CN205532392U - 一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，包括安装在送杆臂(7)尾部用于将送杆臂(7)停在与动力头翘起角度相同位置的送杆臂定位装置(9)和安装在钻塔(2)上用于实现动力头接头中心与钻杆(5)中心对齐的动力头定位装置(1)。本实用新型在自动换杆系统上增加动力头定位装置(1)和送杆臂定位装置(9)，上钻杆时使动力头和送杆臂停留在标定的位置后对接，从而提高上杆效率，保证动力头与钻杆对接同轴度，减少接钻杆时接头螺纹磨损；另外，本实用新型具有成本低，调整简单的优点。

Description

一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，属于钻机技术领域。

背景技术

自动换杆系统是一种可以实现钻机上卸钻杆的自动化设备，能够将钻杆举升到与动力头对齐的位置，完成上卸杆动作。现有技术中，自动换杆系统包括送杆系统机架10、送杆臂7、安装在送杆系统机架10与送杆臂7之间的送杆臂变幅油缸8、钻塔2、安装在钻塔2上用于调节动力头高度的动力头滑架3、设置在动力头滑架3上的动力头和设置在送杆臂7头部用于夹住钻杆5向动力头送进的夹紧进给机构6。自动换杆相比于人工换杆具有高效率、高安全性的特点。

使用自动换杆系统的上卸钻杆过程需要钻机操作员和上杆系操作员两人配合进行，特别是在上杆时候，靠目测进行钻杆与动力头对接会花费一定的时间，且对接同心度存在较大偏差时会造成丝扣磨损。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，能够实现动力头和送杆臂快速定位到钻杆标定的对接位置，让动力头和钻杆中心对正，达到提高上杆效率，减少接杆过程中钻杆螺纹磨损。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型的一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，包括安装在送杆臂尾部用于将送杆臂停在与动力头翘起角度相同位置的送杆臂定位装置和安装在钻塔上用于实现动力头接头中心与钻杆中心对齐的动力头定位装置。

上述送杆臂定位装置包括固定在送杆系统机架上的固定座、调节螺栓和安装在调节螺栓上用于控制送杆臂变幅油缸的接触开关。

上述装有接触开关的调节螺栓与固定座通过螺纹相连接。

上述动力头定位装置包括固定在送杆臂尾部的固定杆、安装座、固定在安装座上且光线方向可与钻杆中心在水平方向对齐的第一激光笔、设置在动力头可翘部分上的标尺、固定在钻塔上的支撑块、安装在支撑块上且可与支撑块相互滑动的滑动轴、与滑动轴固定连接的安装块、固定在安装块上的第二激光笔及用于控制动力头进给油缸的距离传感器、分别位于滑动轴上方及下方的滑轮及手轮、绕过滑轮及手轮的钢丝绳，所述钢丝绳的两端分别与滑动轴的两端相连接，所述第二激光笔与距离传感器的光线方向在同一水平面内。调节安装座与固定杆的相对位置可使第一激光笔光线方向与钻杆在水平面对齐。

距离传感器由标尺反射回信号时触发，距离传感器用于控制第二电磁换向阀；接触开关在其触点与送杆臂的后壁接触时触发，接触开关用于控制第一电磁换向阀。

上述安装座与固定杆通过紧固螺栓相连接。

本实用新型在自动换杆系统上增加动力头定位装置和送杆臂定位装置，上钻杆时使动力头和送杆臂停留在标定的位置后对接，从而提高上杆效率，保证动力头与钻杆对接同轴度，减少接钻杆时接头螺纹磨损；另外，本实用新型具有成本低，调整简单的优点。

附图说明

图1为本实用新型的钻杆对接快速定位装置结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的送杆臂定位装置和动力头定位装置一部分结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型的动力头定位装置结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为本实用新型的钻杆对接快速定位装置液压原理图；

图8为本实用新型的钻杆对接快速定位装置电气原理图；

图中各标号，1为动力头定位装置，2为钻塔，3为动力头滑架，4为动力头可翘部分，5为钻杆，6为夹紧进给机构，7为送杆臂，8为送杆臂变幅油缸，9为送杆臂定位装置，10为送杆系统机架，11为第一激光笔，12为固定杆，13为紧固螺栓，14为安装座，15为接触开关，16为调节螺栓，17为固定座，18为滑轮，19为钢丝绳，20为支撑块，21为滑动轴，22为第二激光笔，23为距离传感器，24为安装块，25为手轮，26为标尺，27为减压阀，28为液压泵，29为第二液压手柄，30为第二电磁换向阀，31为第一液压手柄，32为第一电磁换向阀，33为第一换向阀，34为第二换向阀，35为动力头进给油缸，37为第一开关,38为第二开关，39为第三开关，40为第四开关，41为电源。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

本实用新型的一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，能够实现动力头和送杆臂7快速定位到第一激光笔11和第二激光笔22标定的对接位置，让动力头和钻杆5中心对正，达到提高上杆效率，减少接杆过程中钻杆螺纹磨损的目的。

参见图1和图2，本实用新型包括动力头定位装置1、送杆臂定位装置9。其中，动力头定位装置1安装于钻塔2之上，送杆臂定位装置9安装于送杆臂7尾部。

参见图2、图3和图4，本实用新型的送杆臂定位装置接触开关15、调节螺栓16和固定座17。接触开关15安装在调节螺栓16上，调节螺栓16通过螺纹与固定座17连接，固定座17焊接在送杆机构机架10上。

