一种钻机自动换杆系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种钻机自动换杆系统，包括桅杆、设置在桅杆上沿桅杆上下滑动的动力头安装座和动力头，还包括设置在桅杆一侧具有倾斜度的钻杆箱，在所述的钻杆箱上设置有自动换杆机械臂；在所述的钻杆箱中设置至少一钻杆；所述的自动换杆机械臂包括竖直设置的导轨立柱、安装在导轨立柱上并沿导轨立柱上下滑动的滑动座；在所述的滑动座上设置水平旋转的夹持器横杆，夹持器横杆的两端安装有夹持器；导轨立柱通过机械臂横梁与桅杆连接。本实用新型采用电控或液控的动力头和自动换杆机械臂，减少了人工劳动量；动力头滑动与自动换杆机械臂夹持钻杆的时间可合理衔接，减少了钻杆的等待时间，效率高。
【专利说明】
一种钻机自动换杆系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及物探钻机及水井钻机领域，尤其涉及一种应用于钻机加接钻杆的自动换杆系统。
【背景技术】
[0002]加接钻杆是钻进工作的重要辅助工序，提高加接钻杆的效率对于提高钻进效率具有重要的意义，目前国内外常用的自动加接钻杆的方案主要有以下三种。
[0003]一、动力头翻转方案，请参阅图1，动力头3可绕动力头安装座2上下翻转，使动力头3主轴对正钻杆4，钻杆4的提升主要靠人抬，或绞车I提升。该方案的缺点:I)人工抬升钻杆的劳动强度大、安全性差、效率低。2)工序上，当需要加接钻杆时，先人抬或绞车提升钻杆，然后将动力头翻转到位以对正钻杆，造成时间累加，动力头主轴与钻杆往往不能一次性对正，需要频繁调整动力头主轴方向，也造成时间延长、效率降低。
[0004]二、储杆器方案，请参阅图2，储杆器包括储杆器旋转马达31、上套筒32、旋转轴33、夹持器34、旋转轴花篮35、下套筒36组成，当旋转马达31转动时，带动旋转轴33及旋转轴花篮35旋转，从而将钻杆输送到方便夹持器34夹持的位置，随后通过夹持器34将钻杆4夹持到动力头2的主轴正下方，动力头2与钻杆4对接后实现钻进。然后开启储杆器马达31，输送第二根钻杆，如此反复，实现钻杆的自动换接。该方案的钻机井架一般有两种型式，一种是方管桅杆，另一种是桁架式井架。
[0005]该方案的优缺点:I)加接钻杆依靠机械、液压和(或)电气控制，自动化程度高、劳动强度低，效率高。2)储杆器容量有限，一般只可安放6?8根钻杆，当井深时，容量不够，需加大储杆器的结构尺寸和强度，此外送钻时对液压件的定位精度要求高。3)当第一根钻杆钻完时，第二根钻杆处于等待状态，衔接性好，节约时间。
[0006]二、动力头侧移+翻转方案，请参阅图3，动力头3可沿动力头安装座2侧移并绕动力头安装座2旋转，使动力头主轴对正钻杆箱5内的钻杆4，对接后，将动力头反转并侧移回到原位，带动钻杆钻进，如此反复，实现钻杆的自动换接。该方案的优缺点:I)机械化程度高，强度高，钻杆箱容量较大，存储钻杆数量较多，当钻杆快用完时，可从钻杆箱外接续钻杆，续杆能力强。2)动力头先向下滑动、侧移、翻转，然后才能对正并加接钻杆、进而实现钻进工序，钻杆处于被动等待状态，造成时间累加，效率降低。此外，动力头既要侧移，又要翻转，结构复杂。
[0007]鉴于上述缺陷，在充分借鉴上述第三种方案的基础上，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种钻机自动换杆系统，用以克服上述技术缺陷。
[0009]为实现上述目的，本实用新型提供一种钻机自动换杆系统，包括桅杆、设置在桅杆上沿桅杆上下滑动的的动力头安装座和动力头，还包括设置在桅杆一侧具有倾斜度的钻杆箱，在所述的钻杆箱上设置有自动换杆机械臂；
[0010]在所述的钻杆箱中设置至少一钻杆；
[0011]所述的自动换杆机械臂包括竖直设置的导轨立柱、安装在导轨立柱上并沿导轨立柱上下滑动的滑动座;在所述的滑动座上设置水平旋转的夹持器横杆，夹持器横杆的两端安装有夹持器；
[0012]导轨立柱通过机械臂横梁与桅杆连接。
