用于操纵钻柱部件的装置及凿岩钻机的制作方法_2

文档序号:9672315阅读:来源:国知局
视图,其中,操纵装置的设备处于另一位置,
[0029]图3a和图3b以两个不同的立体图的方式示出了属于操纵装置的抓持器穿梭件。
【具体实施方式】
[0030]图1示出了用于取芯钻探的凿岩钻机的进给梁2,进给梁2能够以不同的角度进行调节。钻机包括旋转装置4,旋转装置4支承在进给梁2上以来回地移动。在旋转装置4的下方(在图中)设置有用于在需要时暂时保持钻柱的管保持器5。
[0031]在进给梁2旁边设置有提升绞车(未示出)以及(未示出的)用于向凿岩钻机提供压力流体等的动力驱动套件。匣仓6设置成用于接纳钻柱部件(用中断线8表示),所述钻柱部件将以下述方式被带入到凿岩钻机中以及从凿岩钻机取出。
[0032]匣仓6可以以各种方式构造,但是在图1中示例性地呈大体水平的工作台的形式,匣仓6能够斜置以使得钻柱部件8可以朝向用于接纳钻柱部件8的摆臂7滚动。
[0033]在图1中,还用点划线8”表示了在提升阶段期间处于下述位置的钻柱部件:该位置为相对于进给梁2的倾斜位置。
[0034]图1中的该线8”意在示出提升阶段期间的中间位置,该提升阶段以钻柱部件处于与凿岩钻机的有效钻柱位置同轴的位置结束。提升借助于螺纹连接在钻柱部件的最上部的提升柱塞(25,见下文)来执行。在此过程期间,提升柱塞又连接至提升绳索(未示出),该提升绳索越过进给梁的最上部的绳索轮(未示出)并且其中,该提升绳索的第二部分以与进给梁2基本平行的方式延伸至设置在动力驱动套件3的区域中的绞车(未示出)。
[0035]此外,图1示出了提升柱塞25由抓持单元11抓持并且螺纹连接到处于钻柱位置的钻柱部件8’的端部。
[0036]图1还示出了所述端部从旋转装置4突出以使得此钻柱部件8,处于有效钻柱位置A。钻柱部件8’具有用于与柱塞25上的对应公螺纹接合的母螺纹。
[0037]将另一、第二钻柱部件8”螺纹连接在第一钻柱部件8’上、用于延长钻柱以随后降低到钻孔中与用于提升柱塞的螺纹连接的方法基本上对应。见下文。
[0038]抓持单元11在图1中被示出为处于第一位置,在该第一位置中由抓持单元11限定了抓持位置,并且该第一位置提供了抓持位置轴线G(见图1中的虚线),抓持位置轴线G与所述有效钻柱位置A同轴。
[0039]此外,在此图中更详细地示出了导引梁19,导引梁19设置成为处于所支承的钻柱部件8的向上摆动递送位置中的摆臂7提供止动。此外,导引梁19为处于其第二位置的抓持单元11提供止动。用于支承钻柱部件的呈“斜槽”的形式的支承装置用7 ’表示。
[0040]抓持单元11由摆动单元18支承,摆动单元18附接至钻机并且支承抓持单元11以使抓持单元11绕第一摆动轴线A1在图1中所示的位置(第一位置)与向外摆动位置(第二位置)之间摆动,第二位置将在下面进行描述。抓持单元11不是本申请的主题,并且因此在这里不进行详细地描述。
[0041]在已将另一钻柱部件带到处于位置A的现有的钻柱部件(而非图1中的提升柱塞25)的上方的位置中之后,钻柱部件通过旋转装置被螺纹连接在一起,于是,接头惯常地最终通过旋转器装置4拧紧。随后,钻柱部件可以通过放松提升绳索来降低(当然,当钻柱已通过钻探下沉时,以相同的方式执行接合)。
[0042]随后,钻柱被降低至图1中所示的位置,借此,下一个钻柱部件已到达用8’表示的位置,其中,钻柱部件8’的端部从旋转器装置4向外突出并且提升柱塞25位于此钻柱部件上方。该提升柱塞现将从钻柱释放。
[0043]提升柱塞25为回转装置并且因此具有两个能够相互旋转的部分,即接合部和提升部,其中,该接合部在最下面的自由端部处设置有公螺纹,该公螺纹指向钻柱部件,该提升部在最外面设置有用于与如以上所描述的提升绳索配合的吊耳。
[0044]图2示出了所述摆动单元18已使抓持单元11和所支承的提升柱塞25摆动至第二位置,在该第二位置中,抓持位置被对准成与由连接至所述匣仓6的摆臂7支承的钻柱部件8配合。抓持单元11的该确定位置通过导引梁19来确保,该导引梁形成用于处于所述第二位置的抓持单元11的摆动运动的机械止动件。此处,提升柱塞现将螺纹连接至钻柱部件8,钻柱部件8在释放抓持单元之后将由提升绳索自由地提升。
