[发明专利]一种大螺旋插接式钻杆自动加卸装置及方法

说明书

本发明公开一种大螺旋插接式钻杆自动加卸装置及方法，该装置用于煤矿井下自动加卸大螺旋插接式钻杆；包括前夹持器、后夹持器、上杆机构、回转器和给进机身；上杆机构用于加、卸钻杆时转送钻杆，前夹持器和后夹持器用于加、卸钻杆时夹紧钻杆并保持中心对齐，回转器用于拖动钻杆轴向移动及钻杆公母头六方对齐，给进机身是上述各部件的载体。本发明装置及方法主要应用在煤矿井下坑道钻机，具有自动加、卸钻杆的功能，提高了钻机的自动化水平，减轻工人劳动强度，提高钻孔施工效率等特点。

技术领域

本发明属于钻探机械类的自动加杆领域，具体涉及一种大螺旋插接式钻杆自动装卸装置及方法主要用于煤矿井下钻机加缷钻杆。

背景技术

目前，煤矿井下坑道用大螺旋钻杆由于钻杆外径大，质量大，在施工过程中人工加、缷钻杆导致工人劳动强度大、且安全隐患较大。现有的煤矿井下自动加、缷钻杆的装置仅针对外平钻杆实现了加、缷钻杆，而对于长螺距的大螺旋插接式钻杆目前上没有自动加、卸钻杆的装置，由于大螺旋插接式钻杆螺距通常都较大，且为插接式结构，钻杆在加、缷的过程中都必须留有插接余量，所以加杆装置的各个部分之间就得密切配合，否侧就会出现钻杆与回转器和夹持器干涉现象，导致无法实现自动加、缷钻杆，因此研制一款针对大螺旋插接式钻杆的自动加、卸装置就显得迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种大螺旋插接式钻杆自动装卸装置及方法，用以解决目前没有自动加卸长螺距的大螺旋插接式钻杆的装置的问题。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种上杆机构，包括推送单元和安装在推送单元上的机械手；

所述推送单元包括竖向的定位板、固定在定位板上的水平的支撑臂A和支撑臂B、设在支撑臂A上的钻杆顶推组合件以及设在支撑臂B上并与钻杆顶推组合件相对的钻杆接手组合件；所述钻杆顶推组合件包括固定在支撑臂A上的水平的顶推油缸支撑板、垂直固定在顶推油缸支撑板上的顶推油缸安装板以及安装在顶推油缸安装板上的顶推油缸；所述钻杆接手组合件包括固定在支撑臂B上的与顶推油缸安装板平行相对的接手立板以及固定在接手立板上的弧形的接手板；所述顶推油缸与接手板相对且顶推油缸的中心轴线与接手板的中心轴线重合且平行于定位板；

所述机械手包括固定臂、铰接在固定臂上端的旋转臂以及安装在旋转臂端部的抓手；所述固定臂为L形结构，固定臂的横臂垂直固定在所述定位板上且位于支撑臂A和支撑臂B之间，固定臂的竖壁竖向朝上并在竖壁上端与旋转臂铰接处设有旋转油缸以控制旋转臂旋转；所述抓手包括固定在旋转臂端部的下抓手以及与下抓手铰接的上抓手且上抓手和下抓手之间连接抓手油缸以控制抓手开合；所述旋转臂能带动抓手相对水平面从0°-210°旋转，当旋转臂旋转至0°时，旋转臂垂直于定位板并位于定位板正上方，此时抓手的开口朝下，当旋转臂旋转至210°时，抓手位于支撑臂A和支撑臂B之间，此时抓手开口朝上，且上抓手和下抓手分别位于顶推油缸和接手板中心轴线的两侧；所述上抓手和下抓手的轴向长度均不小于2倍的螺旋钻杆的螺距。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述固定臂的竖壁上端设有上端横板和垂直设在上端横板上的两个平行相对的上端竖板；在上端横板上设有限位块A和限位块B，限位块A和限位块B能对旋转臂的旋转角度进行限位使旋转臂能相对水平面从0°-210°旋转；当旋转臂旋转至限位块A时，旋转臂与水平面夹角0°，此时机械手所抓钻杆与回转器所夹主动钻杆同轴，当旋转臂旋转至限位块B时，旋转臂与水平面夹角210°，此时机械手的上抓手和下抓手分别位于顶推油缸和接手板中心轴线两侧；

所述旋转臂通过两个连接转轴安装在两个上端竖板之间，所述旋转油缸安装在上端竖板上并连接所述连接转轴。

具体的，所述上抓手上设有上抓手连接块，所述下抓手上设有下抓手连接块，上抓手连接块和下抓手连接块之间通过销轴铰接以实现上抓手和下抓手铰接；