CN215565793U - 钻杆更换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻杆更换装置，钻杆包括两支以上的、通过螺纹方式首尾依次连接在一起的工作钻杆，最尾端的工作钻杆通过螺纹方式与钎尾相连接，所述钎尾安装在凿岩机的内部的从动齿轮的内花键套上，凿岩机安装在滑架上，滑架上安装有用于驱动凿岩机沿滑架前后移动的推进油缸；所述更换装置包括离合装置、夹杆装置、钻杆移送装置和用于放置备用钻杆的支架。本实用新型提高了钻杆装卸的操作效率，降低了现场操作人员的劳动强度。

Description

钻杆更换装置

技术领域

本实用新型涉及一种装卸、更换钻孔钻杆的装置。

背景技术

锚索钻孔，需要使用凿岩机带动钻杆进行旋转和冲击，在岩壁上钻取出一定深度的孔洞。钻杆通常为几节，依次通过螺纹连接方式串接在一起。当需要拆卸、装接钻杆时，需要手动松开钻杆之间的螺纹连接，然后装接新的钻杆，费时费力。

现有技术中还提出了利用凿岩机的反向旋转来拆卸钻杆的方式，但是由于凿岩机的输出轴上的钎尾与最尾端钻杆之间同样是通过螺纹方式连接的，反向旋转时往往会使得该处先脱开，而不是钻杆之间先脱开，导致拆卸失败。另外，这种方式同样需要人工握持住前端的钻杆来取下钻杆，不能实现真正的机械化操作。

实用新型内容

本实用新型提出了一种钻杆更换装置，其目的是：提高钻杆装卸的操作效率，降低劳动强度。

本实用新型技术方案如下：

一种钻杆更换装置，钻杆包括两支以上的、通过螺纹方式首尾依次连接在一起的工作钻杆，最尾端的工作钻杆通过螺纹方式与钎尾相连接，所述钎尾安装在凿岩机内部的从动齿轮的内花键套上，作为凿岩机的旋转扭矩和冲击动能的输出轴，凿岩机安装在滑架上，滑架上安装有用于驱动凿岩机沿滑架前后移动的推进油缸；

所述更换装置包括离合装置、夹杆装置、钻杆移送装置和用于放置备用钻杆的支架；

所述钎尾还通过所述离合装置与最尾端的工作钻杆的相连接，当离合装置处于接合状态时，最尾端的工作钻杆跟随所述钎尾同步转动；

所述夹杆装置安装在滑架的前端，用于夹紧从后向前的第二支工作钻杆；

所述钻杆移动装置位于滑架的侧方，包括移动架和安装在移动架上的机械手爪，所述机械手爪用于夹持备用钻杆。

作为本更换装置的进一步改进：所述离合装置包括离合油缸和与所述离合油缸的伸出杆相连接的离合套，所述离合油缸相对于凿岩机固定设置，所述离合套套装在钎尾的外侧并与钎尾滑动连接，所述离合套的前端用于与所述最尾端的工作钻杆相连接。

作为本更换装置的进一步改进：所述离合套的前端设有凸起，所述最尾端的工作钻杆的后端设有与所述凸起相配合的凹槽。

作为本更换装置的进一步改进：所述钻杆移动装置还包括滑杆、滑套和进退油缸；所述滑杆相对于支架和滑架固定设置，所述滑套通过滑动配合方式安装在滑杆上；所述进退油缸相对于滑架固定设置，伸出杆与所述滑套相连接；所述移动架安装在滑套上。

作为本更换装置的进一步改进：所述支架上安装有推杆和第一拉簧；

所述备用钻杆左右排列在支架上；所述第一拉簧一端与支架相连接、另一端与所述推杆相连接，所述推杆用于向滑架方向推动所述备用钻杆。

作为本更换装置的进一步改进：所述机械手爪包括起落油缸、手臂、夹持油缸和活动卡爪；

所述手臂位于备用钻杆的上方，且与所述移动架转动连接；所述起落油缸一端与移动架转动连接、另一端与手臂转动连接；所述手臂的底部设有固定卡爪；所述活动卡爪通过转动连接方式安装在手臂的外端，所述夹持油缸一端与手臂转动连接、另一端与所述活动卡爪转动连接；所述固定卡爪和活动卡爪分别位于最外侧即最靠近滑架的备用钻杆的内侧和外侧。

