CN114233214A - 一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构及方法，包括钻杆抓取机构、装卸扣浮动保护机构、上杆角度调节机构、抓取水平位置调节机构、抓取垂直高度调节机构和整机位置调节机构；钻杆抓取机构的永磁吸铁能在驱动马达作用下吸附或释放钻杆，在钻杆装卸丝扣过程中，钻杆拖动撑杆可沿装卸扣浮动保护机构滑动轴轴向移动一定距离，从而起到保护丝扣的目的，上杆角度调节机构能调节上杆角度，抓取水平位置调节机构和抓取垂直高度调节机构以及整机位置调节机构能调整抓取水平、高度和整体位置。本发明采用永磁吸铁实现钻杆抓取，可实现任意尺寸的钻杆抓取需要，能实现钻杆大范围的抓取，占地空间小、抓取方便、结构简单、操作方便、工人劳动强度低。

Description

一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构及方法

技术领域

本发明属于钻探装备领域，尤其涉及一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构及方法。

背景技术

钻探过程中，需要频繁的装卸钻杆及钻具，将钻杆从地面或者专用的钻杆箱举升一定高度与钻机动力头回转中心对齐，然后钻杆保持固定，动力头回转将动力头主轴丝扣与钻杆丝扣拧紧，紧扣过程中，由于丝扣啮合过程中，动力头每转一圈，钻杆需要做轴向向移动一定距离。在装卸钻杆过程中，需要完成钻杆抓取、钻杆举升、与动力头对中、钻杆抱紧、轴向随动几个动作，在深孔或复杂地层钻探中，需要适用不同直径和长度的钻具，钻具外形尺寸、重量差异较大，钻孔过程中需要根据需要加装不同尺寸、不同外形、不同重量的钻具，部分钻探工艺需要一次起下钻需要装卸数百根钻具，特别是大直径钻孔使用的钻杆重量大、长度长，钻杆装卸过程劳动强度大，安装过程中辅助作业危险系数高，且单根安装时间长，直接影响着钻探效率及安全性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构及方法，以解决现有技术中机构复杂、适用性差、占地面积大、使用不便、安全性差等问题。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构，包括钻杆抓取机构、装卸扣浮动保护机构、上杆角度调节机构、抓取水平位置调节机构、抓取垂直高度调节机构和整机位置调节机构；

所述钻杆抓取机构包括撑杆、连在撑杆下方并位于撑杆两端的两组永磁吸铁以及设在永磁吸铁上的驱动马达，两组永磁吸铁能在驱动马达作用下吸附或释放钻杆；所述装卸扣浮动保护机构包括滑动支架、平行装在滑动支架下端的滑动轴以及套在滑动轴上的两个弹簧；所述撑杆上端与滑动轴铰接并能沿滑动轴轴向移动；所述上杆角度调节机构包括第一旋转油缸，第一旋转油缸的缸杆端通过调角支座与滑动支架铰接；所述抓取水平位置调节机构包括内筒、套在内筒外的外筒以及连接在内筒和外筒间的推动油缸；内筒与所述第一旋转油缸的缸筒对接；所述抓取垂直高度调节机构包括变幅支架、底座和变幅油缸，变幅支架上端通过第二旋转油缸连接所述外筒，变幅支架下端与底座铰接，变幅油缸的两端分别与变幅支架和底座铰接；所述整机位置调节机构包括轨座、设在轨座上的齿条、与齿条啮合的齿轮以及液压马达；齿轮安装在液压马达主轴上，液压马达连接所述底座，底座配合安装在轨座上，液压马达能驱动齿轮带动底座沿轨座上的导轨移动。

本发明还包括如下技术特征：

可选地，所述永磁吸铁包括永磁吸铁壳体和设在永磁吸铁壳体内的一对极芯；永磁吸铁壳体下表面为弧形凹面；所述驱动马达壳体固定连在永磁吸铁壳体上，驱动马达主轴能带动极芯转动改变磁力达到对钻杆的吸持和释放。

