专利名称：钻杆自动装卸系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种钻杆装卸系统，特别是大孔径潜孔钻机使用的钻杆自动装卸系统。
背景技术：
现在，大多数小孔径钻机在安装钻杆的过程中完全靠人工支撑，再将钻杆进行对中， 其缺点是完全人工操作，对中困难，费时费力，效率低下。
大孔径钻机钻杆装卸系统无钻杆缓冲、导向机构，钻杆入库困难，对接钻杆易损伤丝 扣，无钻杆夹持机构，卸扣、上扣不易到位，从而发生掉杆现象，造成危险。
发明内容
本发明的目的在于解决现有钻杆装卸系统经常发生掉杆现象，而提供一种钻杆自动装 卸系统。
为了完成本发明目的，本发明采用以下方式实施-
本发明的一种钻杆自动装卸系统，它包括上支架、上油缸、上连杆、上曲柄、钻杆 库、下支架、下油缸、下连杆、下曲柄、减速箱、第一连杆、第二连杆、钻杆锁紧机构、 钻杆定位机构、主动齿轮和从动齿轮和回转机构，第一连杆的上端和下端分别固定在钻杆 库的下端和减速箱的上端,钻杆库的上端和减速箱的下端分别通过上连杆和下连杆与上油 缸和下油缸的一端铰接，上油缸和下油缸的另一端分别与上支架的上端和下支架的下端铰 接，钻杆库的上端和减速箱的下端分别通过上曲柄和下曲柄与上支架的上端和下支架的下 端铰接，在钻杆库和减速箱之间还装有第二连杆，第二连杆的上端和下端分别固定在钻杆 库的上端和减速箱的下端上，在第二连杆上还装有钻杆锁紧机构和钻杆定位机构，减速箱 内装有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，回转机构通过轴与主动齿轮相连，从动齿轮与第 二连杆相连，其中该钻杆自动装卸系统还包括导向机构，该导向机构固定在靠近减速 箱上方的第二连杆上，它由至少二个固定连接在一起的导向筒和导向座组成，导向筒和导 向座沿着与第二连杆同心的圆周方向均匀分布，导向筒装在导向座的上方，每个导向座内 装有摩擦板和弹性元件；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述导向筒和导向座为一个整体，在导向筒 和导向座之间开有一凹槽，在减速箱的上方装有支架，驱动油缸和钻杆夹持座分别装在支架上并且与支架铰接，驱动油缸的一端与钻杆夹持座的一端铰接，钻杆夹持座的另一端开 有钻杆夹持瓦，驱动油缸和钻杆夹持座装在凹槽内；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述导向筒是上方带有向外扩张的喇叭口的 管筒；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述摩擦板装在弹性元件的上方，弹性元件 为弹簧或胶板；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述导向机构由四个导向筒和导向座组成， 四个导向筒和导向座沿着与第一连杆同心的圆周方向均匀分布；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述钻杆库的侧面开有一圆形豁口，与圆形 豁口对应的位置处装有一活动锁板，该活动锁板罩住圆形豁口；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述活动锁板通过螺栓固定在钻杆库上；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述上支架的下端和下支架的上端分别装有 上转轴套和下转轴套，第一连杆穿过上转轴套和下转轴套；
本发明的一种钻杆自动装卸系统，其中所述钻杆锁紧机构装在钻杆定位机构的上方。 与现有的钻杆装卸系统相比具有以下优点
1、 该钻杆自动装卸系统,一次能储存多根钻杆，通过回转机构带动钻杆库内部钻杆 的转动，利用一组油缸的摆动，配合主机的联动，可准确地完成钻杆的取、放和夹持等动 作，钻杆的导向和缓冲机构保证了取、放杆动作的准确性和可靠性，克服了对丝扣的损伤， 大大地减少了操作工人的劳动强度，提高了工作效率。
2、 该系统集成了回转、摆动、夹持、缓冲、导向等功能，结构紧凑,无需其余配套 工具即可完成钻杆装卸，克服了由人工夹持费时费力的缺点。
3、 增加了钻杆缓冲、导向机构，解决了钻杆入库困难，对接钻杆易损伤丝扣的问题。
4、 增加了钻杆夹持机构，保证了卸扣、上扣的准确性，减少了掉杆现象的发生。
5、 钻杆库安装活动锁板，确保钻杆在运输时的安全。
