一种用于反井钻机的钻杆输送装置及方法与流程

文档序号:37816283发布日期:2024-04-30 17:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于反井钻机的钻杆输送装置,包括有钻杆上料设备(100)和钻杆旋转夹持设备(200),其特征在于:所述钻杆上料设备(100)包括有两个支撑底座(1),在两个所述支撑底座(1)上安装有环形轨道(2),在环形轨道(2)的内部内滑动设置有多个移动小车(3),在所述环形轨道(2)上安装有驱动电机(4),驱动电机(4)通过第一联轴器(5)与动力箱(6)的输入端相连接,动力箱(6)将驱动电机(4)的输出动力通过垂直面90°方向改变后输出至链轮机构(7)上,驱使多个移动小车(3)沿环形轨道(2)实现同步移动,所述链轮机构(7)包括有均布置在环形轨道(2)上的多个传动链轮(701),多个传动链轮(701)通过传动链条(702)相连接,多个移动小车(3)分别等距安装在传动链条(702)上 ,在每个所述移动小车(3)的底部设有钻杆吊架(8),用于安放待安装的钻杆,在所述环形轨道(2)上设置有限位接近开关(9),在所述钻杆吊架(8)的上端部设置有与限位接近开关(9)相对应的限位感应板(11),所述限位接近开关(9)将采集到限位感应板(11)的到位信号通过电气控制柜中的控制器与驱动电机(4)形成位置信号连锁控制,由此控制移动小车(3)在卸料位置的停止;所述钻杆旋转夹持设备(200)位于限位接近开关(9)的正下方,且其包括有回转底座(14),在所述回转底座(14)上分别设置有回转基座(15)、回转电机(27)与齿轮箱(19),立柱(17)通过回转平台(16)转动设置在回转基座(15)上,所述回转电机(27)通过第二联轴器(18)与齿轮箱(19)的输入端相连接,且齿轮箱(19)的输出端通过蜗轮蜗杆机构(20)与回转平台(16)相连接,在所述回转基座(15)上安装有保护罩(21),用于保护蜗轮蜗杆机构(20)免受外界干扰进而影响回转平台(16)的旋转动作,在保护罩(21)的外侧分别安装有上料接近开关(23)与下料接近开关(24),在回转台的底部分别安装有第一感应板(25)与第二感应板(26),所述上料接近开关(23)和下料接近开关(24)分别将采集到第一感应板(25)、第二感应板(26)的接近信号通过电气控制柜中的控制器与回转电机(27)形成旋转信号连锁控制,以此精准控制回转平台(16)分别在上料位置与下料位置实现停止旋转动作,在所述立柱(17)上安装有至少两个机械手(22),用于共同抓取从移动小车(3)运输来的同一根钻杆,所述机械手(22)包括主臂杆(2201)及固定在其一端部的弧形夹持手(2202),在主臂杆(2201)上铰接连接有v型夹持手(2203),且其铰接连接点靠近弧形夹持手(2202),在所述v型夹持手(2203)上设置有姿态传感器,姿态传感器通过连接电气控制柜中的控制器与回转电机(27)形成旋转信号连锁控制,以此控制回转平台(16)精准完成上料位置与下料位置的启动作,所述主臂杆(2201)的另一端部铰接在立柱(17)上,多个弧形夹持手(2202)之间通过连接杆(2205)相连接,在连接杆(2205)与立柱(17)之间铰接有一号油缸(2206),用于调节钻杆的夹持中心点,在所述主臂杆(2201)与v型夹持手(2203)间设置有二号油缸(2204),用于控制v型夹持手(2203)在弧形夹持手(2202)配合下完成对钻杆的夹持动作,在所述一号油缸(2206)和二号油缸(2204)上分别设置有内置式磁致伸缩位移传感器,两个内置式磁致伸缩位移传感器的输出端分别通过连接电气控制柜中的控制器来精确控制一号油缸(2206)、二号油缸(2204)的伸缩行程,以此达到机械手(22)快速完成抓取钻杆的动作。

2.根据权利要求1所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:在每个所述v型夹持手(2203)的内侧设置有波楞片(2207),用于增大机械手在夹持钻杆中的夹持摩擦力。

3.根据权利要求1所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:所述动力箱(6)包括有箱壳体(601),在所述箱壳体(601)内设置有垂直分布的主动轴(602)与从动轴(603),所述主动轴(602)的一端通过第一联轴器(5)与驱动电机(4)相连接,且其另一端上设置有主动齿轮(604),在所述从动轴(603)上设置有与主动齿轮(604)垂直相啮合的从动齿轮(605),在所述箱壳体(601)内设置有与从动轴(603)相平行的输出轴(607),在所述输出轴(607)和从动轴(603)上分别设置有主动链轮(608)、从动链轮(606),且两者之间通驱动链条(609)相连接,所述输出轴(607)与链轮机构(7)上任一传动链轮(701)进行同轴连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:所述钻杆吊架(8)包括吊杆主架(801)以及固定在底端的托座(802),在所述吊杆主架(801)的上下两端分别固定有上弧形侧翼板(803)、下弧形侧翼板(804),所述吊杆主架(801)的顶端安装在移动小车(3)的底部上,所述限位感应板(11)固定在吊杆主架(801)的一侧上。

