘(4)连接的传动件的结构为：包括转轴(5)，所述转轴(5)两端与轴承座(2)连接，所述转轴(5)一端通过连杆(13)与作为所述驱动装置的拨料气缸(9)的活塞杆连接；当所述拨料气缸(9)的活塞杆伸缩运动，所述连杆(13)带动所述转轴(5)绕其轴线往复转动，从而带动所述拨料盘(4)往复摆动。

4.根据权利要求3所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述拨料盘(4)沿轴向间隔设置有多个，各拨料盘(4)分别套设于所述转轴(5)上。

5.根据权利要求3所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述转轴(5)的横截面为六边形。

6.根据权利要求1所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述轴向定位装置的结构为：包括至少两个滚动支撑件(6)，每个滚动支撑件(6)具有用于与杆件(19)表面接触的滚动接触面(61)，所述至少两个滚动支撑件(6)沿杆件(19)轴向间隔布置，用于对杆件(19)提供支撑，且通过转动调节杆件(19)的轴向位置。

7.根据权利要求6所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述轴向定位装置的结构还包括轴向微调件(15)和传感器，所述传感器用于检测所述杆件(19)的端面位置，所述轴向微调件(15)用于根据所述传感器的信号，微调所述杆件(19)的轴向位置。

8.根据权利要求7所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述轴向微调件(15)采用电动推杆，其活塞杆端部设有推块(12)；所述轴向微调件(15)的高度可调。

9.根据权利要求7所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述传感器安装于所述推块(12)内。

10.根据权利要求6所述的可自动定位的钻杆拨料装置，其特征在于，所述滚动支撑件(6)两端通过轴承装置与安装座(14)连接，所述滚动支撑件(6)通过传动机构(7)与驱动电机(8)连接。

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