CN211342823U - 一种钻杆箱及钻杆自动运移系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻杆箱及钻杆自动运移系统，钻杆箱包括底座、底座上方设置有多排间隔设置的钻杆排列通道，钻杆排列通道包括两端的固定支架，固定支架包括相对设置的两块挡板，通过钻杆排列通道两端的四块挡板形成码放钻杆的间隙；在钻杆排列通道同一端设置的两挡板的相对面上对称设置有弹性卡止件，弹性卡止件朝向钻杆排列通道下端的面为斜面，朝向钻杆排列通道通道上端的面为平面，对称设置的两弹性卡止件之间的最小间距小于钻杆的直径。本实用新型钻杆箱能够给予夹持爪足够的操作空间，方便夹持爪对钻杆的夹持，钻杆自动运移系统自动化程度高，可以有效缩短矿产资源勘探以及石油钻井工作时间，提高工作效率，减轻工人劳动强度。

Description

一种钻杆箱及钻杆自动运移系统

技术领域

本实用新型涉及机械自动化领域，尤其涉及一种钻杆箱及钻杆自动运移系统。

背景技术

工程钻进的施工过程中，需要不断地连接和拆卸钻杆，来满足不同钻进孔深的要求。现有技术中的钻杆大多是散落在工地上，钻杆长度较长3～6m，目前钻杆的输送方式是手动运输或半机械式,手动装拆困难，工作量大，效率极低。

半机械化的起吊臂替代了工人的一部分劳动任务，但是未能替代工人的全部工作。在起吊过程中，由于钻杆散落放置，需要人为去扶正钻杆进行定位，方便钻杆的起吊，效率较之手工操作效率并没有显著提高，只是降低了工人的劳动强度。为了提高操作效率，现场施工时预先将钻杆码放整齐的放到吊臂和钻机之间，尽可能的节约工人摆放钻杆的时间。但随之而来的问题是钻杆码放在一起时，钻杆与钻杆之间紧密接触，吊具的夹持爪不存在操作空间。为了解决操作空间的问题，现在的施工现场一般都会设置钻杆箱，在钻杆箱内设置多排钻杆码放通道，沿每排钻杆码放通道内竖向装填钻杆，相邻钻杆排放通道之间存在供吊臂的夹持爪完成加持动作的横向空间，但并没有解决在纵深方向上夹持爪不存在操作空间的问题。目前采用的钻杆箱在使用时，都是靠吊臂调整下降距离，夹持钻杆时，通过夹持爪挤入上下相邻两根钻杆之间，完成对上层钻杆的夹持。但这种夹持方式对钻杆及夹持爪本身的磨损较严重，影响使用寿命。

实用新型内容

针对上述现有技术中的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种钻杆箱，使夹持爪在夹持钻杆时具有充足横向操作空间和纵深方向操作空间对钻杆进行夹持。同时该钻杆箱和全自动化机械臂配合组成的钻杆自动运移系统可实现钻杆从自动装载、自动输送和自动拆卸的全过程自动化。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钻杆箱，包括底座、底座上方设置有多排间隔设置的钻杆排列通道，钻杆排列通道包括两端的固定支架，固定支架包括相对设置的两块挡板，通过钻杆排列通道两端的四块挡板形成码放钻杆的间隙；在钻杆排列通道同一端设置的两挡板的相对面上对称设置有弹性卡止件，弹性卡止件朝向钻杆排列通道下端的面为斜面，朝向钻杆排列通道通道上端的面为平面，对称设置的两弹性卡止件之间的最小间距小于钻杆的直径。

优选地，在底座中间位置设置有下托板，下托板通过竖直设置的滚珠丝杠带动其升降。

优选地，在弹性卡止件下方的挡板板面上安装有导辊。

优选地，所述弹性卡止件包括一水平设置的弹簧片和一倾斜设置的支撑板，支撑板一端与挡板板面铰接，另一端与弹簧片远离挡板板面的一端连接。

优选地，在所述下托板的四角均竖直设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母与下托板固定连接。

优选地，还包括同步驱动系统，包括驱动电机和同步带，在驱动电机的输出轴上安装有主动轮，对应每一个滚珠丝杠的螺杆下端安装有从动轮，主动轮和从动轮之间通过同步带驱动使四根滚珠丝杠的螺杆同步同向转动。