可选地，所述永磁吸铁壳体上安装有指示器，指示器固定连接极芯，极芯转动能带动指示器转动以实现吸持和释放状态指示，避免钻杆未完全吸合而提升带来的安全隐患。

可选地，所述永磁吸铁壳体上端通过销轴及装在撑杆上的销轴座与撑杆铰接，销轴与撑杆及所吸附钻杆均垂直，永磁吸铁与钻杆表面接触时，若钻杆未放置水平，永磁吸铁可绕销轴转动，从而保证永磁吸铁与钻杆表面充分接触，确保钻杆吸合可靠。

可选地，所述撑杆上端设有耳座，滑动轴贯穿所述耳座且两个弹簧位于耳座两侧以使撑杆与滑动轴铰接并能沿滑动轴移动。

可选地，所述撑杆上端的耳座与滑动支架面接触以确保撑杆沿滑动轴轴向滑动时不做周向转动。

可选地，所述两个弹簧位于耳座两侧以支撑撑杆，当装卸钻杆丝扣过程中，钻杆沿轴向运动，拖动撑杆做轴向移动，两个弹簧作用能使撑杆处于浮动状态，补偿松紧扣钻杆轴向位移。

可选地，所述滑动支架上端设有挂耳，调角支座与挂耳之间设有铰接轴，调角支座调整角度时，滑动支架均处于竖向平面内，从而使任意工作状态下，钻杆抓取机构和装卸扣浮动保护机构始终位于竖向平面内，便于抓取钻杆。

可选地，所述第二旋转油缸的缸杆与外筒固定连接，第二旋转油缸的缸筒与变幅支架固定连接，第二旋转油缸能调整外筒与变幅支架之间的夹角。

一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构的电液控制方法，包括以下步骤：

步骤一，装钻过程中，根据钻杆长度，控制整机位置调节机构的液压马达驱动抓取垂直高度调节机构滑动至合适的位置；

步骤二，控制抓取水平位置调节机构的推动油缸和抓取垂直高度调节机构的变幅油缸和第二旋转油缸工作以调整钻杆抓取机构至相应钻杆位置；

步骤三，两组永磁吸铁与钻杆表面贴合，永磁吸铁吸合钻杆；

步骤四，控制抓取水平位置调节机构的推动油缸和抓取垂直高度调节机构的变幅油缸和第二旋转油缸工作以调整钻杆轴线所在平面与动力头立轴所在平面重合；

步骤五，控制上杆角度调节机构的第一旋转油缸带动钻杆旋转以与动力头主轴对齐；

步骤六，控制整机位置调节机构的液压马达以拖动整机移动并将动力头主轴丝扣插入钻杆丝扣，动力头回转，丝扣啮合，丝扣啮合过程中，拖动钻杆沿轴线移动，此时装卸扣浮动保护机构使得钻杆抓取机构能在钻杆轴向浮动，从而更好的保护丝扣。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

(1)本发明采用永磁吸铁实现钻杆抓取，可实现任意尺寸的钻杆抓取需要，同时通过优化设计的位置调节机构，实现了钻杆大范围的抓取，该系统占地空间小、抓取方便、结构简单、操作方便、工人劳动强度低，钻杆可紧贴在一起码放，提高了有限场地钻杆的码放数量，通过简单的程序化控制便可实现钻杆装卸的自动化。

常规钻杆抓取方式是采用机械手实现钻杆抓取，手机械手抓取和释放过程中，机械机构空间位置限制，要求钻杆在码放时，相邻的钻杆之间预留一定的空间位置，这就使得固定钻杆摆放空间中，防置的钻杆数量相对较少，给钻机装卸钻杆过程中，需要辅助人员频繁的码放钻杆，工人劳动强度高，装卸效率低，本发明采用的永磁吸铁实现钻杆的抓取，只需永磁吸铁与钻杆表变局部接触，便可实现钻杆抓取，不受钻杆之间空间位置的限制，提高了钻场空间的利用率。常规钻杆抓手抓取钻杆时，当钻杆尺寸差异较大时，需要更换相应规格的抓手，实现不同尺寸钻杆的抓取，本发明采用钻杆抓取方法，不受钻杆尺寸的影响，可大大提高使用的灵活性。

