CN216240495U - 一种钻车用自动换杆装置 - Google Patents

Abstract

一种钻车用自动换杆装置，包括钻杆箱，钻杆箱的箱壁上设有送杆马达A、送杆马达B、输送油缸、收杆油缸A、收杆油缸B；钻杆箱的内部分为彼此连通的正常仓、周转仓，钻杆箱的箱壁上固定出料托架，出料托架包裹的空间为输送仓，周转仓与输送仓连通，正常仓内设有多列与周转仓平行的钻杆，每列钻杆包括多个钻杆。相对于现有技术，本实用新型的技术效果为，本实用新型设有可以与钻机打钻设备同步旋转的钻杆箱，不依靠钻杆重力而是依靠送杆、收杆的动力设备，实现了在任意角度下均可以实现钻杆箱送杆、收杆作业，不再需要钻杆倾角调节部件，方便换杆作业。

Description

一种钻车用自动换杆装置

技术领域

本实用新型涉及一种钻车用自动换杆装置。

背景技术

目前，钻机、钻车等钻探设备在钻探过程中，由于不断深入矿层，需要及时和快速补充新的钻杆，此时需要换杆装置不断提供新的钻杆。

在钻探过程中，打钻的角度也是不确定的（每次打钻的角度不同），钻杆箱的开口方向向上，一般不随钻机打钻设备同步旋转，如果旋转的角度过大会导致钻杆从钻杆箱内滑落。

所以，换杆装置更换钻杆时，在钻杆从钻杆箱内取出后需要一次钻杆的倾角调节，才能进行钻杆找准对中动作。比如，公布号为CN103711447A的中国专利就公开了一种换杆装置就是这样。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：如何提供一种钻杆从钻杆箱内取出后不需要倾角调节的自动换杆装置，减少换杆中的难度。

本实用新型的技术方案具体为：

一种钻车用自动换杆装置，包括钻杆箱，钻杆箱的箱壁上设有送杆马达A、送杆马达B、输送油缸、收杆油缸A、收杆油缸B；钻杆箱的内部分为彼此连通的正常仓、周转仓，钻杆箱的箱壁上固定出料托架，出料托架包裹的空间为输送仓，周转仓与输送仓连通，正常仓内设有多列与周转仓平行的钻杆，每列钻杆包括多个钻杆，周转仓为单列仓，包括一列周转钻杆，输送仓仅仅收纳一个钻杆，即输送钻杆；输送仓在远离输送油缸的一侧设有出口，用于输送钻杆的进、出；送杆时，送杆马达B能将正常仓的一列钻杆送入周转仓，送杆马达A能将周转仓的一个周转钻杆送入输送仓，输送油缸能将输送仓内的输送钻杆送入更换工位；收杆时，输送油缸能将更换工位的输送钻杆送入输送仓内，收杆油缸A能将输送仓内的输送钻杆送入周转仓，收杆油缸B能将周转仓的一列周转钻杆送入正常仓。

输送油缸的缸体端固定连接在钻杆箱的箱壁上，输送油缸的活塞端固定连接推杆，推杆连接两个滑杆、使推杆与两个滑杆成为“门”状，滑杆卡在轨道内，该轨道固定在钻杆箱的外壁上，滑杆远离输送油缸的端部向外延伸形成延长部，延长部通过销轴A铰接夹杆，夹杆的一端为加持端，另一端为铰接端，铰接端通过销轴B铰接夹持油缸的活塞端，夹持油缸的缸体端铰接在滑杆上。

送杆马达A固定连接在钻杆箱的箱壁上，其输出旋转轴固定连接齿轮A，齿轮A啮合齿条A，齿条A的背面延伸到周转仓，且能够接触到周转钻杆。

送杆马达B的输出旋转轴固定连接齿轮B，齿轮B啮合齿条B，齿条B固定连接在钻杆箱的箱壁上，钻杆箱的箱壁上固定送杆轨道，送杆轨道上设有滑台，滑台固定连接连接座，连接座连接送杆推板，钻杆箱的箱壁上设有用于送杆推板、滑台通过的窗口A。

收杆油缸A的缸体端固定连接在钻杆箱的箱壁上，其活塞端固定推块，推块暴露在输送仓内，且能向周转仓方向伸出。

收杆油缸B的缸体端固定连接在钻杆箱的箱壁上，其活塞端通过销轴C固定滑块，滑块卡在收杆轨道内，收杆轨道固定连接在钻杆箱的箱壁上，滑块固定连接收杆推板，收杆推板通过钻杆箱的箱壁上的窗口B深入到周转仓内。

