本发明涉及钻井技术领域，具体而言，涉及一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置及其工作方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，工业发展和人们日常生活对能源的需求越来越多，而石油是主要的能源之一，在石油开采的钻井过程中经常要将钻杆由钻杆排放架上搬运到钻台上，或将钻杆由钻台搬运到钻杆排放架上或地面上。目前，钻杆多依靠人工将钻杆由地面吊装至钻台，在完井作业过程中，再将钻杆人工吊装至地面。这种方式存在施工效率低、劳动强度大、安全隐患多的问题。也有通过钻台上的气动或电动小绞车起吊钻杆的一端，从钻机的坡板上拖到钻台上的。这种方式安全系数不高，存在人员和设备的安全隐患，也不利于实现自动化控制，而且钻杆的接头螺纹容易磨损，严重影响钻杆的使用寿命。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置及其工作方法，通过液压驱动即可实现钻杆的自动传送，效率更高，安全系数更高。
本发明提供了一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置，包括：
基座，其通过基座转盘转动安装在底座上，所述底座固定在地面上；
两个动臂，其对称安装，所述两个动臂的下端均转动安装在所述基座上，所述两个动臂的上端均转动连接动臂横梁；
两个翻转臂，其对称安装，所述两个翻转臂的上端均转动连接所述动臂横梁，所述两个翻转臂的下端均通过转动轴转动连接悬抓臂转盘；
两个支撑臂横梁，其对称安装，所述两个支撑臂横梁的上端均转动连接所述动臂横梁；
两个动臂液压缸，其对称安装，所述两个动臂液压缸的下端均转动连接在所述基座上，所述两个动臂液压缸的上端分别转动连接一个动臂；
翻转臂液压缸座，其转动连接在所述两个支撑臂横梁上；
两个翻转臂液压缸，其对称安装，所述两个翻转臂液压缸的下端分别转动连接在一个翻转臂，所述两个翻转臂液压缸的中部均固定在所述翻转臂液压缸座上；
两个支撑臂，其对称安装，所述两个支撑臂的下端均转动连接在所述基座上，所述两个支撑臂的上端分别转动连接在一个支撑臂横梁下端上；
悬抓臂，其上端连接在所述悬抓臂转盘上，所述悬抓臂的下端固定连接有夹取的机械手；
两个悬抓臂液压缸，其对称安装，所述两个悬抓臂液压缸的上端分别转动连接在一个翻转臂上，所述两个悬抓臂液压缸的下端均连接在所述悬抓臂转盘上。
作为本发明进一步的改进，所述两个动臂均由通过螺栓固定连接的上、下两部分组成，所述两个动臂液压缸的上端分别连接在一个动臂的中间位置，即一个动臂液压缸的上端转动连接在一个动臂下部分的上端。
作为本发明进一步的改进，所述两个支撑臂横梁的上端外侧分别贴近一个动臂上端内侧。
作为本发明进一步的改进，所述翻转臂液压缸座转动连接在所述两个支撑臂横梁的中间偏下位置，所述两个翻转臂液压缸中间位置分别通过螺栓固定连接在所述翻转臂液压缸座内侧的两支撑板上，所述两个翻转臂液压缸的下端分别转动连接在一个翻转臂上部的三分之一处。
作为本发明进一步的改进，所述两个悬抓臂液压缸的上端分别转动连接在一个翻转臂下部的三分之一处。
本发明还提供了一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置的工作方法，包括抓取过程和起升过程；
抓取过程包括：
动臂液压缸收缩，动臂以所述动臂下端和基座转动连接部分为转动中心向下转动；
当所述动臂转动到适当位置，固定在翻转臂液压缸座的翻转臂液压缸收缩，带动翻转臂以所述翻转臂和所述动臂连接部分为转动中心向下转动；