[0045]图2还示出了摆臂7已绕第二摆动轴线A2向上摆动至递送位置,其中,对应地,导引梁19为用于处于递送位置的摆臂7的摆动运动的机械止动件。
[0046]导引梁19设置有用于能够驱动地移置抓持器穿梭件(Shuttle)40的纵向导引件42。枢轴43具有与第一摆动轴线A1和第二摆动轴线A2基本平行的枢转轴线以允许枢轴43在包括钻柱位置和递送位置的相同平面中摆动。
[0047]导引抓持器设置成使得:该导引抓持器在抓持所述钻柱部件8之后,引导所述钻柱部件8的自由端部以控制钻柱部件8在提升过程期间的运动并且将该自由端引导成与钻机中的钻柱位置A对齐。通过启用导引抓持器来抓持钻柱部件并且使抓持器穿梭件运转,导引抓持器设置成使得导引抓持器在自身不被旋转地控制的情况下依循枢转运动。然而,为了进行引导以使导引抓持器进入用于抓持钻柱部件的正确位置一一一方面为如图2中所示的最外位置、另一方面为与进给梁相邻的靠内位置,必须执行导引抓持器绕枢轴43的轴线的有效旋转控制。这通过使设置有用于导引抓持器41的旋转致动器的抓持器穿梭件来适当地完成,所述旋转致动器可以呈液压缸的形式或者可以为任何其他本身已知类型的旋转致动器种类,从而在根据上文的两个端位置之间进行起作用。
[0048]再次参照图2,示出了抓持器穿梭件40及其导引抓持器41处于第一位置(用实线表示)一一即处于导引梁的第一最外位置一一以在此处抓持钻柱部件8的意在用于提升的第一端部,钻柱部件8的另一端部意在与提升柱塞等螺纹接合以与所述提升绞车配合。
[0049]在中间位置中示出了用附图标记40’一一在图1和图2中用虚线一一表示的抓持器穿梭件,该抓持器穿梭件正在引导钻柱部件8”。
[0050]用附图标记40”、在图2中用虚线表示的抓持器穿梭件还被示出为处于第二位置一一即处于导引梁的靠近进给梁2的第二靠内位置。此处,抓持器穿梭件与导引抓持器41一起设置成将所述被抓持的钻柱部件在钻柱位置的区域中对齐。通常,这种对准可以凭借对准辅助工具(此处未示出)来执行,对准辅助装置通常设置在进给梁处并能够来回移动以将钻柱部件的正在移入的下端引导进来。
[0051]在图3a和图3b上以更大比例示出了抓持器穿梭件40,抓持器穿梭件40能够沿着纵向导引件42在导引梁19上驱动地移位。抓持器穿梭件包括导引抓持器41,导引抓持器41设置成绕枢轴43枢转以引导钻柱部件的第一端部。抓持器穿梭件40还承载用于对驱动轮44进行驱动的驱动马达45,驱动轮44与导引梁19上的传动履带46配合。驱动轮44由框架状的保持器47支承,保持器47借助于动力单元48而能够相对于抓持器穿梭件40的本体移位。保持器47绕轴线49枢转,这允许通过改变提供至动力单元的静态压力/驱动压力来使驱动轮与传动履带断开接合以及使驱动轮对传动履带的接触压力发生压力改变。断开接合允许抓持器穿梭件沿着纵向导引件基本自由地移动。根据所示实施方式的驱动轮为靠着基本平坦的传动履带作用的气动轮。如图3a中所示,传动履带设置有具有短平部的表面结构,所述短平部具有变化的高度以增大驱动轮与传动履带之间的摩擦力。
[0052]导引梁具有纵向导引件42,纵向导引件42呈纵向形式并且沿不同的方向侧面面向设置在导引梁上的导引带。抓持器穿梭件包括导引装置,所述导引装置呈与导引带配合的一组成对的导引辊50的形式,导引辊50接合在导引带的每一侧上并且在沿导引梁的纵向方向观察时彼此相距一定距离。
[0053]导引抓持器41定位在包括外臂部52的臂上,外臂部52通过枢轴销43与内臂部51枢转地连接,内臂部51又通过轴49与抓持器穿梭件的主要部分枢转地连接。这与保持器47绕其枢转的轴线是同一轴线49,但是不同的是,保持器47的运动与内臂部51的运动之间没有联系。
[0054]内臂部51摆动的能力除了受下摆动限制止动件(未示出)的约束外是不受约束的。然而,在内臂部与外臂部之间存在动力单元53,其起作用以确保导引抓持器在第一位置与第二位置之间摆动,该第一位置用于抓持处于钻柱位置的钻柱部件,该第二位置用于抓持处于递送位置的钻柱部件摆动。这允许通过动力单元53来跟随被抓持的钻柱部件并对导引抓持器41进行指引。在内臂部与外臂部之间设置有可调节的端位置限制装置54,端位置限制装置54用于将导引抓持器调节成抓持处于第一位置、即钻柱位置的
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