CN216788333U - 一种倾角钻孔加接钻杆的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种倾角钻孔加接钻杆的装置，属于煤矿钻机技术领域，包括倾角可调的机架本体，机架本体上设有夹持中心同轴的夹持器和动力头，在夹持器和动力头之间设有夹持中心与其同轴的中间夹持器，中间夹持器和动力头的位置可调以实现相对于夹持器的距离可调；机架本体的一侧设有倾角可调的钻杆举升器，钻杆举升器碰触到设置在机架本体上的限位器时，钻杆举升器与机架本体平行；机架本体的另一侧设有机械手以实现钻杆的自动安装和拆卸。本实用新型解决了不同倾角钻孔施工时，机械手抓取钻杆及定位困难的问题；另外，通过设置中间夹持器，并将中间夹持器和动力头设置为位置可调的形式，减小了钻杆拆装时的挠度，提高了螺纹对中性。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿钻机技术领域，涉及一种倾角钻孔加接钻杆的装置。
背景技术
目前，煤矿井下的钻孔机械设备，不少也采用了机械手、钻杆箱等自动化辅助装备，实现一定程度上的自动加接钻杆操作。在实际使用中，如果遇到钻孔有一定倾角的情况，由于钻杆箱平置于水平面，加接钻杆时需要机械手进行倾角方向转动，从而适应钻孔倾角。但是，由于煤矿井下生产环境的特殊性，机械手旋转后定位需要较高精度，但是煤矿井下条件恶劣，且传感器等电子元件可选范围较小，并不能完全满足定位精度要求，造成机械手抓取钻杆及定位困难。
实用新型内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种倾角钻孔加接钻杆的装置，以解决不同倾角钻孔施工时，机械手抓取钻杆及定位困难的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种倾角钻孔加接钻杆的装置，包括倾角可调的机架本体，机架本体上设有夹持中心同轴的夹持器和动力头，在夹持器和动力头之间设有夹持中心与其同轴的中间夹持器，中间夹持器和动力头的位置可调以实现相对于夹持器的距离可调；机架本体的一侧设有倾角可调的钻杆举升器，钻杆举升器碰触到设置在机架本体上的限位器时，钻杆举升器与机架本体平行；机架本体的另一侧设有具有机架本体长度、宽度和高度方向自由度的机械手，以实现钻杆的自动安装和拆卸。
可选地，所述夹持器固定在机架本体上或滑动连接在设置在机架本体上的导轨上；当夹持器滑动连接在导轨上时，夹持器连接有限位机构以限制其相对于导轨的位置。
可选地，所述中间夹持器和动力头均连接有能够驱动其沿设置在机架本体上的导轨运动的驱动装置。
可选地，所述机架本体一端铰接在机架底座上，另一端连接有举升装置，以使机架本体相对于机架底座的角度可调。
可选地，所述钻杆举升器一端铰接在机架底座上，另一端连接有举升装置，以使钻杆举升器相对于机架底座的角度可调。
可选地，所述机械手包括具有悬臂且能够沿机架本体的长度方向移动的机械手架，以及设置在机械手架的悬臂上且夹持中心平行于钻机夹持中心的夹持机构，夹持机构的高度可调且能够沿机械手架的悬臂移动。
可选地，所述夹持机构包括设置在机械手架悬臂上且平行于钻机夹持中心设置的横梁，横梁的两端设有高度可调且夹持中心同轴的夹爪，两夹爪的夹持中心平行于钻机夹持中心。
本实用新型的有益效果在于：解决了不同倾角钻孔施工时，机械手抓取钻杆及定位困难的问题；另外，通过设置中间夹持器，并将中间夹持器和动力头设置为位置可调的形式，使得加接钻杆和拆卸钻杆时，动力头和夹持器与钻杆螺纹之间的距离变小，减小了挠度，提高了螺纹对中性。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
图1为本实用新型一种倾角钻孔加接钻杆的装置的结构示意图。
附图标记：夹持器1、中间夹持器2、机械手架3、动力头4、机架底座5、钻杆举升器6、导轨7、夹持机构8、机架本体9。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参阅图1，一种倾角钻孔加接钻杆的装置，包括倾角可调的机架本体9，机架本体9上设有夹持中心同轴的夹持器1和动力头4，在夹持器1和动力头4之间设有夹持中心与其同轴的中间夹持器2，中间夹持器2和动力头4的位置可调以实现相对于夹持器1的距离可调；机架本体9的一侧设有倾角可调的钻杆举升器6，钻杆举升器6碰触到设置在机架本体9上的限位器时，钻杆举升器6与机架本体9平行；机架本体9的另一侧设有机械手以实现钻杆的自动安装和拆卸。限位器可为布置于机架本体9上，靠近钻杆举升器6头部的机械结构的限位装置，也可为适用井下环境的接近开关式电子传感器。
可选地，夹持器1固定在机架本体9上或滑动连接在设置在机架本体9上的导轨7上；当夹持器1滑动连接在导轨7上时，夹持器1连接有限位机构以限制其相对于导轨7的位置。限位机构可为插销、螺纹连接在被锁紧对象上的锁紧螺钉、或其它具有限位功能的的限位结构。
可选地，中间夹持器2和动力头4均连接有能够驱动其沿设置在机架本体9上的导轨7运动的驱动装置；中间夹持器2和动力头4均连接有限位机构以限位其相对于导轨7的位置。
可选地，机架本体9一端铰接在机架底座5上，另一端连接有举升装置，以使机架本体9相对于机架底座5的角度可调。驱动钻杆举升器6角度调节的可为液压缸、旋转马达、齿轮传动等其它具有举升功能的结构。
可选地，钻杆举升器6一端铰接在机架底座5上，另一端连接有举升装置，以使钻杆举升器6相对于机架底座5的角度可调。