当所述动臂和所述翻转臂运动到既定位置，悬抓臂液压缸开始工作，调整悬抓臂与地面的平行度，直到所述悬抓臂平行于所述地面，所述悬抓臂液压缸停止工作，此时通过控制悬抓臂转盘的转动，带动所述悬抓臂以调整所述悬抓臂与钻杆之间的角度，使所述悬抓臂和钻杆保持平行；
最后所述动臂下降微小距离，机械手到达抓取位置，进行钻杆的抓取，抓取过程结束；
起升过程包括：
所述动臂液压缸伸出，所述动臂以所述动臂下端和所述基座转动连接部分为转动中心向上转动；
当所述动臂转动到适当位置，固定在所述翻转臂液压缸座的所述翻转臂液压缸伸出，带动所述翻转臂以所述翻转臂和所述动臂连接部分为转动中心向上转动；
当所述动臂和所述翻转臂运动到既定位置，即所述悬抓臂运动到井口上方，所述悬抓臂液压缸开始工作，所述悬抓臂液压缸活塞杆伸出，调整所述悬抓臂的垂直度，直到所述悬抓臂竖直于所述地面，所述悬抓臂液压缸停止工作，此时通过控制所述悬抓臂转盘的转动，带动所述悬抓臂以调整所述悬抓臂与钻台之间的角度，使所述悬抓臂和所述钻台保持垂直；
最后钻杆到达预定位置，钻杆夹取连接装置工作，进行钻杆的连接，起升过程完成。
本发明的有益效果为：
1、结构简单，操作方便，大幅降低操作人员劳动强度，提高了工作效率，也避免了安全隐患；
2、易于自动化控制，实现自动传送钻杆的作业，有效降低了钻杆的磨损，提高钻杆的使用寿命；
3、动臂、翻转臂、支撑臂、支撑臂横梁以及配合使用的液压结构均为对称安装，中间用基座和动臂横梁连接，达到同时同步工作的目的，增大装置稳定性；其中，基座、动臂、支撑臂、支撑臂横梁构成了类似四边形，进一步增强了装置的稳固性；
4、通过悬抓臂转盘转动调节悬抓臂进行转动，可以完成钻杆摆放角度，保证传送钻杆的位置准确可靠。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置的结构示意图；
图2为图1的左视图。
图中，
1、底座；2、基座转盘；3、动臂液压缸；4、基座；5、动臂；6、地面；7、钻台；8、钻杆自动排放装置；9、机械手；10、悬抓臂；11、悬抓臂转盘；12、悬抓臂液压缸；13、翻转臂；14、支撑臂；15、支撑臂横梁；16、翻转臂液压缸座；17、翻转臂液压缸；18、动臂横梁。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1，如图1-2所示，整个钻杆自动传送系统位于钻台7一侧，且平行摆放于钻台7侧下方，接近钻台7一端为钻杆自动传送装置，远离钻台7一端为钻杆自动排放装置8。其中，钻杆自动传送系统包含钻杆传送装置、钻杆自动排放装置8、钻杆夹取连接装置。本发明仅涉及其中钻杆传送装置。
本发明实施例的一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置，包括基座转盘2、基座4、动臂5、动臂横梁18、动臂液压缸3、悬抓臂10、悬抓臂转盘11、悬抓臂液压缸12、翻转臂13、翻转臂液压缸17、翻转臂液压缸座16、支撑臂14和支撑臂横梁15。其中，基座4通过基座转盘2转动安装在整个钻杆自动传送系统的底座1上，底座1固定在地面6上。动臂5、翻转臂13、支撑臂14、支撑臂横梁15以及配合使用的液压结构均为对称安装，中间用基座4、动臂横梁18连接，达到同时同步工作的目的，增大结构稳定性。
对称安装的两个动臂5均由通过螺栓固定连接的上、下两部分组成，两个动臂5的下端均转动安装在基座4上，两个动臂5的上端均转动连接动臂横梁18。动臂横梁18两端连接于两侧的两个动臂5，使两个动臂5同步运动。
对称安装的两个翻转臂13的上端均转动连接动臂横梁18，两个翻转臂13的下端均通过转动轴转动连接悬抓臂转盘11。
