CN213869776U - 一种勘探设备钻具更换装置 - Google Patents

Abstract

一种勘探设备钻具更换装置，包括一转动体，转动体第一端经第一竖直转轴铰接定位，转动体的第二端轴接一第二竖直转轴，第二竖直转轴上定位有一转动圆盘；第二竖直转轴连接一驱动电机；沿转动圆盘的盘周均匀开设有多个凹入盘体的可用于接纳竖直排放的钻具的槽体，每一个槽体的槽壁侧相对设置有一对用于辅助夹持槽体内所安放钻具的卡爪；转动圆盘具有一设定的用于进行钻具更换的原点位，经驱动电机的驱动，沿第二竖直转轴转动的转动圆盘上的其中一个槽体选择性的转动至所述原点位；转动体的转臂上连接一用于驱动转动体沿其转动轴在一定范围内转动的摆动油缸；转动体的转动行程中至少包括一个钻具工作位和一个非工作位。

Description

一种勘探设备钻具更换装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于钻探设备中钻具的更换装置。

背景技术

目前的勘探领域，对于钻具的存放，是所有钻具堆放在一起的，没有进行整齐而按规则的排放，在需要更换钻具时，需要通过人工进行更换。进而导致，在更换钻具过程中需要较长的时间，并且在更换过程中容易出现对操作人员的伤害。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种可以效提高生产效率，减少操作人员伤害事故的钻具更换装置。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种勘探设备钻具更换装置，其特点为，包括：

一转动体，所述转动体的第一端经第一竖直转轴铰接定位，该第一竖直转轴形成转动体的转动轴，所述转动体的第二端轴接一第二竖直转轴，所述第二竖直转轴上定位有一转动圆盘；所述第二竖直转轴连接一驱动电机；沿所述转动圆盘的盘周均匀开设有多个凹入盘体的可用于接纳竖直排放的钻具的槽体，每一个槽体的槽壁侧相对设置有一对用于辅助夹持槽体内所安放钻具的卡爪；所述转动圆盘具有一设定的用于进行钻具更换的原点位，经驱动电机的驱动，沿第二竖直转轴转动的转动圆盘上的其中一个槽体选择性的转动至所述原点位；

所述转动体的转臂上连接一用于驱动转动体沿其转动轴在一定范围内转动的摆动油缸；所述转动体的转动行程中至少包括一个钻具工作位和一个非工作位。

作为本技术方案的进一步改进，以所述摆动油缸为第一油缸，该装置还包括一第二油缸，所述第二油缸的固定端定位于所述转动体上，所述第二油缸的自由端直接或间接连接一压紧件，经所述第二油缸的驱动，所述压紧件的压紧端可选择性的到达或远离转动至所述原点位的相应槽体的槽口处，以压紧槽体内所安放的钻具或解除压紧。

也作为本技术方案的进一步改进，还包括上支撑座和下支撑座，所述上支撑座和下支撑座固定于所述第二竖直转轴上，竖直排放的所述钻具沿竖直位定位于所述上支撑座和下支撑座。

作为本实用新型的优选实施例之一，所述卡爪为一棘轮卡爪，所述棘轮卡爪的其中一个夹紧臂上连接一拉伸弹簧的一端，所述拉伸弹簧的另一端定位于转动原盘的盘面上。

优选的，所述驱动电机为伺服电机。

同样优选的，所述转动圆盘的盘周设有四个所述槽体。

作为本技术方案的更进一步改进，所述第二油缸经连杆机构连接所述压紧件。

采用上述技术方案的勘探设备钻具更换装置，具有如下优点：

1、本装置中钻具的工作位置和非工作位置可以方便的进行切换，无需人工，全程自动，省时省力。速度快，效率高。

2、本装置钻具的排列采用竖直的圆形安放，占用空间小，结构紧凑。

3、本装置不同钻具的旋转采用伺服电机转动，定位精度高，速度快。

4、本装置钻具夹紧装置，可以将钻具更为准确的固定于同一位置，防止钻具松动，出现钻具转动时出现卡滞的现象。

附图说明

图1为本实用新型勘探设备钻具更换装置的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1去除部分部件后的俯视图；

