[发明专利]自动装卸钻杆装置、钻杆的装卸方法及钻机

说明书

本发明公开了一种自动装卸钻杆装置、钻杆的装卸方法及钻机，自动装卸钻杆装置用于钻机上钻杆的安装和拆卸，包括安装于钻机平台上的用于存放钻杆的钻杆库以及安装于钻机上的机械手，机械手用于将钻杆库中的钻杆取出并安装于钻机的动力头上或者将钻机的动力头上的钻杆拆除后放入钻杆库中，机械手包括固定端安装于钻机平台上的转动机构、安装于转动机构的活动端上的平推机构以及安装于平推机构的活动端上用于夹持钻杆的夹持机构，转动机构的活动端在竖直平面内绕固定端转动，以带动夹持机构移动至钻杆库内或动力头的周围，平推机构的活动端沿水平方向移动，以带动夹持机构夹持的钻杆从动力头的周围移动至动力头的正下方。

技术领域

本发明涉及钻探设备技术领域，特别地，涉及一种自动装卸钻杆装置及钻杆的装卸方法，此外，还涉及一种钻机。

背景技术

目前，钻机是一个重要的钻探设备，钻机基本上采用人工安装和拆卸钻杆，这种方式的劳动强度高，由于钻杆的尺寸和重量均比较大且安装高度高，因此人工安装和拆卸钻杆的操作难度大，危险系数高，增加了使用成本，并且需要将钻杆从存放场地搬运到钻探场地进行安装，钻杆拆卸后又需要将钻杆从钻探场地搬回到存放场地，搬运的距离远，增加了劳动成本，并且十分不方便。

发明内容

本发明提供了一种自动装卸钻杆装置、钻杆的装卸方法及钻机，以解决钻机采用人工安装和拆卸钻杆操作难度大的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种自动装卸钻杆装置，用于钻机上钻杆的安装和拆卸，包括安装于钻机平台上的用于存放钻杆的钻杆库以及安装于钻机上的机械手，机械手用于将钻杆库中的钻杆取出并安装于钻机的动力头上或者将钻机的动力头上的钻杆拆除后放入钻杆库中，机械手包括固定端安装于钻机平台上的转动机构、安装于转动机构的活动端上的平推机构以及安装于平推机构的活动端上用于夹持钻杆的夹持机构，转动机构的活动端在竖直平面内绕固定端转动，以带动夹持机构移动至钻杆库内或动力头的周围，平推机构的活动端沿水平方向移动，以带动夹持机构夹持的钻杆从动力头的周围移动至动力头的正下方。

进一步地，转动机构包括固定于钻机平台上的支撑座、铰接于支撑座上且折弯内侧朝向钻杆库的直角架以及用于推拉直角架绕支撑座转动的第一推拉油缸，直角架包括铰接于支撑座上并与第一推拉油缸的活动端铰接的水平杆以及与水平杆垂直连接的用于安装平推机构的竖直杆，第一推拉油缸的固定端铰接于钻机平台上，第一推拉油缸的活动端推拉所述水平杆，以使竖直杆转动至钻杆库内或转动至竖直状态并位于动力头的周围。

进一步地，钻机平台上设有用于对转动至竖直状态的竖直杆进行限位的限位座。

进一步地，平推机构包括固定于转动机构的活动端上的第一滑移轨道、与第一滑移轨道滑动连接的用于安装夹持机构的滑动杆、与第一滑移轨道的端部铰接的第二滑移轨道、铰接于转动机构的活动端上用于推动第二滑移轨道转动至第一滑移轨道的端部的第二推拉油缸以及铰接于第一滑移轨道上用于推动滑动杆在第一滑移轨道和第二滑移轨道构成的组合轨道上滑动的第三推拉油缸。

进一步地，第三推拉油缸推动滑动杆在第一滑移轨道和第二滑移轨道上滑动的最大行程等于第三推拉油缸的最大行程。

进一步地，夹持机构包括铰接于平推机构的活动端上的安装座、设于安装座上的夹持器以及用于控制夹持器夹紧或松开的夹持油缸。

进一步地，多根钻杆沿钻杆库的宽度方向排布于钻杆库内，钻机平台上沿钻杆库的宽度方向设有用于安装钻杆库的滑动导轨以及用于驱动钻杆库沿滑动导轨滑动的滑动油缸。

进一步地，转动机构的控制端、平推机构的控制端以及夹持机构的控制端均与钻机的控制系统连接。