作为本更换装置的进一步改进：所述支架上还安装有限位卡爪和第二拉簧；

所述限位卡爪的末端设有凸起，该凸起位于备用钻杆与滑架之间；限位卡爪与支架转动连接，所述第二拉簧一端与限位卡爪相连接、另一端与所述支架相连接。

作为本更换装置的进一步改进：所述夹杆装置包括第一夹紧油缸、第一夹紧臂、第二夹紧油缸、第二夹紧臂和夹紧座；

所述夹紧座安装在滑架上；第一夹紧臂和第二夹紧臂分别位于滑架的左右两侧，且分别与所述夹紧座铰接；第一夹紧油缸的下端与所述滑架铰接，上端与第一夹紧臂铰接；第二夹紧油缸的下端与所述滑架铰接，上端与第二夹紧臂铰接；第一夹紧臂和第二夹紧臂的末端分别设有用于与钻杆相配合的半圆形槽口。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）需要拆卸工作钻杆时，夹杆装置夹住第二支工作钻杆，同时离合装置接合，保证最尾端的工作钻杆跟随钎尾同步反向旋转，从而松开两个工作钻杆之间的螺纹连接，实现机械化拆卸；（2）支架上可放置多组钻杆，通过移动的机械手爪可将备用钻杆快速地移动到凿岩机前侧，完成自动化装接；（3）限位卡爪、固定卡爪和活动卡爪相配合，可以实现最外侧备用钻杆的精确夹持；（4）机械手爪还可以配合凿岩机完成工作钻杆的拆卸。

附图说明

图1为本装置中滑架、凿岩机及工作钻杆部分的结构示意图；

图2为本装置中支架、限位卡爪、滑架及凿岩机部分的结构示意图，该图的视图方向为图1的左视方向；

图3为本装置中移动架、固定卡爪、活动卡爪、滑架及凿岩机部分的结构示意图，该图的视图方向为图1的左视方向；

图4为支架、机械手爪的手臂部分以及备用钻杆之间的俯视布局示意图；

图5为夹杆装置在打开状态下的结构示意图；

图6为夹杆装置在闭合状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：

如图1，一种钻杆更换装置，钻杆包括两支以上的、通过螺纹方式首尾依次连接在一起的工作钻杆7，最尾端的工作钻杆7通过螺纹方式与钎尾5相连接，所述钎尾5安装在凿岩机3内部的从动齿轮的内花键套上，作为凿岩机3的旋转扭矩和冲击动能的输出轴，凿岩机3安装在滑架1上，滑架1上安装有用于驱动凿岩机3沿滑架1前后移动的推进油缸2。钻孔时，凿岩机3带动钻杆旋转和冲击，同时在推进油缸2的作用下，逐渐将钻杆逐渐推入到岩壁之中。

如图1和2，所述更换装置包括离合装置、夹杆装置8、钻杆移送装置和用于放置备用钻杆15的支架10。

所述钎尾5通过所述离合装置与最尾端的工作钻杆7的相连接。具体的，所述离合装置包括离合油缸4和与所述离合油缸4的伸出杆相连接的离合套6，所述离合油缸4相对于凿岩机3固定设置，所述离合套6套装在钎尾5的外侧并与钎尾5通过花键方式进行滑动连接，所述离合套6的前端通过凸起-凹槽（本实施例中为相嵌齿牙的结构形式）与所述最尾端的工作钻杆7相连接。

当离合油缸4伸出时，凸起和凹槽相接，处于接合状态，最尾端的工作钻杆7跟随所述钎尾5同步转动（无论正向还是反向）。

所述夹杆装置8安装在滑架1的前端，用于夹紧从后向前的第二支工作钻杆7。

具体的，如图5和6，所述夹杆装置8包括第一夹紧油缸8-1、第一夹紧臂8-2、第二夹紧油缸8-5、第二夹紧臂8-4和夹紧座8-3。

所述夹紧座8-3安装在滑架1上；第一夹紧臂8-2和第二夹紧臂8-4分别位于滑架1的左右两侧，且分别与所述夹紧座8-3铰接；第一夹紧油缸8-1的下端与所述滑架1铰接，上端与第一夹紧臂8-2铰接；第二夹紧油缸8-5的下端与所述滑架1铰接，上端与第二夹紧臂8-4铰接；第一夹紧臂8-2和第二夹紧臂8-4的末端分别设有用于与钻杆相配合的半圆形槽口。