(2)本发明优化设计永磁吸铁安装方式及吸铁状态指示机构，实现了钻杆的可靠及有效抓取，提高了抓取效率及使用安全性。

钻杆摆放过程中，受现场场地平整度等的影响，很难实现钻杆完全水平放置，现有钻杆抓取方式中，一般要求钻杆与抓手的水平相对位置差较小，一般解决办法是采用专门的钻杆箱将钻杆箱与上杆装置的按一定的公差要求固定安装，以保证钻杆的有效抓取。本发明采用永磁吸铁铰接悬挂安装方式，当钻杆非水平放置时，永磁吸铁与钻杆贴合过程中，可实现垂直平面内沿钻杆轴向摆动一定角度，实现永磁吸铁与钻杆壁的有效贴合，钻杆的可靠吸合，提高了钻杆抓取的可靠性，同时简化了系统组成，提高了系统使用灵活性。现有永磁吸铁一般采用手动或者机械形式实现急芯的转动，通过观察手柄或者机械结构与永磁吸铁壳体的相对位置来判断永磁吸铁的工作状态，此方式一方面不便与远距离控制，另一方面工作尺寸较大，限制了其在钻杆装卸装置上的应用，本发明创造性的使用马达直接驱动永磁吸铁极芯的转动，通过在极芯的另外一端设置极芯位置指示装置，可同过观察指示装置位置，方便的观察到永磁吸铁的工作状态，避免误操作带来的安全性问题及抓取效率问题，同时该指示装置可安装接近开关等电子元件，方便的实现抓取状态的自动检测。

(3)本发明采用装卸扣浮动保护机构实现钻杆抓取机构在钻杆轴向可自由移动一端距离，以补偿松紧钻杆丝扣过程中钻杆轴向位移，较好的保护丝扣，提高了钻杆的使用寿命。

(4)优化设计的钻杆抓取机构位置调节机构，可实现大范围位置调整，实现不同码放状态钻杆抓取需求，使用方便，灵活性高，可有效提高装卸钻杆效率，优化设计的上杆角度调节机构，可在抓取钻杆过程中，根据需要适当调节钻杆与水平面之间的夹角，从而实现不同钻机对上杆角度的要求。

(5)整机可根据钻杆长度以及钻机与抓取装置之间的距离，适当调节两者之间的距离，以便更好的对齐钻杆与钻机回转中心，整机位置采用马达带动齿轮齿条啮合，方便实现位置的微调，同时通过检测齿轮的转速及转角可以方便变得实现位置的精确控制，便于实现自动化装卸钻杆。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明杆抓取机构结构示意图；

图3是本发明装卸扣浮动保护机构结构示意图；

图4是本发明上杆角度调节示意图；

图5是本发明实施例的水平、高度、整体位置调整结构图；

附图标记含义：

1.钻杆抓取机构，2.装卸扣浮动保护机构，3.上杆角度调节机构，4.抓取水平位置调节机构，5.抓取垂直高度调节机构，6.整机位置调节机构，7.钻杆；101.撑杆，102.永磁吸铁，103.驱动马达，104.指示器，105.销轴，106.销轴座，107.耳座，201.滑动支架，202.滑动轴，203.弹簧，204.挂耳，301.第一旋转油缸，302.调角支座，401.内筒，402.外筒，403.推动油缸，501.变幅支架，502.底座，503.变幅油缸，504.第二旋转油缸，601.轨座，602.齿条，603.齿轮，604.液压马达。

以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

本实施例提供一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构，如图1至图5所示，包括钻杆抓取机构1、装卸扣浮动保护机构2、上杆角度调节机构3、抓取水平位置调节机构4、抓取垂直高度调节机构5和整机位置调节机构6。

钻杆抓取机构1包括撑杆101、连在撑杆101下方并位于撑杆101两端的两组永磁吸铁102以及设在永磁吸铁102上的驱动马达103，两组永磁吸铁102能在驱动马达103作用下吸附或释放钻杆；采用永磁吸铁实现钻杆的抓紧，只需将永磁吸铁置于钻杆表面，变可控制钻杆抓取，可抓取任意尺寸钻杆，且钻杆可紧凑摆放，不需要限制钻杆之间的空间位置。

装卸扣浮动保护机构2包括滑动支架201、平行装在滑动支架201下端的滑动轴202以及套在滑动轴202上的两个弹簧203；撑杆101上端与滑动轴202铰接并能沿滑动轴202轴向移动；从而在钻杆装卸丝扣过程中，钻杆在外力作用下移动时，拖动撑杆可沿滑动轴轴向移动一定距离，从而起到保护丝扣的目的。

