[发明专利]一种钻机自动上杆装置及方法

说明书

本发明属于机械设计领域，涉及一种钻机自动上杆装置及方法，包括机架，设置在机架上的动力头与夹持器，以及辅助上加接钻杆用的机械手，该夹持器用于固定钻杆；动力头包括设置在动力头内的水辫，该水辫与加接钻杆配合连接；机械手抓取加接钻杆并与水辫配合固定，动力头则带动固定后的水辫与加接钻杆朝夹持器内的钻杆方向运动并完成上钻杆运动。本发明实现了半自动钻进与自动钻进的转化，大幅度提高了钻杆的加接效率，避免了人工旋接钻杆，降低了劳动强度。

技术领域

本发明属于机械设计领域，涉及一种钻机自动上杆装置及方法。

背景技术

现有的钻机需要多人进行操作和协同作业，特别装卸钻杆大多采用人工进行，所需人工工作量大，劳动强度高，效率低，还存在一定的安全隐患。

虽现有技术存在采用侧方位机械手(或其它钻杆输送装置)拾取钻杆，但自动钻机加装钻杆时，需要连接钻杆两端的螺纹，此过程需要动力头旋转调速，且动力头旋转与推进同时配合，此接扣(接螺纹)过程效率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钻机自动上杆装置及方法，只需接加接钻杆的前端公螺纹便可完成钻杆加装。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻机自动上杆装置，包括机架，设置在机架上的动力头与夹持器，以及辅助上加接钻杆用的机械手，该夹持器用于固定钻杆；

动力头包括设置在动力头内的水辫，该水辫与加接钻杆配合连接。

可选的，机械手包括作用于钻杆的抓取臂以及与该抓取臂连接的主关节臂，主关节臂伸缩带动抓取臂在动力头的轴向上移动。

可选的，水辫包括轴承座以及活动设置在轴承座一端内的芯轴，轴承座与芯轴之间设置有弹簧；

该芯轴在远离轴承座的一端设置为锥面，轴承座内设有轴承，其外还配合套接有固定盘。

可选的，钻杆包括钻杆体，以及分别设置在钻杆两端的母接头与公接头，母接头内设置有内螺纹，公接头外设置有外螺纹；

该母接头与芯轴的锥面配合设置。

可选的，动力头还包括设置在水辫与钻杆的连接处外的卡盘。

可选的，动力头通过滑动组件滑动设置在机架上。

一种钻机自动上杆方法，应用如上述的一种钻机自动上杆装置，包括以下步骤：

S1，将钻杆固定在夹持器内，并让该钻杆的母接头朝向动力头，机械手将加接钻杆抓至动力头前端，并通过主关节臂带动抓取臂朝动力头轴向方向的移动并进入动力头的卡盘内；

S2，机械手带动加接钻杆继续朝动力头运动，加接钻杆的母接头压紧水辫芯轴的锥面同时将芯轴朝轴承座方向压紧，弹簧受压缩紧，此时卡盘固定，机械手退出；

S3，动力头旋转并朝夹持器方向推进，并带动加接钻杆的公接头螺纹旋转连接夹持内钻杆的母接头螺纹，完成钻杆上杆。

可选的，在S2步骤中，卡盘用于固定加接钻杆与水辫的连接并保持弹簧始终处于压缩状态。

本发明的有益效果在于：本发明一种钻机自动上杆装置及方法，实现了半自动钻进与自动钻进的转化，大幅度提高了钻杆的加接效率，避免了人工旋接钻杆，降低了劳动强度。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：