[0013]进一步地，所述的夹持器横杆通过销轴与滑动座连接。
[0014]本技术相比现有技术，其有益效果在于:I)使用滑移动力头和自动换杆机械臂，减少了人工劳动量;2)动力头滑动与自动换杆机械臂夹持钻杆的时间可合理衔接，减少了钻杆的等待时间，效率高;3)自动换杆机械臂每次只夹持一根钻杆，结构小、强度高;4)钻杆箱置于底盘上，容量大，续杆能力强;5)动力头不需翻转和侧移，简化了结构。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型涉及的现有技术的动力头翻转方案图；
[0016]图2为本实用新型涉及的现有技术的储杆器方案图；
[0017]图3为本实用新型涉及的现有技术的动力头侧移+翻转方案图；
[0018]图4为本实用新型的自动换杆系统初始位置的结构示意图；
[0019]图5为本实用新型的自动换杆系统夹持钻杆后的结构示意图；
[0020]图6为本实用新型的自动换杆系统将钻杆输送到动力头主轴正下方时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0022]请参阅图4?图6，本实用新型提供一种钻机自动换杆系统，包括动力头安装座1、动力头2、自动换杆机械臂3、钻杆4、带有倾斜度的钻杆箱5和桅杆6。其中自动换杆机械臂3包括导轨立柱31、滑动座32、滑动座销轴33、夹持器横杆34、夹持器35、机械臂横梁36。
[0023]动力头2可与动力头安装座I沿桅杆6上下滑动。
[0024]自动换杆机械臂3置于钻杆箱侧，通过机械臂横梁36与桅杆6联接，滑动座32沿导轨立柱31上下滑动并可绕导轨立柱31转动，滑动座32上装有夹持器横杆34，夹持器横杆34可绕滑动座销轴33转动。夹持器横杆34上装有夹持器35，用于夹持钻杆4。钻杆箱5具有一定倾斜度，利于第二根钻杆滚动到第一根钻杆的位置。
[0025]自动换杆过程如下:
[0026]I)夹持钻杆；自动换杆机械臂3的夹持器横杆34由竖直状态绕滑动座销轴33转动到水平状态，滑动座32带动夹持器横梁34及夹持器35沿导轨立柱31向下滑动靠近钻杆箱5，夹持器35夹持钻杆箱5顶部的钻杆4。
[0027]2)输送钻杆;滑动座32带动夹持器横杆34及夹持器35向上移动，同时夹持器横杆34绕滑动座销轴33转动到竖直状态，随后滑动座32绕导轨立柱31转动至桅杆6的正前面，从而将钻杆4输送到动力头主轴的正下方(图6所示的位置)。
[0028]与此同时，动力头2与动力头安装座I沿桅杆6滑动，对正钻杆4，完成加接钻杆工序，随后机械臂回复到初始位置，接着夹持第二根钻杆，如此反复进行，实现钻杆的自动换接，当钻杆箱内钻杆即将用尽时，可从箱外向钻杆箱内接续钻杆，实现深孔钻进。
[0029]以上所述仅为本实用新型专利的较佳实施例，对实用新型专利而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在实用新型专利权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型专利的保护范围内。
【主权项】
1.一种钻机自动换杆系统，其特征在于，包括桅杆、设置在桅杆上沿桅杆上下滑动的动力头安装座和动力头，还包括设置在桅杆一侧具有倾斜度的钻杆箱，在所述的钻杆箱上设置有自动换杆机械臂； 在所述的钻杆箱中设置至少一钻杆； 所述的自动换杆机械臂包括竖直设置的导轨立柱、安装在导轨立柱上并沿导轨立柱上下滑动的滑动座;在所述的滑动座上设置水平旋转的夹持器横杆，夹持器横杆的两端安装有夹持器； 导轨立柱通过机械臂横梁与桅杆连接。2.根据权利要求1所述的钻机自动换杆系统，其特征在于，所述的夹持器横杆通过销轴与滑动座连接。
【文档编号】E21B19/18GK205477442SQ201620087599
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】王孝银
【申请人】涿州市海德机械设备有限公司