参见图5和图6，本实用新型的动力头定位装置1包括9包括第一激光笔11、固定杆12、紧固螺栓13、安装座14、滑轮18、钢丝绳19、支撑块20、滑动轴21、第二激光笔22、距离传感器23、安装块24、手轮25和标尺26。其中，第一激光笔11固定在安装座14上，安装座14通过紧固螺栓13与固定杆12连接，固定杆12焊接在送杆臂7的尾部。第二激光笔22与距离传感器23的中心在同一水平面内；第二激光笔22和距离传感器23固定在安装块24上，安装块24与滑动轴21固结，滑动轴21与支撑块20的圆柱面配合，可相互滑动，支撑块20固定在钻塔2上；钢丝绳19绕过滑轮18和手轮25，两端与滑动轴21的两端相连。

参见图7，本实用新型的液压部分包括减压阀27、液压泵28、第二液压手柄29、第二电磁换向阀30、第一液压手柄31、第一电磁换向阀32、第一换向阀33、第二换向阀34、动力头进给油缸35。

参见图8，本实用新型的电气部分包括接触开关15、距离传感器23、第一激光笔11、第二激光笔22、第一开关37、第二开关38、第三开关39、第四开关40和电源41，其中，第一开关37控制接触开关15的通断，第二开关38控制距离传感器23的通断，第三开关40控制第一激光笔11的通断，第四开关41控制第二激光笔22的通断，接触开关15控制第一电磁换向阀32的电磁铁通断，距离传感器23控制第二电磁换向阀30的电磁铁通断。

本实用新型对接时动力头翘起角度最大值可以用其他设定值代替，此时需要增加限制动力头翘起角度的接触开关及其对应的液压部分，其原理与变幅臂定位装置相同。

本实用新型的定位装置工作原理为：首先调整距离传感器23以标定出理想的接杆位置，然后接通距离传感器23进行上杆作业。

传感器位置标定过程为：送杆臂变幅油缸8伸出，并停在送杆臂7与水平方向的夹角等于动力头最大翘起角度的位置，旋转调整螺栓16，使接触开关15恰好被送杆臂7尾部平面压下；调节固定座17，点亮第一激光笔11，使第一激光笔11与钻杆5中心在水平方向对齐；将动力头翘起到最大角度后，调节动力头高度，使其停在标尺26被第一激光笔11照亮的位置；点亮第二激光笔22，转动手轮25使第二激光笔22射出的光正好照在标尺26的上边缘。

上杆作业过程为：接通第一开关37，扳动第一液压手柄31令送杆臂变幅油缸8伸出，当送杆臂7到达设定角度时，其尾部将接触开关15压下，第一电磁换向阀32得电，第一液压手柄31两输出油路连通，第一换向阀33变到中位，使送杆臂变幅油缸8锁紧，送杆臂7停住，操作手将第一液压手柄31回中位，断开第一开关37，送杆臂7定位完成。接通第二开关38，扳动第二液压手柄29令动力头进给油缸伸35出，当动力头向上运动到标尺26刚好挡住距离传感器22时，第二电磁换向阀30得电，第二液压手柄29两出油口连通，第二换向阀34到中位，动力头进给油缸35锁紧，动力头停住，操作手将第二液压手柄29回中位，断开第二开关38，动力头定位完成。

送杆臂定位可以将送杆臂停在与动力头翘起角度相同的位置，动力头定位可以实现动力头接头中心与钻杆中心对齐，最后由夹紧进给机构6夹住钻杆5向动力头送进，动力头旋转上紧丝扣，完成钻杆对接。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，其特征在于：包括安装在送杆臂(7)尾部用于将送杆臂(7)停在与动力头翘起角度相同位置的送杆臂定位装置(9)和安装在钻塔(2)上用于实现动力头接头中心与钻杆(5)中心对齐的动力头定位装置(1)。

2.根据权利要求1所述的自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，其特征在于：所述送杆臂定位装置(9)包括固定在送杆系统机架(10)上的固定座(17)、调节螺栓(16)和安装在调节螺栓(16)上用于控制送杆臂变幅油缸(8)的接触开关(15)。

3.根据权利要求2所述的自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，其特征在于：装有所述接触开关(15)的调节螺栓(16)与固定座(17)通过螺纹相连接。

4.根据权利要求1所述的自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，其特征在于：所述动力头定位装置(1)包括固定在送杆臂(7)尾部的固定杆(12)、安装座(14)、固定在安装座(14)上且光线方向可与钻杆(5)中心在水平方向对齐的第一激光笔(11)、设置在动力头可翘部分(4)上的标尺(26)、固定在钻塔(2)上的支撑块(20)、安装在支撑块(20)上且可与支撑块(20)相互滑动的滑动轴(21)、与滑动轴(21)固定连接的安装块(24)、固定在安装块(24)上的第二激光笔(22)及用于控制动力头进给油缸(35)的距离传感器(23)、分别位于滑动轴(21)上方及下方的滑轮(18)及手轮(25)、绕过滑轮(18)及手轮(25)的钢丝绳(19)，所述钢丝绳(19)的两端 分别与滑动轴(21)的两端相连接，所述第二激光笔(22)与距离传感器(23)的光线方向在同一水平面内。

5.根据权利要求4所述的自动换杆系统的钻杆对接快速定位装置，其特征在于：所述安装座(14)与固定杆(12)通过紧固螺栓(13)相连接。