滑杆固定挡板，在滑杆远离输送仓时，挡板会运行到输送仓内。

钻杆箱的箱壁上固定弹性弧形托架，弧形托架的弧形门深入到周转仓内、设置在远离输送仓的一端；

收杆推板或/和送杆推板在接触钻杆的侧面固定弧形托；

收杆油缸A、收杆油缸B、夹持油缸均为两组。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果为，本实用新型设有可以与钻机打钻设备同步旋转的钻杆箱，不依靠钻杆重力而是依靠送杆、收杆的动力设备，实现了在任意角度下均可以实现钻杆箱送杆、收杆作业，不再需要钻杆倾角调节部件，方便换杆作业。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（一）。

图3为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（二）。

图4为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（三）。

图5为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（四）。

图6为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（五）。

图7为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（六）。

图8为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（七）。

图9为本实用新型去除钻杆箱箱壁的示意图（八）。

具体实施方式

如图1、3、5，一种钻车用自动换杆装置，包括钻杆箱10，钻杆箱10的箱壁上设有送杆马达A50、送杆马达B60、输送油缸20、收杆油缸A40、收杆油缸B70。

如图2，钻杆箱10的内部分为彼此连通的正常仓11、周转仓12，钻杆箱10的箱壁上固定出料托架131，出料托架131包裹的空间为输送仓13，周转仓12与输送仓13连通，连通的含义为“可以使钻杆从一个仓运动到另一个仓”，正常仓11内设有多列与周转仓12平行的钻杆90，每列钻杆90包括多个钻杆90，周转仓12为单列仓，包括一列周转钻杆91，输送仓13仅仅收纳一个钻杆，即输送钻杆99。

如图3，输送仓13在远离输送油缸20的一侧设有出口132，用于输送钻杆99的进、出。

送杆时，送杆马达B60能将正常仓11的一列钻杆90送入周转仓12，送杆马达A50能将周转仓12的一个周转钻杆91送入输送仓13，输送油缸20能将输送仓13内的输送钻杆99送入更换工位（动力头处与动力头中心对齐）；

收杆时，输送油缸20能将更换工位的输送钻杆99送入输送仓13内，收杆油缸A40能将输送仓13内的输送钻杆99送入周转仓12，收杆油缸B70能将周转仓12的一列周转钻杆91送入正常仓11。

如图2-4，输送油缸20的缸体端固定连接在钻杆箱10的箱壁上，输送油缸20的活塞端固定连接推杆22，推杆22连接两个滑杆21、使推杆22与两个滑杆21成为“门”状，滑杆21卡在轨道内，该轨道固定在钻杆箱10的外壁上，滑杆21远离输送油缸20的端部向外延伸形成延长部211，延长部211通过销轴A33铰接夹杆31，夹杆31的一端为加持端311，另一端为铰接端312，铰接端312通过销轴B32铰接夹持油缸30的活塞端（参见附图标记301），夹持油缸30的缸体端铰接在滑杆21上。通过加持端311的加持，钻杆被加持在加持端311、延长部211之间（该动作下称“钻杆被加持”，钻杆被加持的工位为“加持工位”），参见图4。输送油缸20、滑杆21、推杆22、夹杆31组成输送设备，能将输送仓13内的输送钻杆99送入更换工位。

如图3，送杆马达A50固定连接在钻杆箱10的箱壁上，其输出旋转轴固定连接齿轮A52，齿轮A52啮合齿条A51，齿条51A的背面（远离齿牙的侧面）延伸到周转仓12，且能够接触到周转钻杆91。在送杆马达A50的作用下，通过齿轮A52带动齿条51A沿直线运动，通过静摩擦力驱动周转钻杆91向输送仓13运动（图3中为向上运动）。

如图5-6、8，送杆马达B60的输出旋转轴固定连接齿轮B61，齿轮B61啮合齿条B62，齿条B62固定连接在钻杆箱10的箱壁上，钻杆箱10的箱壁上固定送杆轨道63，送杆轨道63上设有滑台64，滑台64固定连接连接座65，连接座65连接送杆推板66，在送杆马达B60的作用下，因为齿条B62不会运动，送杆马达B60、滑台64、连接座65、送杆推板66均沿直线运动，钻杆箱10的箱壁上设有用于送杆推板66、滑台64通过的窗口A15，送杆推板66推动正常仓11的一列钻杆90送入周转仓12（图6中为向下运动）。

如图4、7，收杆油缸A40的缸体端固定连接在钻杆箱10的箱壁上，其活塞端固定推块41，推块41暴露在输送仓13内，且能向周转仓12方向伸出。通过收杆油缸A40的活塞端带动推块41运动，推块41能将输送仓13内的输送钻杆99送入周转仓12。

如图5、7-9，收杆油缸B70的缸体端固定连接在钻杆箱10的箱壁上，其活塞端通过销轴C71固定滑块73，滑块73卡在收杆轨道74内，收杆轨道74固定连接在钻杆箱10的箱壁上，滑块73固定连接收杆推板72，收杆推板72通过钻杆箱10的箱壁上的窗口B16深入到周转仓12内。收杆油缸B70的活塞端收缩时，带动滑块73、收杆推板72向正常仓11一侧移动，使周转仓12内的周转钻杆91送入正常仓11。