上杆角度调节机构3包括第一旋转油缸301，第一旋转油缸301的缸杆端通过调角支座302与滑动支架201铰接，从而通过第一旋转油缸的旋转调整装卸扣浮动保护机构和钻杆抓取机构的角度，实现上杆角度调节。

抓取水平位置调节机构4包括内筒401、套在内筒401外的外筒402以及连接在内筒401和外筒402间的推动油缸403；内筒401与第一旋转油缸301的缸筒对接；通过推动油缸带动内筒伸缩从而调整上杆角度调节机构、装卸扣浮动保护机构及钻杆抓取机构的水平位置。

抓取垂直高度调节机构5包括变幅支架501、底座502和变幅油缸503，变幅支架501上端通过第二旋转油缸504连接外筒402，变幅支架501下端与底座502铰接，变幅油缸503的两端分别与变幅支架501和底座502铰接；第二旋转油缸能调整外筒与变幅支架之间的夹角，通过变幅油缸的伸缩能调整变幅支架和底座之间的夹角进而调整抓取水平位置调节机构的垂直高度。

整机位置调节机构6包括轨座601、设在轨座601上的齿条602、与齿条602啮合的齿轮603以及液压马达604；齿轮603安装在液压马达604主轴上，液压马达604连接底座502，底座502配合安装在轨座601上，液压马达604能驱动齿轮603带动底座502沿轨座601上的导轨移动，通过齿轮齿条结构实现整机的移动，实现不同长度钻杆的抓取。

上述调节机构能实现钻杆抓取机构位置调整，实现较大范围的钻杆抓取，钻杆摆放位置限制小，提高有限空间位置更多钻杆的码放。

上述技术方案中，钻杆抓取机构采用马达驱动永磁吸铁，可实现任意直径钻杆的抓取，不需要更换抓手，抓取过程中，钻杆抓取机构只接触钻杆表面，抓取工具空间要求小；第一旋转油缸实现钻杆对扣过程中的角度调节，便于实现角度的精确控制，提高上杆效率；抓取水平位置调节机构可在大范围调节钻杆抓取机构抓取位置，减少了人工辅助挪动钻杆频率；抓取垂直高度调节机构可实现钻杆抓取机构高度调节，实现有限空间范围内，钻杆的码放高度，增加钻杆储存量；装卸扣浮动保护机构能够在装卸钻杆过程中，自动补偿钻轴向位移，保护丝扣，整机位置调节机构实现整机的位置调整，以适合不同长度钻杆的抓取需求。由此，本发明通过对钻杆抓取机构的优化设计，实现了任意尺寸的钻杆抓取，且抓取过程中，对钻杆码放空间结构要求较低，提高了钻杆抓取的灵活性，优化设计的钻杆抓取机构姿态及位置调整机构，实现可满足钻杆钻杆抓取机构的大范围位置调节，从而提高钻杆抓取的效率及钻场空间利用率，钻杆抓取、装卸、码放过程中，只需一人便可完成，而且通过简单的程序化控制，便可实现上下钻杆的自动化、结构紧凑、重量轻、占地面积小、操作简单、可有效减降低工人劳动强度，缩短辅助作业时间，提高钻杆装卸效率。

具体的，永磁吸铁102包括永磁吸铁壳体和设在永磁吸铁壳体内的一对极芯；永磁吸铁壳体下表面为弧形凹面；驱动马达103的壳体固定连在永磁吸铁壳体上，驱动马达103主轴能带动极芯转动改变磁力达到对钻杆的吸持和释放。本实施例中，驱动马达旋转90度，驱动永磁吸铁极芯转动90度，实现钻杆的吸合和释放，极芯转动，带动与极芯固定连接的指示器转动90度，通过观察或者检测指示器的位置，便可以确定永磁吸铁的当前工作状态。

