与凿岩钻机有关的用于钻柱部件的操纵装置和凿岩钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在凿岩钻机中操纵钻柱部件的操纵装置。操纵装置包括用于存储待被引入到钻机的钻柱位置中以及待从钻机的钻柱位置移除的钻柱部件的匣仓。匣仓包括用于支承能够滚动的多个钻柱部件的支承装置，所述支承装置能够倾斜成以朝向及背向装载位置的方式倾斜，从该装载位置向所述钻柱位置传送分离的钻柱部件。本发明还涉及配备有这种操纵装置的凿岩钻机。
【背景技术】
[0002]出于勘查目的的取芯钻探通常通过凿岩钻机来执行，其中，钻柱部件通过绞车放置在有效钻柱位置中、从钻孔提起以及下降到钻孔中。绞车钢丝借助于提升丝堵固定至最上面的钻柱部件。由于取芯钻探的目的在于提取钻出的岩芯以待研究，因此使用管状的钻柱部件。在钻柱的提升期间一一钻柱的提升被频繁地执行以更换钻头，一连串的管被逐个地提升，借此，各个管借助于钻机的与下面的管保持器配合的旋转器装置而彼此释放。
[0003]现今，待被带离钻柱的管的最后释放至少部分地由操作者手动地执行，这种操纵包括管的最终断开螺纹连接、管的提升以及将管引导至管匣仓的区域。
[0004]在钻柱的下降期间，这些工作步骤相反地执行以使得呈管的形式的新钻柱部件连续地提升至所述新钻柱部件与钻柱对准并且由操作者螺纹连接在一起的位置。这些工作步骤给操作者带来极大压力并且使操作者承受提升伤害和挤压伤害的不可忽略的风险。
[0005]取芯钻探通常执行到非常大的深度，诸如例如执行到在1000m与2000m之间的钻凿深度。由于钻头在操作中经受磨损，因此不得不相对经常地更换钻头，这使得不得不将整个钻柱从钻孔提起、将整个钻柱拆卸成钻柱部件、移除已磨损的钻头并且用新的钻头代替该已磨损的钻头，然后可以再次将钻柱下降到钻孔中。随后，钻凿更远的距离直到不得不再次更换钻头等为止。在钻凿期间，钻柱的最上端连接有用于供给冲洗液体的冲洗液体回转器以用于将已在钻凿期间碎裂的岩石材料运走。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种以上类型的装置，其中，至少部分地改进了钻柱部件的操纵。与根据以上内容的装置有关的目的因下述方面得以实现:匣仓在装载位置的区域中包括传送单元，该传送单元用于将定位在所述支承装置上的钻柱部件与相邻的钻柱部件分离以相应地将所分离的钻柱部件传送至装载位置以及将钻柱部件从装载位置传送至匣仓;传送单元包括用于所述分离的可移动止挡元件；传动单元包括沿着处于装载位置的钻柱部件的轴向方向分布以用于与钻柱部件接合的多个枢转臂，所述枢转臂围绕与所述轴向方向平行的枢轴从枢转臂靠着所述支承装置上的最靠近装载位置的钻柱部件的第一位置枢转至枢转臂允许所分离的钻柱部件下降至装载位置的第二位置。
[0007]因此，确保了待被引入到钻机中的钻柱部件的安全、有效的分离以及钻柱部件在装载位置中的安全定位。该装载位置沿匣仓的支承装置的侧向设置。通过设置有(枢转的)枢转臂的传送单元，可以获得简单的操纵并且通过简单的措施获得了可被精确地制造的安全构型。
[0008]止挡元件的设置确保了有效的分离并且防止了仍然保持平放在支承装置上的钻柱部件在钻柱被移除阶段期间以及在钻柱被引入到钻孔中时错误地移动至装载位置的区域。
[0009]本发明的传送单元还设置成将钻柱部件从装载位置传送至匣仓，此时，传送过程基本上相反地操作。
[0010]优选的是，每个枢转臂均连接至一组止挡元件，这给出了简单操纵的可能性。特别地，优选的是，每组止挡元件均以枢转的方式连接至各自的枢转臂并且由各自的枢转臂支承以绕与所述枢轴平行的轴向进行受限地相对运动。
[0011]进一步优选的是，相应组的止挡元件的运动能够调节成适于不同直径的钻柱部件，当尺寸改变时这实现了简单调节。特别地，优选的是，相应组的止挡元件的运动因下述方面而能够进行调节:沿着所述止挡元件的运动路径设置与止挡元件配合的可调节导引突出部。