对称安装的两个支撑臂横梁15的上端均转动连接动臂横梁18。
对称安装的两个支撑臂14的下端均转动连接在基座4上，两个支撑臂14的上端分别转动连接在一个支撑臂横梁15下端上。
其中，两个支撑臂横梁15的上端外侧分别贴近一个动臂5上端内侧，支撑臂14下端转动连接在基座4侧下方，由基座4、动臂5、支撑臂14、支撑臂横梁15构成类似于平行四边形形状。
对称安装的两个动臂液压缸3的下端均转动连接在基座4上，两个动臂液压缸3的上端即活塞杆外端分别连接在一个动臂5的中间位置，即一个动臂液压缸3的上端转动连接在一个动臂5下部分的上端，起到推动钻杆自动传送装置主体起升的作用。
翻转臂液压缸座16转动连接在两个支撑臂横梁15的中间偏下位置，两个翻转臂液压缸17中间位置分别通过螺栓固定连接在翻转臂液压缸座16内侧的两支撑板上，两个翻转臂液压缸17的下端即活塞杆外端分别转动连接在一个翻转臂13上部的三分之一处，起到推动翻转臂13以动臂横梁18为转动中心转动的作用。
悬抓臂10的上端连接在悬抓臂转盘11上，悬抓臂10的下端固定连接有夹取的机械手9。
对称安装的两个悬抓臂液压缸12的上端分别转动连接在一个翻转臂13下部的三分之一处，两个悬抓臂液压缸12的下端即活塞杆外端均连接在悬抓臂转盘11上，起到推动悬抓臂转盘11及位于悬抓臂转盘11上的悬抓臂10以位于翻转臂13下端转动连接的转动轴为转动中心转动的作用。
本发明的钻杆自动传送装置通过液压驱动进行钻杆的自动传送，即液压缸通过调节活塞杆长度控制动臂5、翻转臂13和悬抓臂10按照既定转动中心转动，达到钻杆的自动传送的目的。具体来看，基座转盘2转动连接于整个钻杆自动传送系统的底座1上，通过基座4转盘2可以使钻杆传送装置主体结构以底座1为基面进行轴向转动，调节机械手9抓取位置。悬抓臂转盘11转动连接于翻转臂13下端，通过悬抓臂转盘11转动悬抓臂10，可以调节悬抓臂10进行转动以适应钻杆摆放角度。
实施例2，本发明的一种适用于陆地钻机的钻杆自动传送装置的工作方法，包括抓取过程和起升过程；
抓取过程包括：
动臂液压缸3收缩即回程，动臂5以动臂5下端和基座4转动连接部分为转动中心向下转动；
当动臂5转动到适当位置，固定在翻转臂液压缸座16的翻转臂液压缸17收缩即回程，带动翻转臂13以翻转臂13和动臂5连接部分为转动中心向下转动；
当动臂5和翻转臂13运动到既定位置，悬抓臂液压缸12开始工作，调整悬抓臂10与地面6的平行度，直到悬抓臂10平行于地面6，悬抓臂液压缸12停止工作，此时通过控制悬抓臂转盘11的转动，带动悬抓臂10以调整悬抓臂10与钻杆之间的角度，使悬抓臂10和钻杆保持平行；
最后动臂5下降微小距离，机械手9到达抓取位置，进行钻杆的抓取，抓取过程结束；
起升过程包括：
动臂液压缸3伸出即冲程，动臂5以动臂5下端和基座4转动连接部分为转动中心向上转动；
当动臂5转动到适当位置，固定在翻转臂液压缸座16的翻转臂液压缸17伸出即冲程，带动翻转臂13以翻转臂13和动臂5连接部分为转动中心向上转动；
当动臂5和翻转臂13运动到既定位置，即悬抓臂10运动到井口上方，悬抓臂液压缸12开始工作，悬抓臂液压缸12活塞杆伸出即冲程，调整悬抓臂10的垂直度，直到悬抓臂10竖直于地面6，悬抓臂液压缸12停止工作，此时通过控制悬抓臂转盘11的转动，带动悬抓臂10以调整悬抓臂10与钻台7之间的角度，使悬抓臂10和钻台7保持垂直；
最后钻杆到达预定位置，钻杆夹取连接装置工作，进行钻杆的连接，起升过程完成。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。