[发明专利]一种安全自动进退钻杆装置

说明书

本发明公开了一种安全进退钻杆装置，它包括升降钻机头（3）、用于驱动升降钻机头（3）上下运动的钻机机座（1）、设置于井口顶部的孔口封闭器（8），升降钻机头（3）的输出轴上连接有钻杆卡具（5），钻杆卡具（5）设置于孔口封闭器（8）的正上方，所述孔口封闭器（8）的右侧设置有钻杆旋转供给装置（6），钻杆旋转供给装置（6）上且沿其周向方向设置有多个钻杆装夹装置（11），每根钻杆的顶部均开设有沿轴向设置的锥形内丝（12），每根钻杆（7）的底部柱面上均开设有锥形外丝，钻杆（7）的上端部的柱面上开设有钻杆卡槽（10）；它还公开了进退钻杆的方法。本发明的有益效果是：安全可靠、减轻工人劳动强度、提高进退钻杆效率。

技术领域

本发明涉及钻井的技术领域，特别是一种安全进退钻杆装置及方法。

背景技术

目前，随着水电项目的单体体量逐年增大，大坝的帷幕灌浆工程也逐渐变多，传统的钻机人工操作，上钻、卡钻、拉钻、下钻等动作均为人工借助其他辅助机具或工具完成，加之钻杆多为2米左右的合金钻杆，质量重，对工人的体力、耐力都有不小的要求。灌浆廊道的狭窄空间不利于灾害疏散，所以钻机作业的现状伴随着极大的安全问题，每年帷幕灌浆作业都伴随着不少人为事故或者机械事故或致伤残或致死亡。从安全角度来讲需要迫切改变现在的作业面貌。从经济效益来讲，钻机作业现况主要特点体现在上下钻体能消耗大，动作繁琐，动作与动作之间衔接性差，导致碎片化时间多，效率低，体能劳动大，易疲乏，易出现人为失误导致事故发生。

但是在完成上钻杆作业后，钻机开始钻孔，操作人员基本上处于待命状态，钻孔一般时间较长，这段时间的工作利用率相对来说降低了很对。所以现阶段帷幕灌浆一台机组是按2人一组配置，人工成本较高，效益、安全指标却低。因此产生了一种急需解决钻孔作业现况的安全进退钻杆装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、安全可靠、减轻工人劳动强度、提高进退钻杆效率、操作简单的安全进退钻杆装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种安全进退钻杆装置，它包括升降钻机头、用于驱动升降钻机头上下运动的钻机机座、设置于井口顶部的孔口封闭器，所述升降钻机头的输出轴上连接有钻杆卡具，钻杆卡具设置于孔口封闭器的正上方，所述孔口封闭器的右侧设置有钻杆旋转供给装置，所述钻杆旋转供给装置上且沿其周向方向设置有多个钻杆装夹装置，每个钻杆装夹装置上均夹持有一根钻杆，每根钻杆的顶部均开设有沿轴向设置的锥形内丝，每根钻杆的底部柱面上均开设有锥形外丝，钻杆的上端部的柱面上开设有钻杆卡槽。

所述钻机机座上固设有钻机液压机座，所述钻机液压机座的顶部固设有导向柱。

所述升降钻机头内开设有导向孔，所述导向孔与导向柱滑动配合。

所述钻机机座设置于孔口封闭器的左侧。

它还包括电气控制系统，所述电气控制系统与升降钻机头和钻杆旋转供给装置电连接

所述装置安全自动进退钻杆的方法，它包括以下步骤：

S1、打开电气控制系统上的QF0、QF1、QF2、PLC和步进驱动以及步进电机上电，按下电机保护器NS1，按下电气控制系统上的启动按钮SB2，钻杆液压泵电机运行，升降钻机头上升至上升限位后停止，操作钻杆旋转供给装置回零位，工作指示灯红灯HR亮；

S2、模式一：进杆钻机作业一段，退杆压水灌浆作业一段，具体步骤如下：

S21、按下电气控制系统的锁定按钮SB1，工作指示灯绿灯HG亮，钻机操作人员将钻杆上料到位，钻杆装夹装置上均填装一根钻杆，共计8根；

S22、解除电气控制系统的锁定按钮SB1，工作指示灯红灯HR亮，按下模式一按钮SB3，升降钻机头沿着导向柱向下运动，同时钻杆卡具旋转，钻杆卡具的锥形头螺纹旋入第一根钻杆的锥形内丝中，随后松开夹持第一根钻杆的钻杆装夹装置，第一根钻杆穿过孔口封闭器进入到井口；