优选地，所述下托板的两侧均突出于底座边缘，通过下托板对所有钻杆排列通道内的钻杆向上抬升。

优选地，所述滚珠丝杠下端装配有轴承座，所述轴承座与底座固定连接。

优选地，所述底座下方四角均设置有带刹车的万向轮。

一种钻杆自动运移系统，包括上述的钻杆箱和设置于钻杆箱一侧的机械臂，通过机械臂的夹持爪抓取位于钻杆箱的弹性卡止件上方的钻杆。

与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下优点：

本实用新型钻杆箱能够给予夹持爪足够的横向及纵深方向操作空间，方便了夹持爪对钻杆的夹持，同时钻杆箱配合机械臂构成的钻杆自动运移系统自动化程度高，可以有效缩短矿产资源勘探以及石油钻井工作时间，提高工作效率，减轻工人劳动强度。

通过钻杆自动运移系统进行作业时，全过程不需要操作人员进行钻杆的搬运，完全实现了钻杆从钻杆箱到孔口全流程的全自动化；在施工现场只需要根据场地布局和钻杆箱的位置、相对放置角度设计和调节机械臂的轨迹即可通过机械臂轨迹改变和优化实现钻杆的运移，机械臂的运动轨迹是空间轨迹，对场地的适应性强，效率高，安全性好。

当钻杆箱最上一层所有的钻杆被抓取完毕后，下托板在机械臂运移钻杆的过程中同步向上顶升一层钻杆，效率高，实现钻进井口的钻杆全自动化装拆。

钻杆箱不仅适用于钻杆，也适用于具有外圆特征的不同直径的杆件，适应性广。

钻杆箱占地空间小可根据井深增加或减少，不受结构限制，同时钻杆箱的结构简单，包括挡板、丝杠等均采用模块化结构，现场组装快捷，输送速度调整方便。

附图说明

图1为钻杆箱的结构示意图；

图2为钻杆箱的俯视图；

图3为主要体现钻杆在钻杆排列通道内排列示意图；

图4为图3中A处局部放大图。

附图标记：1、底座；2、挡板；3、下托板；4、滚珠丝杠；5、弹簧片；6、支撑板；7、螺母；8、轴承座；9、驱动电机；10、同步带；11、万向轮；12、钻杆。

具体实施方式

下面结合附图1-4和实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种钻杆箱，包括底座1、底座1上方设置有多排间隔设置的钻杆排列通道，钻杆排列通道包括两端的固定支架，固定支架包括相对设置的两块挡板2，通过钻杆排列通道两端的四块挡板2形成码放钻杆12的间隙；在钻杆排列通道同一端设置的两挡板2的相对面上对称设置有弹性卡止件，弹性卡止件朝向钻杆排列通道下端的面为斜面，朝向钻杆排列通道通道上端的面为平面，对称设置的两弹性卡止件之间的最小间距小于钻杆12的直径。

在底座1中间位置设置有下托板3，下托板3通过竖直设置的滚珠丝杠4带动其升降。

在弹性卡止件下方的挡板2板面上安装有导辊。

所述弹性卡止件包括一水平设置的弹簧片5和一倾斜设置的支撑板6，支撑板6一端与挡板2板面铰接，另一端与弹簧片5远离挡板2板面的一端连接。

在所述下托板3的四角均竖直设置有滚珠丝杠4，滚珠丝杠4的螺母7与下托板3固定连接。

还包括同步驱动系统，包括驱动电机9和同步带10，在驱动电机9的输出轴上安装有主动轮，对应每一个滚珠丝杠4的螺杆下端安装有从动轮，主动轮和从动轮之间通过同步带10驱动使四根滚珠丝杠4的螺杆同步同向转动。

