一种用于加杆装置的钻杆列定位系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于加杆装置的钻杆列定位系统，包括列式钻杆箱、钻杆抓手定位机械装置、液压控制系统、电控系统。钻杆箱与底盘固定连接；钻杆移送机构与底盘固定连接；钻杆抓手及钻杆移动定位机构安装于固定底座；本发明专利钻杆定位机构采用齿轮齿条机构，将钻杆推送马达转动转换为抓手平动，节省安装空间，便于实现自动控制，钻杆箱采用列式结构，利用钻杆自重加装钻杆，结构简单可靠。钻杆列定位采用计算机自动控制。结构简单，体积小，可实现钻杆列自动定位，操作简单，实用性强。
【专利说明】一种用于加杆装置的钻杆列定位系统
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种用于加杆装置的钻杆列定位系统，适用列式加杆装置钻增减钻杆时钻杆列自动定位。
【背景技术】
[0002]目前，加杆装置的钻杆列定位主要采用油缸控制钻杆抓手移动定位，油缸要求安装空间较大，且线位移传感器安装不便，此类钻杆列定位系统结构复杂，体积大，不宜实现自动控制。工人劳动强度大，且难以实现自动化。加杆装置在钻机钻进过程中，使用频率较高，手动控制加杆装置钻杆列定位使得工人劳动强度大，且控制精度无法保证，这些都将限制钻机钻进效率。设计出一种效率高、定位准确的加杆装置列定位自动控制系统就显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于加杆装置的钻杆列定位系统，以完成列式加杆装置增减钻杆时钻杆列自动定位。从而降低工人劳动强度，提高钻进效率。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]一种用于加杆装置的钻杆列定位系统，包括列式钻杆箱、钻杆抓手定位机械系统、液压控制系统、电控系统，其特征在于，在所述钻杆箱上并列安装有数列钻杆，紧贴钻杆箱底部安装有前后推臂，齿条固定于前后推臂。钻杆推送马达输出轴与齿轮轴固定连接，齿轮固定安装于齿轮轴并与齿条哨合，角位移传感器输入轴与齿轮轴固定连接，齿轮轴与底座铰接。
[0006]钻杆箱中装有5列钻杆，前后推臂移动并在相应位置抓紧或松开钻杆。
[0007]所述钻杆推送马达输出轴与齿轮轴固定连接，齿轮和固定安装于齿轮轴并与齿条啮合，钻杆推送马达转动转换为前后推臂平动，保证前后推臂始终同步。
[0008]角位移传感器输入轴与齿轮轴固定连接，通过控制齿轮轴转角实现前后推臂位移控制，传感器安装空间小，结构简单。
[0009]角位移传感器采集前后推臂位移，计算机根据位移数据控制钻杆推送马达转动，控制精度高，可实现钻杆列自动定位。
[0010]所述钻杆推送马达与三位四通电磁换向阀A、B 口连接，三位四通电磁换向阀P 口、T 口分别与调速阀B 口、油箱连接，调速阀A 口分别与液压泵P 口、溢流阀P 口连接，液压泵T 口、溢流阀T 口与油箱连接。
有益效果
[0011]发明专利钻杆定位机构采用齿轮齿条机构，将钻杆推送马达转动转换为抓手平动，节省安装空间，便于实现自动控制，钻杆箱采用列式结构，利用钻杆自重加装钻杆，结构简单可靠。钻杆列定位采用计算机自动控制。结构简单，体积小，可实现钻杆列自动定位，操作简单，实用性强。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1钻杆列定位系统机械系统。
[0013]图2钻杆列定位系统工作原理图。
[0014]图3钻杆列定位系统电控系统逻辑图。
[0015]图4钻杆列定位系统液控系统原理图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处所述的优选实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]如图1所示，包括机械系统、液控系统、电控系统；
[0018]如图2所示，预先在钻杆箱中相应位置放置5列钻杆，钻杆可在相应钻杆列上下移动。