图4为图3的局部放大示意图；

图5为本实用新型中卡爪与钻具间位置关系示意图；

图6为本实用新型装置变化状态示意图；

图中：100——钻具旋转装置 200——转轴 210——上支撑座/上支撑架 220——下支撑座/下支撑架 230——伺服电机 240——转盘 241——原点 242、243、244、245——凹槽 250——卡爪 251——弹簧 260——感应块 270——光电开关

300——支架体 400——钻具支撑装置 410——转轴 420——摆动油缸 430——夹紧油缸 431——连杆机构 432——夹紧块500——钻具

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细说明。

参照图1至图6所示，本实用新型提供的勘探设备钻具更换装置，属于一种智能多层钻杆存取装置，主要由钻具旋转装置、钻具夹紧装置、钻具支撑装置和摆动油缸等主要部分。

其中，钻具旋转装置100包括一个转轴200，转轴200经伺服电机230驱动可转动。转盘240定位于转轴200上，转盘240的圆周360°的范围内，4等分后在盘周设置了沿盘体向内凹陷的四个凹槽242、243、244和245，可以用于安装4种钻具，当然也可以进行多等分来安装多种钻具，钻具种类为2-10种。

钻具固定在上支撑座/上支撑架210和下支撑座/下支撑架220上。上支撑座/上支撑架210和下支撑座/下支撑架220固定于转轴200上，并随其转动而转动。

钻具支撑装置400的一端铰接定位于支架体300上的转轴410，摆动油缸420的自由端连接定位于钻具支撑装置400上，经摆动油缸420的驱动，钻具支撑装置400可沿其转轴410在一定范围内转动/摆动。转轴200轴接于钻具支撑装置形成的转动体上，以跟随钻具支撑装置400随动；同时，转轴200还可以带动转盘240及上下支撑座沿其转动。

每一个凹槽(242/243/244/245)槽壁两侧设置了一组相对的卡爪250，两侧的卡爪用于夹持或预紧钻具，或者连同夹紧油缸430控制的连杆机构431前端所设置的夹紧块432的协同作用，控制钻具的定位与转动(避免转动)。其中，夹紧油缸430的固定端定位于钻具支撑装置400上，自由端连接该连杆机构，经夹紧油缸430的驱动，最终夹紧块432可以运动至原点241所处位置的凹槽的槽口位，实现对相应钻具的夹持，或者远离钻具。如图5所示，钻具500左右两端被卡爪250预紧，上端接受来自夹紧块432的作用。进一步，卡爪250通过夹紧油缸430的伸出，然后带动连杆机构431将钻具推入槽口中，借用弹簧251(例如在其中一个卡爪转臂上设置的拉伸弹簧，该弹簧的一端连接于转臂上，另一端定位于转盘240的盘面上，其定位点位于两卡爪转臂间的盘面；图5中的标号251实际上示意的正是该拉伸弹簧与对应卡爪转臂的连接点位。)使卡爪夹紧钻具，卡爪为棘轮形式，可以阻止钻具旋转，用于钻杆的拆接，本结构使用纯机械方式进行操作，没有任何动力，可以减少动力震动和能量损耗，同时拆接杆的速度也能得到保证。这里连杆机构设置的目的是考虑到力臂的传递和方向的控制，其具体的结构可以根据实际需要灵活设定，甚至通过夹紧油缸的前端直接连接夹紧块都可，只要有一个可控的通过推动、拢压等方式实现即可。

本实用新型的钻具旋转装置100通过伺服电机230可以精确将每一种钻具(例如分别位于图中的P1、P2、P3和P4所示意的位置)定位到原点241，配合摆动油缸420完成钻具的更换。

具体控制时，原点定位可以通过定位开关和定位块完成(例如通过图4中所设置的感应块260和光电开关270来完成)，然后再旋转一个固定角度A(参见图4)，这种结构可以节省设备空间，然后角度A可以通过伺服电机控制，角度A的大小可通过伺服电机进行调整和控制，方便灵活，可以将原点设置在任意角度。如图4所示的钻具夹紧装置用于辅助钻具拆除时，更好的到达固定位置。