第一夹紧油缸8-1和第二夹紧油缸8-5同步动作。回缩时，第一夹紧臂8-2和第二夹紧臂8-4张开，此时钻杆可以高速旋转，进行钻孔操作。当两个夹紧油缸同步伸长时，第一夹紧臂8-2和第二夹紧臂8-4闭合，夹紧第二支工作钻杆7。

进一步的，所述钻杆移动装置位于滑架1的侧方。如图2和3，包括移动架18和安装在移动架18上的机械手爪，所述机械手爪用于夹持备用钻杆15。

具体的，所述钻杆移动装置还包括滑杆9、滑套17和进退油缸16；所述滑杆9相对于支架10和滑架1固定设置，所述滑套17通过滑动配合方式安装在滑杆9上；所述进退油缸16相对于滑架1固定设置，伸出杆与所述滑套17相连接；所述移动架18安装在滑套17上。进退油缸16可驱动移动架18左右移动。

如图2至4，所述备用钻杆15左右排列在支架10上。所述支架10上安装有推杆11和第一拉簧12；所述第一拉簧12一端与支架10相连接、另一端与所述推杆11相连接，所述推杆11用于向滑架1方向推动所述备用钻杆15。

所述支架10上还安装有限位卡爪14和第二拉簧13。所述限位卡爪14的末端设有凸起，该凸起位于备用钻杆15与滑架1之间；限位卡爪14与支架10转动连接，所述第二拉簧13一端与限位卡爪14相连接、另一端与所述支架10相连接。支架10上还设置有限位板，约束限位卡爪14的极限位置。在第二拉簧13的作用下，限位卡爪14紧靠在限位板上，挡住最外侧的备用钻杆15，从而确定下最外侧的备用钻杆15的位置。

所述机械手爪则包括起落油缸19、手臂20、夹持油缸21和活动卡爪23。

所述手臂20位于备用钻杆15的上方，且与所述移动架18转动连接。所述起落油缸19一端与移动架18转动连接、另一端与手臂20转动连接。所述手臂20的底部设有固定卡爪22；所述活动卡爪23通过转动连接方式安装在手臂20的外端，所述夹持油缸21一端与手臂20转动连接、另一端与所述活动卡爪23转动连接。所述固定卡爪22和活动卡爪23分别位于最外侧即最靠近滑架1的备用钻杆15的内侧和外侧。

当需要拆卸最尾端的工作钻杆7时，夹杆装置8夹住第二支工作钻杆7，且离合装置处于接合状态，保证最尾端的工作钻杆7跟随凿岩机3同步反向旋转，借助凿岩机3的动力，松开最尾端工作钻杆7与第二支工作钻杆7之间的螺纹连接。然后，起落油缸19和夹持油缸21回缩，机械手爪张开，进退油缸16动作，机械手爪移动到最尾端的工作钻杆7处，机械手爪闭合，夹持住该工作钻杆7，同时离合装置断开，凿岩机3继续反向旋转，可拆下最尾端的工作钻杆7，并由机械手爪移动到其它位置，最后回到初始位置。

当之前的工作钻杆7拆卸完毕，需要装接新的钻杆时：首先，起落油缸19伸长，固定卡爪22卡入到最外侧的两支备用钻杆15之间，然后夹持油缸21伸长，活动卡爪23和固定卡爪22夹持住最外侧的备用钻杆15，之后进退油缸16动作，将最外侧的备用钻杆15从限位卡爪14处拔出，并夹持住该备用钻杆15向滑架1方向移动，直至到达钎尾5与第二支工作钻杆7之间。此过程中，后面的备用钻杆15在推杆11的作用下向滑架1移动直至被限位卡爪14挡住。此时夹杆装置8处于闭合状态，然后推进油缸2向前推进凿岩机3，并启动凿岩机3正向转动，该备用钻杆15作为新的最尾端的工作钻杆7，在凿岩机3的作用下先完成与钎尾5的螺纹连接，然后机械手爪松开后再完成与第二支工作钻杆7的螺纹连接，最终完成装接。装接完成后，进退油缸16反向动作，机械手爪回到支架10处，等待进行下次拆卸或装接。

Claims (8)