图1是本发明的一种钻杆自动装卸系统的正向示意图； 图2是在上油缸绕着上支架旋转縮回的状态下，图1的A向视图； 图3是在上油缸绕着上支架旋转伸出的状态下，图1的A向视图； 图4是图1B-B处的俯向局部视图； 图5是图1C-C处的俯向局部视5图6是图1D-D处的俯向局部视图，图中画出了下油缸绕着下支架旋转縮回和伸出的 两种状态。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的一种钻杆自动装卸系统，它包括上支架l、上油缸2、上连 杆3、上曲柄29、钻杆库4、下支架17、下油缸18、下连杆19、下曲柄30、减速箱15、 第一连杆10、第二连杆9、钻杆锁紧机构7、钻杆定位机构8、主动齿轮31和从动齿轮 32和回转机构16。第一连杆10的上端和下端分别固定在钻杆库4的下端和减速箱15的 上端，钻杆库4的上端和减速箱15的下端分别通过上连杆3和下连杆19与上油缸2和下 油缸18的一端铰接，上油缸2和下油缸18的另一端分别与上支架1的上端和下支架17 的下端铰接，钻杆库4的上端和减速箱15的下端分别通过上曲柄2和下曲柄3与上支架 1的上端和下支架17的下端铰接，在钻杆库4和减速箱15之间还装有第二连杆9，第二 连杆9的上端和下端分别固定在钻杆库4的下端和减速箱15的上端上，在第二连杆9上 还装有钻杆锁紧机构7和钻杆定位机构8,减速箱15内装有相互啮合的主动齿轮31和从 动齿轮32，回转机构16通过轴与主动齿轮31相连，从动齿轮32与第二连杆9相连。上 支架10的下端和下支架17的上端分别装有上转轴套5和下转轴套20,第一连杆10穿过 上转轴套5和下转轴套20。回转机构l包括电机、马达和回转油缸等在内的执行机构。
如图1所示，该钻杆自动装卸系统还包括导向机构，该导向机构固定在靠近减速箱 15上方的第二连杆9上，它由四个导向筒11和导向座12组成，导向筒ll是上方带有向 外扩张的喇叭口的管筒。导向筒11和导向座12沿着与第二连杆9同心的圆周方向均匀分 布，导向筒11装在导向座12的上方，每个导向座12内装有摩擦板13和弹性元件14。 摩擦板13装在弹性元件14的上方，弹性元件14为弹簧或胶板。导向筒11和导向座12 为一个整体，在导向筒11和导向座12之间开有一凹槽28，在减速箱15的上方装有支架 23。如图6所示，驱动油缸24和钻杆夹持座26分别装在支架23上并且与支架23铰接， 驱动油缸24的一端与钻杆夹持座26的一端铰接，钻杆夹持座26的另一端开有钻杆夹持 瓦27，驱动油缸24和钻杆夹持座26装在凹槽28内。
如图2和图3所示，钻杆库4的侧面开有一圆形豁口25，与圆形豁口25对应的位置 处装有一活动锁板22，活动锁板22通过螺栓固定在钻杆库4上，它罩住圆形豁口25。
钻杆锁紧机构7装在钻杆定位机构8的上方，图4为钻杆锁紧机构7的俯向视图，图 5为钻杆定位机构8的俯向视图，钻杆锁紧机构7和钻杆定位机构8的作用是为了固定夹 持在钻杆库4和减速箱15之间的钻杆6。
6工作过程
在安装钻杆6时，上油缸2和下油缸18绕着安装在支架1和下支架17上的销轴同 时摆动，从而带动钻杆库4和减速箱15绕第一连接杆10摆动到图2所示的位置，钻杆库 4接近回转中心，当钻杆库4到达指定位置，钻杆库6的豁口25和钻机动力头(未画出) 中心对正，移动动力头连接钻杆6螺纹，此时由于摩擦板13同钻杆6底部的摩擦力以及 弹性元件14对钻杆的反作用力，确保了螺纹连接精度又减少了钻杆6对钻杆座的冲击， 钻机动力头向上将钻杆库豁口 25中的钻杆6向上提起，使钻杆6脱离与之相对应的导向 筒11和导向座12，然后钻机动力头停止，上油缸2和下油缸18绕着安装在支架1和下支 架17上的销轴同时摆动，从而带动钻杆库4和减速箱15绕第一连接杆10摆动到图3所 示的位置，将钻杆6从钻杆自动装卸系统中取出。为了运输时防止钻杆6脱落，由活动锁 板22通过螺栓将钻杆库豁口 25锁住，施工时打开活动锁板22。回转机构16驱动底部减 速箱15中主动齿轮31，主动齿轮31带动从动齿轮32，从动齿轮32带动第二连接杆9旋 转，使钻杆库4中的钻杆6到达钻杆库4中的豁口25的位置，为了下一次拆装钻杆6作 好准备。
在回装钻杆6时，通过上油缸2和下油缸18的回縮，钻杆库4接近回转中心，到达 图2的位置，回转机构16驱动底部减速箱15绕第二连接杆9旋转，使无钻杆6的钻杆导 向座12到达钻机动力头中心停止，移动动力头使钻杆6下端进入钻杆导向座12，使之与 摩擦板13接触，并使弹性元件14产生适当的变形，通过驱动油缸24的伸出，推动钻杆 夹持座26绕销轴旋转，使钻杆夹持卡瓦27卡紧钻杆，动力头反转，钻杆螺纹松开后，通 过驱动油缸24的回縮，拉动钻杆夹持座27绕销轴旋转，使钻杆夹持卡瓦27松开钻杆6， 适当提高钻杆，动力头反转，直到钻杆6落入钻杆导向座12内，上油缸2和下油缸18伸 出，使钻杆库4远离回转中心，到达图3位置，移动动力头进行下一步作业。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要 求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