通过夹紧油缸430的伸出，然后带动连杆机构431将钻具500推入槽口中，借用弹簧251使卡爪250夹紧钻具，卡爪为棘轮形式，可以阻止钻具旋转，用于钻杆的拆接，本结构使用纯机械方式进行操作，没有任何动力，可以减少动力震动和能量损耗，同时拆接杆的速度也能得到保证。

钻具支撑装置400用于支撑钻具及其他装置，是其整个设备的骨架。摆动油缸420为钻具从非工作位置到工作位置的切换提供动力，如从图3所示的位置(位置A)到图6所示的位置(位置B)。

工作过程描述：

参照图3至图6，4种钻具初始位置，分别位于P1、P2、P3和P4。当开始工作时，点动相应的旋转按钮，P3就会旋转至原点241的位置，然后选择点动按钮，摆动油缸420将整个钻具库由位置A(图3的位置)旋转到位置B(图6的位置)，然后和钻杆衔接，衔接完成后，钻具库由位置B，返回到位置A。进行施工，当此钻具施工完成后，需要换钻具，则再次选择点动按钮，钻具库由A位置旋转到B位置，P3钻具入库，然后P2钻具接入钻杆，然后钻具库由B位置退回到A位置，P2钻具进行施工；同理，当P2施工完成后，依次选择P1,P4。完成整个换钻具过程。需要特别说明的是，这里提及的控制按钮等电气控制部分只是为了配合实现本申请机械机构的控制需要，作为现有的控制部分，不作为本申请保护的内容，只要选用常规的配备即可。

另外，本技术方案中的控制油缸也可以采用气动或电机替代。其目的是实现钻具从非工作位到工作位的转换或切换。钻具在进行入库的时候，用钻具夹紧装置，进行2次精确定位，便于钻具入库。

Claims (7)

1.一种勘探设备钻具更换装置，其特征在于，包括：

一转动体，所述转动体的第一端经第一竖直转轴铰接定位，该第一竖直转轴形成转动体的转动轴，所述转动体的第二端轴接一第二竖直转轴，所述第二竖直转轴上定位有一转动圆盘；所述第二竖直转轴连接一驱动电机；沿所述转动圆盘的盘周均匀开设有多个凹入盘体的可用于接纳竖直排放的钻具的槽体，每一个槽体的槽壁侧相对设置有一对用于辅助夹持槽体内所安放钻具的卡爪；所述转动圆盘具有一设定的用于进行钻具更换的原点位，经驱动电机的驱动，沿第二竖直转轴转动的转动圆盘上的其中一个槽体选择性的转动至所述原点位；

所述转动体的转臂上连接一用于驱动转动体沿其转动轴在一定范围内转动的摆动油缸；所述转动体的转动行程中至少包括一个钻具工作位和一个非工作位。

2.根据权利要求1所述的勘探设备钻具更换装置，其特征在于，以所述摆动油缸为第一油缸，该装置还包括一第二油缸，所述第二油缸的固定端定位于所述转动体上，所述第二油缸的自由端直接或间接连接一压紧件，经所述第二油缸的驱动，所述压紧件的压紧端可选择性的到达或远离转动至所述原点位的相应槽体的槽口处，以压紧槽体内所安放的钻具或解除压紧。

3.根据权利要求1所述的勘探设备钻具更换装置，其特征在于，还包括上支撑座和下支撑座，所述上支撑座和下支撑座固定于所述第二竖直转轴上，竖直排放的所述钻具沿竖直位定位于所述上支撑座和下支撑座。

4.根据权利要求1、2或3所述的勘探设备钻具更换装置，其特征在于，所述卡爪为一棘轮卡爪，所述棘轮卡爪的其中一个夹紧臂上连接一拉伸弹簧的一端，所述拉伸弹簧的另一端定位于转动原盘的盘面上。

5.根据权利要求1所述的勘探设备钻具更换装置，其特征在于，所述驱动电机为伺服电机。

6.根据权利要求1所述的勘探设备钻具更换装置，其特征在于，所述转动圆盘的盘周设有四个所述槽体。

7.根据权利要求2所述的勘探设备钻具更换装置，其特征在于，所述第二油缸经连杆机构连接所述压紧件。

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