1.一种钻杆更换装置，钻杆包括两支以上的、通过螺纹方式首尾依次连接在一起的工作钻杆（7），最尾端的工作钻杆（7）通过螺纹方式与钎尾（5）相连接，所述钎尾（5）安装在凿岩机（3）内部的从动齿轮的内花键套上，作为凿岩机的旋转扭矩和冲击动能的输出轴，其特征在于：凿岩机（3）安装在滑架（1）上，滑架（1）上安装有用于驱动凿岩机（3）沿滑架（1）前后移动的推进油缸（2）；

所述更换装置包括离合装置、夹杆装置（8）、钻杆移送装置和用于放置备用钻杆（15）的支架（10）；

所述钎尾（5）还通过所述离合装置与最尾端的工作钻杆（7）的相连接，当离合装置处于接合状态时，最尾端的工作钻杆（7）跟随所述钎尾（5）同步转动；

所述夹杆装置（8）安装在滑架（1）的前端，用于夹紧从后向前的第二支工作钻杆（7）；

所述钻杆移动装置位于滑架（1）的侧方，包括移动架（18）和安装在移动架（18）上的机械手爪，所述机械手爪用于夹持备用钻杆（15）。

2.如权利要求1所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述离合装置包括离合油缸（4）和与所述离合油缸（4）的伸出杆相连接的离合套（6），所述离合油缸（4）相对于凿岩机（3）固定设置，所述离合套（6）套装在钎尾（5）的外侧并与钎尾（5）滑动连接，所述离合套（6）的前端用于与所述最尾端的工作钻杆（7）相连接。

3.如权利要求2所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述离合套（6）的前端设有凸起，所述最尾端的工作钻杆（7）的后端设有与所述凸起相配合的凹槽。

4.如权利要求1所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述钻杆移动装置还包括滑杆（9）、滑套（17）和进退油缸（16）；所述滑杆（9）相对于支架（10）和滑架（1）固定设置，所述滑套（17）通过滑动配合方式安装在滑杆（9）上；所述进退油缸（16）相对于滑架（1）固定设置，伸出杆与所述滑套（17）相连接；所述移动架（18）安装在滑套（17）上。

5.如权利要求1所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述支架（10）上安装有推杆（11）和第一拉簧（12）；

所述备用钻杆（15）左右排列在支架（10）上；所述第一拉簧（12）一端与支架（10）相连接、另一端与所述推杆（11）相连接，所述推杆（11）用于向滑架（1）方向推动所述备用钻杆（15）。

6.如权利要求5所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述机械手爪包括起落油缸（19）、手臂（20）、夹持油缸（21）和活动卡爪（23）；

所述手臂（20）位于备用钻杆（15）的上方，且与所述移动架（18）转动连接；所述起落油缸（19）一端与移动架（18）转动连接、另一端与手臂（20）转动连接；所述手臂（20）的底部设有固定卡爪（22）；所述活动卡爪（23）通过转动连接方式安装在手臂（20）的外端，所述夹持油缸（21）一端与手臂（20）转动连接、另一端与所述活动卡爪（23）转动连接；所述固定卡爪（22）和活动卡爪（23）分别位于最外侧即最靠近滑架（1）的备用钻杆（15）的内侧和外侧。

7.如权利要求5所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述支架（10）上还安装有限位卡爪（14）和第二拉簧（13）；

所述限位卡爪（14）的末端设有凸起，该凸起位于备用钻杆（15）与滑架（1）之间；限位卡爪（14）与支架（10）转动连接，所述第二拉簧（13）一端与限位卡爪（14）相连接、另一端与所述支架（10）相连接。

8.如权利要求1至7任一所述的钻杆更换装置，其特征在于：所述夹杆装置（8）包括第一夹紧油缸（8-1）、第一夹紧臂（8-2）、第二夹紧油缸（8-5）、第二夹紧臂（8-4）和夹紧座（8-3）；

所述夹紧座（8-3）安装在滑架（1）上；第一夹紧臂（8-2）和第二夹紧臂（8-4）分别位于滑架（1）的左右两侧，且分别与所述夹紧座（8-3）铰接；第一夹紧油缸（8-1）的下端与所述滑架（1）铰接，上端与第一夹紧臂（8-2）铰接；第二夹紧油缸（8-5）的下端与所述滑架（1）铰接，上端与第二夹紧臂（8-4）铰接；第一夹紧臂（8-2）和第二夹紧臂（8-4）的末端分别设有用于与钻杆相配合的半圆形槽口。

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