所述下托板3的两侧均突出于底座1边缘，通过下托板3对所有钻杆排列通道内的钻杆12向上抬升。

所述滚珠丝杠4下端装配有轴承座8，所述轴承座8与底座1固定连接。

所述底座1下方四角均设置有带刹车的万向轮11。

一种钻杆自动运移系统，包括上述的钻杆箱和设置于钻杆箱一侧的机械臂，通过机械臂的夹持爪抓取位于钻杆箱的弹性卡止件上方的钻杆12。

钻杆箱内钻杆输送过程：

装填：排列在钻杆排放通道的钻杆12能够沿着两端挡板2板面上的导辊向上、向下移动；钻杆箱内的钻杆12可从钻杆排列通道一端插入固定支架并穿出另外一端的固定支架。

顶杆：当完成最上面一层钻杆12的安装后，下托板3在滚珠丝杠4带动下上升，将最上层的钻杆12挤出弹性卡止件；随后下托板3再下降使弹性卡止件上下方的钻杆12之间产生足够夹持爪插入的空隙。重复顶杆过程直至最下一层的钻杆12全部被顶出弹性卡止件。

机械臂辨识钻杆箱最上面一层的钻杆12位置，然后依次抓取这层的钻杆12，机械臂按照钻杆箱和钻进孔口之间的空间位置设计好的空间轨迹同时进行旋转和摆动，将单根钻杆12运送到指定孔口的位置，实现钻杆12的连接；当需要拆卸钻杆12时，机械臂从孔口抓取钻杆12端部，沿空间轨迹运送至钻杆箱的固定支架一端，将钻杆12插入到钻杆排放通道内，实现卸杆。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钻杆箱，包括底座、底座上方设置有多排间隔设置的钻杆排列通道，其特征在于，钻杆排列通道包括两端的固定支架，固定支架包括相对设置的两块挡板，通过钻杆排列通道两端的四块挡板形成码放钻杆的间隙；在钻杆排列通道同一端设置的两挡板的相对面上对称设置有弹性卡止件，弹性卡止件朝向钻杆排列通道下端的面为斜面，朝向钻杆排列通道通道上端的面为平面，对称设置的两弹性卡止件之间的最小间距小于钻杆的直径。

2.根据权利要求1所述的钻杆箱，其特征在于，在底座中间位置设置有下托板，下托板通过竖直设置的滚珠丝杠带动其升降。

3.根据权利要求1所述的钻杆箱，其特征在于，在弹性卡止件下方的挡板板面上安装有导辊。

4.根据权利要求1所述的钻杆箱，其特征在于，所述弹性卡止件包括一水平设置的弹簧片和一倾斜设置的支撑板，支撑板一端与挡板板面铰接，另一端与弹簧片远离挡板板面的一端连接。

5.根据权利要求2所述的钻杆箱，其特征在于，在所述下托板的四角均竖直设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母与下托板固定连接。

6.根据权利要求5所述的钻杆箱，其特征在于，还包括同步驱动系统，包括驱动电机和同步带，在驱动电机的输出轴上安装有主动轮，对应每一个滚珠丝杠的螺杆下端安装有从动轮，主动轮和从动轮之间通过同步带驱动使四根滚珠丝杠的螺杆同步同向转动。

7.根据权利要求2所述的钻杆箱，其特征在于，所述下托板的两侧均突出于底座边缘，通过下托板对所有钻杆排列通道内的钻杆向上抬升。

8.根据权利要求6所述的钻杆箱，其特征在于，所述滚珠丝杠下端装配有轴承座，所述轴承座与底座固定连接。

9.根据权利要求1所述的钻杆箱，其特征在于，所述底座下方四角均设置有带刹车的万向轮。

10.一种钻杆自动运移系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的钻杆箱和设置于钻杆箱一侧的机械臂，通过机械臂的夹持爪抓取位于钻杆箱的弹性卡止件上方的钻杆。

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