CN103711447B - 一种车载钻机换杆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载钻机换杆装置，包括机身1、平移支腿2、稳固支腿3、钻杆给进机身4、安装座5、夹持机构6、机身调角油缸7、升降装置8、调整油缸9。其中，所述机身1安装有平移支腿2和两对稳固支腿3，钻杆给进机身4通过后轴与安装座5铰接，夹持机构6安装于钻杆给进机身4，升降装置8安装于机身1一侧，调整油缸9两端分别固定在机身1和升降装置8上，机身调角油缸7分别与钻杆给进机身4和机身1铰接，可控制钻杆给进机身4的上仰角度。钻杆11经换杆装置与钻机动力头10对接。本发明的车载钻机换杆装置结构简单，操作方便，工作面低，加杆装置体积小、重量轻，现场工人劳动强度低，自动化程度高，提高了工作效率。

Description

一种车载钻机换杆装置
技术领域
本发明涉及一种车载钻机换杆装置，适用于车载钻机上下钻杆并配合动力头完成钻杆装卸。
背景技术
车载钻机作为一种自动化程度较高的多工艺钻井施工设备，具有钻进速度快、适用于多种钻进工艺、工作稳定性强、检修维护方便、操作简单、辅助作业方便省力、拆装及运输方便等优点。车载钻机大量应用于大口径水井、煤层气抽采井、油气井等钻进施工中，是今后钻机的一个主流发展趋势，与其配套的设备也在快速更新。起下钻具工作是影响钻探作业效率的重要环节。目前，多数工程钻机采用先由升降机升降钻杆，钻杆经卡瓦卡紧后，借助卷扬***和人工来完成装卸钻杆任务。对于大型地面车载钻机，加、卸钻杆作业须同时考虑起下钻杆及套管等钻具的需要，由于钻杆较长且质量较大，搬运和换杆工作都较为困难，工人劳动强度大，效率低，且容易造成安全隐患。因此急需设计与其配套的换杆装置。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种车载钻机换杆装置，克服钻杆上下工作平台的不足，降低工人劳动强度，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种车载钻机换杆装置，包括机身1、平移支腿2、稳固支腿3、钻杆给进机身4、给进机身安装座5、夹持机构6、机身调角油缸7、升降装置8、调整油缸9及附属结构。其中，所述机身1固定安装有平移支腿2和两对稳固支腿3，钻杆给进机身4通过给进机身后轴与给进机身安装座5铰接，夹持机构6固定安装于钻杆给进机身4，升降装置8固定安装于机身1一侧，调整油缸9两端分别固定在机身1和升降装置8上，机身调角油缸7分别与钻杆给进机身4和机身1铰接，可控制钻杆给进机身4的上仰角度。
其中，机身1两侧面各布置三组升降装置8的安装支座，选用不同的安装支座能改变升降装置8在机身1侧面的位置，进而满足不同长度钻杆的加载更换。
其中，调整油缸9伸缩，改变升降装置8的倾斜状态，向机身1倾斜时，钻杆托板内的钻杆自动滚动到钻杆托盘12内，托盘翻转油缸13伸缩，钻杆托盘翻转45°，进入下一步工序；升降装置8向机身1反向倾斜时，钻杆托盘12滚出的钻杆会顺斜面滚动到升降装置8的钻杆托板24内，进入下一步工序。
其中，钻杆给进机身4上的钻杆托盘12经托盘给进油缸14作用推进，钻杆进入夹持机构6，钻杆夹紧后在推杆油缸15作用下向前推送，与钻机动力头完成对接。
本发明的车载钻机换杆装置的工作原理为：升降装置8提升油缸22活塞杆伸出或缩回经钢丝绳23可实现钻杆托板24升起或落下，从而实现将地面钻杆提升或将来自钻杆给进机身4的钻杆下降至地面，翻转油缸25活塞杆伸缩可实现钻杆叉26转动，即实现钻杆托板24转动，在上下钻杆过程中，钻杆托板24转动90°可实现钻杆方便滚入或者滚出钻杆托盘12；钻杆给进机身4托板给进油缸14伸出或缩回可将钻杆托盘12内的钻杆移动至夹持机构6或者将从动力头10上拆卸的钻杆从夹持机构6中移出。推杆油缸15伸出或者缩回可将夹持机构6向前或向后移动，从而实现钻杆在钻杆托盘12中的位置控制。夹持油缸19活塞杆伸出经支撑臂20的作用可实现卡瓦21夹紧钻杆，活塞杆缩回松开钻杆。
有益效果
与现有车载钻机换杆装置相比，本发明的车载钻机换杆装置的升降装置8采用连杆结构实现钻杆上下，结构简单，操作方便，工作面低，加杆装置体积小、重量轻，现场工人劳动强度低，自动化程度高，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的车载钻机换杆装置原理图；
图2是本发明的车载钻机换杆装置装配俯视图；
图3是本发明的车载钻机换杆装置装配B-B剖视图图；
图4是本发明的车载钻机换杆装置的给进机身结构示意图；
图5是本发明的车载钻机换杆装置的给进机身C-C剖视图；
图6是本发明的车载钻机换杆装置的夹持机构结构示意图；
图7是本发明的车载钻机换杆装置的升降机构结构示意图；
图8是钻杆托板在下极限位置的示意图；
图9是钻杆托板在上极限位置的示意图；
图10是钻杆托板翻转示意图。