如图7，在输送设备远离输送仓13时，为了防止周转仓12内的周转钻杆91进入正常仓11，滑杆21固定挡板25，在滑杆21远离输送仓13时，挡板25会运行到输送仓13内，阻挡周转仓12内的周转钻杆91进入正常仓11。

如图7，在收杆时，为了避免正常仓11的钻杆向周转仓12内运动，钻杆箱10的箱壁上固定弹性弧形托架135，弧形托架135的弧形门深入到周转仓12内、设置在远离输送仓13的一端。当周转仓12内的周转钻杆91送入正常仓11、收杆推板72复位后，依靠弧形托架135的上表面（参见图标标记136）便形成阻挡件，阻挡了正常仓11最靠近周转仓12的一排钻杆（参见附图标记901）进入周转仓12内。

如图7，为了方便定位，收杆推板72或/和送杆推板66在接触钻杆的侧面固定弧形托77，弧形托77与钻杆的轮廓配合，方便定位。

钻杆较长，为了方便控制，收杆油缸A40、收杆油缸B70、夹持油缸30均为两组。

其工作原理为：

其使用包括送杆方法、收杆方法，送杆方法就是将钻杆箱10内的钻杆逐渐送到更换工位，收杆方法就是将更换工位卸下来的钻杆逐渐送到钻杆箱10内。

送杆方法包括以下步骤：

S1、刚刚开始时，钻杆箱10的正常仓11、周转仓12均装满钻杆，进行步骤S2；

S2、送杆马达A50的作用下，通过齿轮A52带动齿条51A沿直线运动，通过静摩擦力将周转仓12的周转钻杆91向输送仓13运动、直到周转钻杆91进入输送仓13，夹持油缸30的活塞端伸出，完成钻杆被加持作业，进行步骤S3；

S3、输送油缸20的活塞端伸出，驱动输送设备，将输送仓13内的输送钻杆99送入更换工位，夹持油缸30的活塞端收缩，该钻杆被解放，将其放入打钻头内、进行打钻作业，钻杆被取走后，输送油缸20的活塞端收缩复位，进行步骤S4；

S4、判断“送杆作业是否完成”，如果“是”进行步骤S8，如果“否”进行步骤S5；

S5、判断“周转仓12是否还有钻杆”，如果“是”进行步骤S2；如果“否”，送杆马达A50的作用下，齿轮A52回复到初始位置，进行步骤S6；

S6、判断“正常仓11是否还有钻杆”，如果“是”进行步骤S7；如果“否”进行步骤S8；

S7、送杆马达B60转动，驱动送杆马达B60、连接座65、送杆推板66均沿直线运动，送杆推板66推动正常仓11的一列钻杆90送入周转仓12，进行步骤S2；

S8、结束。

收杆方法包括以下步骤：

S1、刚刚开始时，钻杆箱10的正常仓11、周转仓12均没有钻杆，送杆推板66位于远端（最靠近周转仓12的位，进行步骤S2；

S2、输送油缸20的活塞端伸出，驱动输送设运行到更换工位，从动力头上取下的钻杆放入的加持工位，夹持油缸30的活塞端伸出，完成钻杆被加持作业，输送油缸20的活塞端收缩，将钻杆带回到输送仓13内，进行步骤S3；

S3、夹持油缸30的活塞端收缩复位，该钻杆被解放，收杆油缸A40的活塞端伸出，推块41能将输送仓13内的输送钻杆99送入周转仓12，收杆油缸A40的活塞端收缩复位，进行步骤S4；

S4、判断“收杆作业是否完成”，如果“是”进行步骤S8，如果“否”进行步骤S5；

S5、判断“周转仓12是否满仓”，如果“是”进行步骤S6，如果“否”进行步骤S2；

S6、判断“正常仓11是否满仓”，如果“是”进行步骤S8；如果“否”进行步骤S7；

S7、收杆油缸B70的活塞端收缩一个钻杆直径的长度，带动滑块73、收杆推板72向正常仓11一侧移动，收杆推板72使周转仓12内的周转钻杆91送入正常仓11内、成为最靠近周转仓12的一排钻杆，收杆油缸B70的活塞端伸出复位，送杆推板66被动推回一个钻杆直径的长度，进行步骤S2；这样能保持正常仓11内的钻杆处于压紧状态，使最靠近周转仓12的一排钻杆成为一条直线，防止其越过弧形托架135的上表面而进入周转仓12；

S8、结束。

本实用新型设有可以与钻机机架同步旋转的钻杆箱，钻杆进出钻杆箱不再依靠钻杆重力、而是依靠送杆、收杆的动力设备，实现了在任意角度下均可以实现钻杆箱送杆、收杆作业，所以，钻杆箱可以与与钻机机架进行同步旋转，换杆时，不再需要钻杆仓倾角调节部件、过程，方便了换杆作业。