永磁吸铁壳体上安装有指示器104，指示器104固定连接极芯，极芯转动能带动指示器104转动以实现吸持和释放状态指示，避免钻杆未完全吸合而提升带来的安全隐患。

永磁吸铁壳体上端通过销轴105及装在撑杆101上的销轴座106与撑杆101铰接，销轴105与撑杆101及所吸附钻杆均垂直，松紧扣过程中，可辅助松紧丝扣；永磁吸铁102与钻杆表面接触时，若钻杆未放置水平，永磁吸铁102可绕销轴105转动，从而保证永磁吸铁102与钻杆表面充分接触，确保钻杆吸合可靠。

撑杆101上端设有耳座107，滑动轴202贯穿耳座107以使撑杆101与滑动轴202铰接并能沿滑动轴移动。

撑杆101上端的耳座107与滑动支架201面接触以确保撑杆101沿滑动轴202轴向滑动时不做周向转动。

两个弹簧203位于耳座107两侧以支撑撑杆101，当装卸钻杆丝扣过程中，钻杆沿轴向运动，拖动撑杆101做轴向移动，两个弹簧203作用能使撑杆101处于浮动状态，补偿松紧扣钻杆轴向位移。

滑动支架201上端设有挂耳204，调角支座302与挂耳204之间设有铰接轴，调角支座302调整角度时，滑动支架201均处于竖向平面内，从而使任意工作状态下，钻杆抓取机构1和装卸扣浮动保护机构2始终位于竖向平面内，便于抓取钻杆。

第二旋转油缸504的缸杆与外筒402固定连接，第二旋转油缸504的缸筒与变幅支架501固定连接，第二旋转油缸504能调整外筒402与变幅支架501之间的夹角。

实施例2：

本实施例提供一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构的电液控制方法，包括以下步骤：

步骤一，装钻过程中，根据钻杆长度，控制整机位置调节机构的液压马达驱动抓取垂直高度调节机构滑动至合适的位置；

步骤二，控制抓取水平位置调节机构的推动油缸和抓取垂直高度调节机构的变幅油缸和第二旋转油缸工作以调整钻杆抓取机构至相应钻杆位置；

步骤三，两组永磁吸铁与钻杆表面贴合，永磁吸铁吸合钻杆；

步骤四，控制抓取水平位置调节机构的推动油缸和抓取垂直高度调节机构的变幅油缸和第二旋转油缸工作以调整钻杆轴线所在平面与动力头立轴所在平面重合，钻机动力头主轴翘起一定角度；

步骤五，控制上杆角度调节机构的第一旋转油缸带动钻杆旋转以与动力头主轴对齐；

步骤六，控制整机位置调节机构的液压马达以拖动整机移动并将动力头主轴丝扣插入钻杆丝扣，动力头回转，丝扣啮合，丝扣啮合过程中，拖动钻杆沿轴线移动，此时装卸扣浮动保护机构使得钻杆抓取机构能在钻杆轴向浮动，从而更好的保护丝扣。

Claims (10)

1.一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，包括钻杆抓取机构(1)、装卸扣浮动保护机构(2)、上杆角度调节机构(3)、抓取水平位置调节机构(4)、抓取垂直高度调节机构(5)和整机位置调节机构(6)；

所述钻杆抓取机构(1)包括撑杆(101)、连在撑杆(101)下方并位于撑杆(101)两端的两组永磁吸铁(102)以及设在永磁吸铁(102)上的驱动马达(103)，两组永磁吸铁(102)能在驱动马达(103)作用下吸附或释放钻杆；所述装卸扣浮动保护机构(2)包括滑动支架(201)、平行装在滑动支架(201)下端的滑动轴(202)以及套在滑动轴(202)上的两个弹簧(203)；所述撑杆(101)上端与滑动轴(202)铰接并能沿滑动轴(202)轴向移动；所述上杆角度调节机构(3)包括第一旋转油缸(301)，第一旋转油缸(301)的缸杆端通过调角支座(302)与滑动支架(201)铰接；所述抓取水平位置调节机构(4)包括内筒(401)、套在内筒(401)外的外筒(402)以及连接在内筒(401)和外筒(402)间的推动油缸(403)；内筒(401)与所述第一旋转油缸(301)的缸筒对接；所述抓取垂直高度调节机构(5)包括变幅支架(501)、底座(502)和变幅油缸(503)，变幅支架(501)上端通过第二旋转油缸(504)连接所述外筒(402)，变幅支架(501)下端与底座(502)铰接，变幅油缸(503)的两端分别与变幅支架(501)和底座(502)铰接；所述整机位置调节机构(6)包括轨座(601)、设在轨座(601)上的齿条(602)、与齿条(602)啮合的齿轮(603)以及液压马达(604)；齿轮(603)安装在液压马达(604)主轴上，液压马达(604)连接所述底座(502)，底座(502)配合安装在轨座(601)上，液压马达(604)能驱动齿轮(603)带动底座(502)沿轨座(601)上的导轨移动。