[0012]适当的是，每个枢转臂均具有抵接面，该抵接面定形成在枢转臂从第二位置运动至第一位置期间使钻柱部件向上运动。因此，有助于在竖向方向上的不受限制的运动。
[0013]优选地，匣仓具有支承本体，所述支承装置在装载位置的区域中以枢转的方式固定在该支承本体上，从而允许调节倾斜。
[0014]另外优选的是，支承本体包括用于枢转臂的紧固件以及用于包括支承装置的支承单元的紧固件，从而有助于从稳定性观点出发的设计构型。
[0015]适当的是，每个支承单元在与装载位置相反的端部区域中均由可调节的支承腿支承以特别地针对不平整的地面进行调节。
[0016]适当地，每个支承单元在与装载位置相反的端部区域中均设置有用于提供对所述支承装置的倾斜调节的力致动器。支承装置的正常位置优选地以背向装载位置的方式倾斜，并且通过有效的动力装置，该倾斜将朝向装载位置。
[0017]操纵装置优选地包括摆臂，其中，该摆臂具有用于在装载位置中接纳钻柱部件的装置并且该摆臂能够在装载位置与至凿岩钻机的运送位置之间摆动。操纵装置的摆臂设置成使所支承的钻柱部件从用于钻柱部件的适当地为水平位置的装载位置摆动至通常为用于所支承的钻柱部件的倾斜位置的所述运送位置，并且在运送位置中，钻柱部件通过例如与钻机相关联的抓持单元被进一步带动。摆臂由匣仓以枢转的方式适当地支承，匣仓存储部件并具有良好的稳定性。摆臂位于传送单元和枢转臂的侧向以允许摆臂竖向运动而不会与传送单元和枢转臂相互干扰。例如可以设计具有形成“斜槽”的支承元件的摆臂以支承钻柱部件其中，侧向凹部允许枢转臂通过。其他构型的解决方案当然也是可以的。
[0018]在钻柱部件从钻孔移除以及从钻机移除时能够应用与上述相反的操作。此时，钻柱部件定位在装载位置中并且由枢转臂向上带到支承装置上，其中，该支承装置已被重新调节成背向装载位置倾斜。
[0019]为了有效地且安全地确保抓持单元与由摆臂支承的钻柱部件之间的准确对准，导引梁适当地设置成形成用于设置在钻机上的可摆动抓持单元及运送位置中的摆臂的机械止挡件。出于这个目的，导引梁能够在该导引梁的端部区域处以枢转的方式适当地附接。
[0020]本发明还涉及凿岩钻机，该凿岩钻机包括旋转器装置和根据上文的操纵装置，其中，旋转器装置用于使钻柱旋转以及驱动钻柱，并且旋转器装置由进给梁支承成能够来回地移动。
[0021]现将通过实施方式并且参照附图对本发明进行更详细地描述。
【附图说明】
[0022]图1以侧视图的方式示出了用于取芯钻探的凿岩钻机，该凿岩钻机设置有根据本发明的操纵装置且与用于钻柱部件的匣仓连接；
[0023]图2以立体图的方式示出了根据本发明的匣仓的细节；以及
[0024]图3和图4以不同位置示出了根据本发明的匣仓的细节的侧视图。
【具体实施方式】
[0025]图1示出了用于取芯钻探的凿岩钻机的进给梁2，该进给梁2能够调整到不同的角度。钻机包括旋转器装置4，旋转器装置4支承在进给梁2上以来回地移动。在旋转器装置4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。
[0026]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设置成用于接纳以下面将描述的方式待被带入到凿岩钻机中以及从凿岩钻机取出的钻柱部件(用虚线8表示)。
[0027]图1中示出的匣仓6呈大致水平结构形式，该匣仓6可倾斜使得钻柱部件8可被引导成朝向用于接纳钻柱部件8的摆臂7滚动。传送单元有效地将分离的钻柱部件传送至由弹簧臂7限定的装载位置。42指示包括在传送单元中的枢转臂。下面将对枢转臂以及匣仓的其他部件进行更详细地描述。
[0028]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