另外，加持工位需要和下游部件配合，完成钻杆的交接，故其位置非常精确，使钻杆从周转仓12向输送仓13运动的动力设备为齿轮、齿条，避免使用油缸，防止油缸推送距离过大、将加持工位破坏。

其他内容参见现有技术。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种钻车用自动换杆装置，包括钻杆箱（10），其特征在于：钻杆箱（10）的箱壁上设有送杆马达A（50）、送杆马达B（60）、输送油缸（20）、收杆油缸A（40）、收杆油缸B（70）；

钻杆箱（10）的内部分为彼此连通的正常仓（11）、周转仓（12），钻杆箱（10）的箱壁上固定出料托架（131），出料托架（131）包裹的空间为输送仓（13），周转仓（12）与输送仓（13）连通，正常仓（11）内设有多列与周转仓（12）平行的钻杆（90），每列钻杆（90）包括多个钻杆（90），周转仓（12）为单列仓，包括一列周转钻杆（91），输送仓（13）仅仅收纳一个钻杆，即输送钻杆（99）；

输送仓（13）在远离输送油缸（20）的一侧设有出口（132），用于输送钻杆（99）的进、出；

送杆时，送杆马达B（60）能将正常仓（11）的一列钻杆（90）送入周转仓（12），送杆马达A（50）能将周转仓（12）的一个周转钻杆（91）送入输送仓（13），输送油缸（20）能将输送仓（13）内的输送钻杆（99）送入更换工位；

收杆时，输送油缸（20）能将更换工位的输送钻杆（99）送入输送仓（13）内，收杆油缸A（40）能将输送仓（13）内的输送钻杆（99）送入周转仓（12），收杆油缸B（70）能将周转仓（12）的一列周转钻杆（91）送入正常仓（11）。

2.如权利要求1所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：输送油缸（20）的缸体端固定连接在钻杆箱（10）的箱壁上，输送油缸（20）的活塞端固定连接推杆（22），推杆（22）连接两个滑杆（21）、使推杆（22）与两个滑杆（21）成为“门”状，滑杆（21）卡在轨道内，该轨道固定在钻杆箱（10）的外壁上，滑杆（21）远离输送油缸（20）的端部向外延伸形成延长部（211），延长部（211）通过销轴A（33）铰接夹杆（31），夹杆（31）的一端为加持端（311），另一端为铰接端（312），铰接端（312）通过销轴B（32）铰接夹持油缸（30）的活塞端，夹持油缸（30）的缸体端铰接在滑杆（21）上。

3.如权利要求2所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：送杆马达A（50）固定连接在钻杆箱（10）的箱壁上，其输出旋转轴固定连接齿轮A（52），齿轮A（52）啮合齿条A（51），齿条A（51）的背面延伸到周转仓（12），且能够接触到周转钻杆（91）。

4.如权利要求3所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：送杆马达B（60）的输出旋转轴固定连接齿轮B（61），齿轮B（61）啮合齿条B（62），齿条B（62）固定连接在钻杆箱（10）的箱壁上，钻杆箱（10）的箱壁上固定送杆轨道（63），送杆轨道（63）上设有滑台（64），滑台（64）固定连接连接座（65），连接座（65）连接送杆推板（66），钻杆箱（10）的箱壁上设有用于送杆推板（66）、滑台（64）通过的窗口A（15）。

5.如权利要求4所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：收杆油缸A（40）的缸体端固定连接在钻杆箱（10）的箱壁上，其活塞端固定推块（41），推块（41）暴露在输送仓（13）内，且能向周转仓（12）方向伸出。

6.如权利要求5所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：收杆油缸B（70）的缸体端固定连接在钻杆箱（10）的箱壁上，其活塞端通过销轴C（71）固定滑块（73），滑块（73）卡在收杆轨道（74）内，收杆轨道（74）固定连接在钻杆箱（10）的箱壁上，滑块（73）固定连接收杆推板（72），收杆推板（72）通过钻杆箱（10）的箱壁上的窗口B（16）深入到周转仓（12）内。

7.如权利要求6所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：滑杆（21）固定挡板（25），在滑杆（21）远离输送仓（13）时，挡板（25）会运行到输送仓（13）内。

8.如权利要求7所述的钻车用自动换杆装置，其特征在于：钻杆箱（10）的箱壁上固定弹性弧形托架（135），弧形托架（135）的弧形门深入到周转仓（12）内、设置在远离输送仓（13）的一端；

收杆推板（72）或/和送杆推板（66）在接触钻杆的侧面固定弧形托（77）；

收杆油缸A（40）、收杆油缸B（70）、夹持油缸（30）均为两组。

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