5.根据权利要求4所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:在两个所述上弧形侧翼板(803)下端的同一水平位置上分别安装有安装板(12),在每个安装板(12)上设置有限位组件(13),两个限位组件(13)通过相互配合并在上弧形侧翼板(803)与下弧形侧翼板(804)的共同约束下将钻杆临时固定在托座(802)上。

6.根据权利要求5所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:所述限位组件(13)包括有底板(1301)以及在其上固定有托辊支座(1302),在托辊支座(1302)上设置有支撑辊(1303),限位连接卡板(1304)的一端通过两根拉伸弹簧(1305)的约束并在限位柱(1307)的配合下使限位连接卡板(1304)与支撑辊(1303)紧密接触,拉伸弹簧(1305)的两端分别连接在底板(1301)与限位连接卡板(1304)上,所述限位柱(1307)固定在底板(1301)上,两个所述限位连接卡板(1304)在拉伸弹簧(1305)的作用下沿着支撑辊(1303)的圆弧面滚动滑移,进而实现对钻杆的限位固定。

7.根据权利要求6所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:在两个所述限位连接卡板(1304)的另一端上分别设置有限位压辊(1306),其便于待安装钻杆的滑入或滑出,两个限位压辊(1306)在拉伸弹簧(1305)的作用下与钻杆的圆弧表面紧密接触,由此完成对钻杆的限位固定。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:在所述环形轨道(2)上安装有两个气动顶开机构(10),两个所述气动顶开机构(10)分别分布在钻杆吊架(8)的两侧,且均位于限位接近开关(9)的后方并与两个限位组件(13)相对应,所述气动顶开机构(10)将限位连接卡板(1304)顶开并解除限位组件(13)的限位约束。

9.根据权利要求8所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:所述气动顶开机构(10)包括有顶开支座(1001)以及安装在其上的顶开气缸(1002),在顶开支座(1001)的一侧固定有铰接支座(1003),在铰接支座(1003)上转动设置有转动轴(1004),在所述转动轴(1004)上分别固定连接有顶开连杆(1006)与传动连杆(1005),所述传动连杆(1005)通过接头与顶开气缸(1002)的活塞杆端部相连接,在顶开连杆(1006)的端部固定有撞击头(1007),所述撞击头(1007)在顶开气缸(1002)的伸缩动作下通过驱动转动轴(1004)转动实现对限位连接卡板(1304)向外顶出动作,进而解除限位组件(13)的限位约束便于钻杆滑出。

10.根据权利要求9所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:在所述托座(802)上设置有限位孔(805),用于嵌入钻杆的头部并实现钻杆下部的限位固定,在所述回转平台(16)上设置有顶杆机构(28),所述顶杆机构(28)在钻杆运输到位后将其顶出限位孔(805),便于机械手抓取。

11.根据权利要求10所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置,其特征在于:所述顶杆机构(28)包括有顶杆支座(2801)以及安装在其上的顶杆气缸(2802),所述顶杆气缸(2802)的活塞杆端部通过接头固定连接有顶杆(2803),所述顶杆(2803)滑动设置在限位套筒(2804)内,所述限位套筒(2804)固定在顶杆支座(2801)上。

12.一种采用权利要求11所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置的方法,其特征在于:包括有以下步骤:

13.根据权利要求12所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置的方法,其特征在于:在步骤2中,钻杆的安装具体步骤如下:


技术总结
本发明属于反井钻机的技术领域,公开了一种用于反井钻机的钻杆输送装置及方法。钻杆上料设备中驱动电机通过动力箱驱动链轮机构,通过带动移动小车将搭载钻杆的钻杆吊架运输至钻杆旋转夹持设备附近,然后采用机械手对钻杆抓取后通过回转平台由卸料位置旋转至动力头输出主轴对接位置,控制器利用姿态传感器实时监测数据分别控制一号油缸、二号油缸的行程进行钻杆对接位置微调,使钻杆与动力头输出主轴实现精准对齐。本发明使用多种传感器采集钻杆运输到位、抓取、回转到位、调整对齐等关键动作,同时现场人员参与协同控制,不仅提高了反井钻机的工作效率以及钻杆安装时的安全性,也减轻了工作人员的劳动强度。

技术研发人员:陆阳,张未先,宋晓科,关海波,秦栋花
受保护的技术使用者:煤炭工业太原设计研究院集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/4/29
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