图中，1为机身；2为平移支腿；3为稳固支腿；4为钻杆给进机身；5给进机身安装座；6为夹持机构；7为机身调角油缸；8为升降装置；9为调整油缸；10为车载钻机动力头；11为钻杆；12钻杆托盘；13为托盘翻转油缸；14为托盘给进油缸；15为推杆油缸；16为活动托板；17为滚轮；18为给进机身导轨；19为夹持油缸；20为支撑臂；21为卡瓦；22为提升油缸；23为钢丝绳；24为钻杆托板；25为翻转油缸；26为钻杆叉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种车载钻机换杆装置，包括机身1、平移支腿2、稳固支腿3、钻杆给进机身4、给进机身安装座5、夹持机构6、机身调角油缸7、升降装置8、调整油缸9及附属结构。其中，所述机身1固定安装有平移支腿2和两对稳固支腿3，钻杆给进机身4通过给进机身后轴与给进机身安装座5铰接，夹持机构6固定安装于钻杆给进机身4，升降装置8固定安装于机身1一侧，调整油缸9两端分别固定在机身1和升降装置8上，机身调角油缸7分别与钻杆给进机身4和机身1铰接，可控制钻杆给进机身4的上仰角度。钻杆11经换杆装置上升到需要的角度和位置与车载钻机动力头10对接，完成换杆工作。
其中，机身1两侧面各布置三组升降装置8的安装支座，选用不同的安装支座能改变升降装置8在机身1侧面的位置，进而满足不同长度钻杆的加载更换。
其中，调整油缸9伸缩，改变升降装置8的倾斜状态，向机身1倾斜时，钻杆托板内的钻杆自动滚动到钻杆托盘12内，托盘翻转油缸13伸缩，钻杆托盘翻转45°，进入下一步工序；升降装置8向机身1反向倾斜时，钻杆托盘12滚出的钻杆会顺斜面滚动到升降装置8的钻杆托板24内，进入下一步工序。
其中，钻杆给进机身4上的钻杆托盘12经托盘给进油缸14作用推进，钻杆进入夹持机构6，钻杆夹紧后在推杆油缸15作用下向前推送，与钻机动力头完成对接。
如图1所示，换杆装置进入钻场后，通过机身1的平移支腿2和稳固支腿3调整状态，保证换杆装置稳定及其与车载钻机合适的位置关系；枕木上的钻杆通过人工搬运到升降装置8的钻杆托板24上，提升油缸22伸长，提升钻杆到加杆装置机身的上平台位置；钻杆托板翻转油缸25缩短，钻杆托板24将钻杆翻转至与底座上平台在同一平面上；调整油缸9伸长，调整升降装置8与加杆装置底座上平台的角度，钻杆由于惯性滚入钻杆托盘12中；钻杆托盘翻转油缸13动作，钻杆托盘转动45°，钻杆处于钻杆托盘12中心位置，托盘给进油缸14伸长，钻杆前端平移至穿过夹持机构6，到达极限位置后，夹持机构6夹紧钻杆；给进机身调角油缸7调整钻杆与机身1至一定角度，推杆油缸15同时伸长，使钻杆11角度及前端长度与车载钻机动力头10的翘起角度和位置相对应，动力头旋转，钻杆与动力头前端钻杆通过螺纹连接；夹持机构6张开，钻机动力头10上升，钻杆随着动力头位置的上升和旋转逐渐呈竖直状态钻杆与井下钻杆通过螺纹连接，加杆工作完成。
逆时针为卸杆过程，与加杆过程相反，钻杆通过钻机动力头10和卸扣器大钳松扣，动力头翘起并位置下降，钻杆进入钻杆托盘12，夹持机构6夹紧钻杆，动力头反转卸扣；给进机身调角油缸7调整角度使给进机身1与加杆装置平台平行，托盘翻转油缸13动作，钻杆托板旋转，钻杆自托盘滚出至加杆装置平台；升降装置运动顺序从图8到图10，与上杆过程相反，升降装置8调整油缸9缩短，钻杆滚入升降机构钻杆托板24，钻杆通过升降装置8下降到地面，卸杆工作完成。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种车载钻机换杆装置，其特征在于：包括机身(1)、平移支腿(2)、稳固支腿(3)、钻杆给进机身(4)、给进机身安装座(5)、夹持机构(6)、机身调角油缸(7)、升降装置(8)、调整油缸(9)；其中，所述机身（1）固定安装有平移支腿(2)和两对稳固支腿(3)，钻杆给进机身(4)通过给进机身后轴与给进机身安装座(5)铰接，夹持机构（6）固定安装于钻杆给进机身(4)，升降装置(8)固定安装于机身(1)一侧；调整油缸(9)两端分别固定在机身(1)和升降装置(8)上；机身调角油缸(7)分别与钻杆给进机身(4)和机身(1)铰接；
机身(1)两侧面各布置三组升降装置(8)的安装支座，选用不同的安装支座能改变升降装置(8)在机身(1)侧面的位置，进而满足不同长度钻杆的加载更换；
调整油缸(9)伸缩，改变升降装置(8)的倾斜状态，向机身(1)倾斜时，钻杆托板内的钻杆自动滚动到钻杆托盘(12)内，托盘翻转油缸(13)伸缩，钻杆托盘翻转45°，进入下一步工序；升降装置(8)向机身(1)反向倾斜时，钻杆托盘(12)滚出的钻杆会顺斜面滚动到升降装置(8)的钻杆托板(24)内，进入下一步工序；
钻杆给进机身(4)上的钻杆托盘(12)经托盘给进油缸(14)作用推进，活动托板(16)通过滚轮(17)在给进机身导轨(18)上面滚动，钻杆进入夹持机构(6)，钻杆夹紧后在推杆油缸(15)作用下向前推送，与钻机动力头完成对接。
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