2.如权利要求1所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述永磁吸铁(102)包括永磁吸铁壳体和设在永磁吸铁壳体内的一对极芯；永磁吸铁壳体下表面为弧形凹面；所述驱动马达(103)的壳体固定连在永磁吸铁壳体上，驱动马达(103)主轴能带动极芯转动改变磁力达到对钻杆的吸持和释放。

3.如权利要求2所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述永磁吸铁壳体上安装有指示器(104)，指示器(104)固定连接极芯，极芯转动能带动指示器(104)转动以实现吸持和释放状态指示，避免钻杆未完全吸合而提升带来的安全隐患。

4.如权利要求2所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述永磁吸铁壳体上端通过销轴(105)及装在撑杆(101)上的销轴座(106)与撑杆(101)铰接，销轴(105)与撑杆(101)及所吸附钻杆均垂直；永磁吸铁(102)与钻杆表面接触时，若钻杆未放置水平，永磁吸铁(102)可绕销轴(105)转动，从而保证永磁吸铁(102)与钻杆表面充分接触，确保钻杆吸合可靠。

5.如权利要求1所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述撑杆(101)上端设有耳座(107)，滑动轴(202)贯穿所述耳座(107)以使撑杆(101)与滑动轴(202)铰接并能沿滑动轴移动。

6.如权利要求5所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述撑杆(101)上端的耳座(107)与滑动支架(201)面接触以确保撑杆(101)沿滑动轴(202)轴向滑动时不做周向转动。

7.如权利要求6所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述两个弹簧(203)位于耳座(107)两侧以支撑撑杆(101)，当装卸钻杆丝扣过程中，钻杆沿轴向运动，拖动撑杆(101)做轴向移动，两个弹簧(203)作用能使撑杆(101)处于浮动状态，补偿松紧扣钻杆轴向位移。

8.如权利要求1所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述滑动支架(201)上端设有挂耳(204)，调角支座(302)与挂耳(204)之间设有铰接轴，调角支座(302)调整角度时，滑动支架(201)均处于竖向平面内，从而使任意工作状态下，钻杆抓取机构(1)和装卸扣浮动保护机构(2)始终位于竖向平面内，便于抓取钻杆。

9.如权利要求1所述的可实现任意尺寸钻杆抓取机构，其特征在于，所述第二旋转油缸(504)的缸杆与外筒(402)固定连接，第二旋转油缸(504)的缸筒与变幅支架(501)固定连接，第二旋转油缸(504)能调整外筒(402)与变幅支架(501)之间的夹角。

10.一种可实现任意尺寸钻杆抓取机构的电液控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，装钻过程中，根据钻杆长度，控制整机位置调节机构的液压马达驱动抓取垂直高度调节机构滑动至合适的位置；

步骤二，控制抓取水平位置调节机构的推动油缸和抓取垂直高度调节机构的变幅油缸和第二旋转油缸工作以调整钻杆抓取机构至相应钻杆位置；

步骤三，两组永磁吸铁与钻杆表面贴合，永磁吸铁吸合钻杆；

步骤四，控制抓取水平位置调节机构的推动油缸和抓取垂直高度调节机构的变幅油缸和第二旋转油缸工作以调整钻杆轴线所在平面与动力头立轴所在平面重合；

步骤五，控制上杆角度调节机构的第一旋转油缸带动钻杆旋转以与动力头主轴对齐；

步骤六，控制整机位置调节机构的液压马达以拖动整机移动并将动力头主轴丝扣插入钻杆丝扣，动力头回转，丝扣啮合，丝扣啮合过程中，拖动钻杆沿轴线移动，此时装卸扣浮动保护机构使得钻杆抓取机构能在钻杆轴向浮动，从而更好的保护丝扣。

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