1. 一种钻杆自动装卸系统，它包括上支架(1)、上油缸(2)、上连杆(3)、上曲柄(29)、钻杆库(4)、下支架(17)、下油缸(18)、下连杆(19)、下曲柄(30)、减速箱(15)、第一连杆(10)、第二连杆(9)、钻杆锁紧机构(7)、钻杆定位机构(8)、主动齿轮(31)和从动齿轮(32)和回转机构(16)，其中第一连杆(10)的上端和下端分别固定在钻杆库(4)的下端和减速箱(15)的上端，钻杆库(4)的上端和减速箱(15)的下端分别通过上连杆(3)和下连杆(19)与上油缸(2)和下油缸(18)的一端铰接，上油缸(2)和下油缸(18)的另一端分别与上支架(1)的上端和下支架(17)的下端铰接，钻杆库(4)的上端和减速箱(15)的下端分别通过上曲柄(29)和下曲柄(30)与上支架(1)的上端和下支架(17)的下端铰接，在钻杆库(4)和减速箱(15)之间还装有第二连杆(9)，第二连杆(9)的上端和下端分别固定在钻杆库(4)的上端和减速箱(15)的下端上，在第二连杆(9)上还装有钻杆锁紧机构(7)和钻杆定位机构(8)，减速箱(15)内装有相互啮合的主动齿轮(31)和从动齿轮(32)，回转机构(16)通过轴与主动齿轮(31)相连，从动齿轮(32)与第二连杆(9)相连，其特征在于该钻杆自动装卸系统还包括导向机构，该导向机构固定在靠近减速箱(15)上方的第二连杆(9)上，它由至少二个固定连接在一起的导向筒(11)和导向座(12)组成，导向筒(11)和导向座(12)沿着与第二连杆(9)同心的圆周方向均匀分布，导向筒(11)装在导向座(12)的上方，每个导向座(12)内装有摩擦板(13)和弹性元件(14)。
2. 如权利要求1所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述导向筒(11)和导向座 (12)为一个整体，在导向筒(11)和导向座(12)之间开有一凹槽(28)，在减速箱(15)的上方装有支架(23)，驱动油缸(24)和钻杆夹持座(26)分别装在支架(23)上并且 与支架(23)铰接，驱动油缸(24)的一端与钻杆夹持座(26)的一端铰接，钻杆夹持座 (26)的另一端开有钻杆夹持瓦(27)，驱动油缸(24)和钻杆夹持座(26)装在凹槽(28) 内。
3. 如权利要求2所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述导向筒(11)是上方带 有向外扩张的喇叭口的管筒。
4. 如权利要求3所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述摩擦板(13)装在弹性 元件(14)的上方，弹性元件(14)为弹簧或胶板。
5.如权利要求4所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述导向机构由四个导向筒(11)和导向座(12)组成，四个导向筒(11)和导向座(12)沿着与第一连杆(9)同 心的圆周方向均匀分布。
6. 如权利要求5所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述钻杆库(4)的侧面开有 一圆形豁口(25)，与圆形豁口(25)对应的位置处装有一活动锁板(22)，该活动锁板(22) 罩住圆形豁口 (25)。
7. 如权利要求6所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述活动锁板(22)通过螺 栓固定在钻杆库(4)上。
8. 如权利要求1至7任一权利要求所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述上支 架(10)的下端和下支架(17)的上端分别装有上转轴套(5)和下转轴套(20)，第一连 杆(10)穿过上转轴套(5)和下转轴套(20)。
9. 如权利要求8所述钻杆自动装卸系统，其特征在于所述钻杆锁紧机构(7)装在 钻杆定位机构(8)的上方。
全文摘要
本发明钻杆自动装卸系统包括上支架、上油缸、上连杆、上曲柄、钻杆库、下支架、下油缸、下连杆、下曲柄、减速箱、第一连杆、第二连杆、钻杆锁紧机构、钻杆定位机构、主动齿轮和从动齿轮和回转机构，该系统还包括导向机构，该导向机构固定在靠近减速箱上方的第二连杆上，它由至少二个固定在一起的导向筒和导向座组成，它们沿着与第二连杆同心的圆周方向均匀分布，每个导向座内装有摩擦板和弹性元件；该系统一次能储存多根钻杆，通过上油缸和下油缸同时配合回转机构的联动带动钻杆库和内部钻杆的转动，可准确地完成钻杆的取、放和夹持等动作，并且导向机构保证了取、放杆动作的准确性和可靠性，克服了对丝扣的损伤、减少了劳动强度，提高了工作效率。
文档编号E21B19/00GK101469603SQ20081010442
公开日2009年7月1日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者姜国平, 赵长春, 黎中银 申请人:北京市三一重机有限公司