[0019]如图3所示，钻杆列自动定位系统工作过程如下，开机后，初始化钻杆箱中每列已取钻杆数m、已取空钻杆列数n，计算机接收到指令后，判断指令为加或减指令，加钻杆时，计算机首先判断当前列钻杆是否取空。若未空，前后推臂移动距离L=L2+nL3，对应钻杆推送马达转角Θ = θ 2+η Θ 3，相应钻杆列钻杆落入钻杆抓手，接着前后推臂移动距离L=-(LfLJnL3)，对应钻杆推送马达转角Θ =-( θ 1+ Θ 2+n Θ 3)，钻杆推送至回转中心，前后推臂在钻杆推送马达作用下移动一定的距离L=L1，对应钻杆推送马达转角Θ = Θ i，完成加杆动作；若当前列钻杆已空，判断是否为最后一列，若不是，钻杆列计数η减1，继续定位新钻杆序列，加装钻杆。若是最后一列，报警并提不钻杆箱加装钻杆。
[0020]减钻杆时，计算机首先判断当前列钻杆是装满。若未装满，前后推臂移动距离L=-L1，对应钻杆推送马达转角Q = Q1，钻杆抓手移动至回转中心，抓紧钻杆。接着前后推臂移动距离L=LjLfnL3,对应钻杆推送马达转角θ = Θ片θ 2+η Θ 3，钻杆推送相应钻杆列,钻杆装回钻杆箱，前后推臂在钻杆推送马达作用下移动一定的距离L=L2+nL3，对应钻杆推送马达转角θ = θ2+ηθ3，完成减杆动作；若当前列钻杆装满，判断是否为最后一列，若不是，钻杆列计数η加1，继续定位新钻杆序列，回装钻杆。若是最后一列，报警并提示钻杆箱已经装满钻杆。
[0021]如图4所示，为钻杆列定位系统液压控制原理。加减装钻杆时，三位四通电磁阀在计算机的控制下换向，钻杆推送马达转动，角位移传感器检测钻杆推送马达转送角度，到相应角度上，三位四通电磁换向阀动作；调速阀的作用是调节钻杆推送马达动作速度，溢流阀限制系统最高工作压力。
[0022]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种用于加杆装置的钻杆列定位系统，其特征在于:在钻杆箱(I)上并列安装有5列钻杆(2 )，紧贴钻杆箱(I)底部安装有前后推臂(3 )和(4)，齿条(5 )和(6 )固定于前后推臂(3)和(4)，钻杆推送马达(7)输出轴与齿轮轴(8)固定连接，齿轮(9)和(10)固定安装于齿轮轴(8)并与齿条(5)和(6)啮合，角位移传感器(11)输入轴与齿轮轴(8)固定连接，齿轮轴(8)与底座(12)、(13)、(14)和(15)铰接。
2.根据权利要求1所述的钻杆列定位系统，其特征在于:所述钻杆推送马达(7)输出轴与齿轮轴(6)固定连接，齿轮(9)和(10)固定安装于齿轮轴(8)并与齿条(5)和(6)啮合，钻杆推送马达(7)转动转换为前后推臂(3)和(4)平动，保证前后推臂(3)和(4)始终同步。
3.根据权利要求1所述的钻杆列定位系统，其特征在于:角位移传感器(11)输入轴与齿轮轴(8 )固定连接，通过控制齿轮轴(8 )转角实现前后推臂(3 )和(4)位移控制，传感器安装空间小，结构简单。
4.根据权利要求3所述的钻杆列定位系统，其特征在于:角位移传感器(11)采集前后推臂(3 )和(4 )位移，计算机根据位移数据控制钻杆推送马达(7 )转动，控制精度高，可实现钻杆列自动定位。
5.根据权利要求4所述的钻杆列定位系统，其特征在于:所述钻杆推送马达(7)与三位四通电磁换向阀(19) A、B 口连接，三位四通电磁换向阀(19) P 口、T 口分别与调速阀(20) B口、油箱连接，调速阀(20)A 口分别与液压泵(21)P 口、溢流阀(22)P 口连接，液压泵(21)T 口、溢流阀(22) T 口与油箱(23)连接。
【文档编号】E21B19/15GK103452503SQ201310415400
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】刘庆修, 张建明, 凡东, 田宏亮, 王龙鹏, 翁寅生, 刘祺, 王贺剑, 赵良, 鲁飞飞 申请人:中煤科工集团西安研究院有限公司