可选地，机械手包括具有悬臂且能够沿机架本体9的长度方向移动的机械手架3，以及设置在机械手架3的悬臂上且夹持中心平行于钻机夹持中心的夹持机构8，夹持机构8的高度可调且能够沿机械手架3的悬臂移动。
可选地，夹持机构8包括设置在机械手架3悬臂上且平行于钻机夹持中心设置的横梁，横梁的两端设有高度可调且夹持中心同轴的夹爪，两夹爪的夹持中心平行于钻机夹持中心。
一种倾角钻孔加接钻杆方法，提供上述的倾角钻孔加接钻杆的装置，包括以下步骤：
S1机架本体9倾角钻进时，在钻杆举升器6水平于地面状态时放入待加接钻杆，钻杆举升器6绕机架底座5转动至机架本体9的当前角度；
S2机械手抓取钻杆举升器6内的待加接钻杆，沿机械手架3移动至合适位置，并将待加接钻杆放入中间夹持器2与夹持器1之间，中间夹持器2沿导轨7移动至待加接钻杆后端螺纹附近处，并夹紧待加接钻杆；
S3动力头4夹紧已有钻杆或内置主动钻杆旋转，使待加接钻杆后端螺纹与已有钻杆或主动钻杆旋合；中间夹持器2松开待加接钻杆，动力头4带动待加接钻杆旋转以使待加接钻杆前端螺纹与钻孔内已有钻杆旋合，完成钻杆加接。
实施例
一种倾角钻孔加接钻杆的装置，主要包括夹持器1、中间夹持器2、机械手、动力头4、机架底座5、钻杆举升器6、导轨7和机架本体9，机械手包括机械手架3和夹持机构8。中间夹持器2可以在导轨7上移动；机械手架3与机架本体9垂直布置；夹持机构8可以在机械手架3上移动；机械手移动范围覆盖机架本体9和钻杆举升器6；机架本体9和钻杆举升器6都可以绕机架底座5做角度方向运动，且钻杆举升器6能够转至与机架本体9平行的位置。本实用新型通过设计机械结构，使得钻孔有倾角时，夹持机构8加接钻杆时不用考虑电子元器件的精度，解决了夹持机构8抓取钻杆定位困难的问题。
本实用新型加接钻杆的步骤如下：当倾角钻进时，钻杆举升器6先处于水平于地面的状态，将待加接钻杆放入钻杆举升器6后，钻杆举升器6进行角度方向提升，碰触限位器后停止，停止时与机架本体9平行；夹持机构8从钻杆举升器6内抓取待加接钻杆后，沿机械手架3平移至中间夹持器2与夹持器1之间上方，并将待加接钻杆放入中间夹持器2与夹持器1之间，中间夹持器2移动至靠近待加接钻杆后端螺纹处并夹紧待加接钻杆，动力头4夹紧已有钻杆或内置主动钻杆旋转，使待加接钻杆后端螺纹与已有钻杆或主动钻杆旋合；中间夹持器2松开待加接钻杆，动力头4带动待加接钻杆旋转使待加接钻杆前端螺纹与钻孔内已有钻杆旋合，完成钻杆加接。本实用新型拆卸已有钻杆的步骤与上述待加接钻杆的步骤相反，此处不再赘述。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：包括倾角可调的机架本体，机架本体上设有夹持中心同轴的夹持器和动力头，在夹持器和动力头之间设有夹持中心与其同轴的中间夹持器，中间夹持器和动力头的位置可调以实现相对于夹持器的距离可调；机架本体的一侧设有倾角可调的钻杆举升器，钻杆举升器碰触到设置在机架本体上的限位器时，钻杆举升器与机架本体平行；机架本体的另一侧设有具有机架本体长度、宽度和高度方向自由度的机械手，以实现钻杆的自动安装和拆卸。
2.根据权利要求1所述的一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：所述夹持器固定在机架本体上或滑动连接在设置在机架本体上的导轨上；当滑动连接在导轨上时，夹持器连接有限位机构以限制其相对于导轨的位置。
3.根据权利要求1所述的一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：所述中间夹持器和动力头均连接有能够驱动其沿设置在机架本体上的导轨运动的驱动装置。
4.根据权利要求1所述的一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：所述机架本体一端铰接在机架底座上，另一端连接有举升装置，以使机架本体相对于机架底座的角度可调。
5.根据权利要求4所述的一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：所述钻杆举升器一端铰接在机架底座上，另一端连接有举升装置，以使钻杆举升器相对于机架底座的角度可调。
6.根据权利要求1所述的一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：所述机械手包括具有悬臂且能够沿机架本体的长度方向移动的机械手架，以及设置在机械手架的悬臂上且夹持中心平行于钻机夹持中心的夹持机构，夹持机构的高度可调且能够沿机械手架的悬臂移动。
7.根据权利要求6所述的一种倾角钻孔加接钻杆的装置，其特征在于：所述夹持机构包括设置在机械手架悬臂上且平行于钻机夹持中心设置的横梁，横梁的两端设有高度可调且夹持中心同轴的夹爪，两夹爪的夹持中心平行于钻机夹持中心。
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|---|---|---|---|---|
| CN114575770A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-03 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种倾角钻孔加接钻杆的结构和方法 |
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