一种地质钻探钻杆自动移摆装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地质钻探钻杆自动移摆装置，包括桅杆、滑动平台、升降驱动机构、旋转机构和钻杆抓取机构；所述桅杆上设置有沿着桅杆轴向的导轨；所述滑动平台安装在导轨上且可沿所述导轨移动；所述升降驱动机构与所述滑动平台驱动连接；所述旋转机构一端安装在所述滑动平台上，所述钻杆抓取机构安装在所述旋转机构的另一端。本发明专利技术的有益效果是：通过滑动平台、升降驱动机构、旋转机构和钻杆抓取机构实现钻杆全方位旋转及沿桅杆上下移动，实现起下钻工序的自动化，节约人力资源；采用全电动的驱动方式，在野外作业中能源供应问题更易解决，可以适应较为恶劣的环境，且结构简单，便于维护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地质钻探领域，尤其是涉及一种地质钻探钻杆自动移摆装置。
技术介绍
深部勘探的主要方法是深部岩心钻探。深部钻探具有：技术难度大、劳动强度大、成本高、风险高、钻杆规格大和起、下钻次数多等特点。钻探过程中需要将大量钻杆由其摆放架运移到井口，作业结束后还需再将钻杆由井口运移回钻杆摆放架。传统的人工移摆钻杆操作方式有诸多弊端。首先，由于深部钻探钻杆最长可达9米，最重可达300千克，数量动辄可达二、三百根，完成如此沉重、数量之多的钻杆的运移工作，劳动强度非常大。另外，钻杆运移工作对工人的素质要求很高，既需要强健的体魄，又需要娴熟的技术，增加了用工成本，提高了钻探工作的成本。最后，工人和钻杆直接接触，稍不注意就可能酿成安全事故。据钻井协会提供的数据显示，30~52%的钻探事故是在起、下钻过程中发生的，严重影响钻探作业的周期，增加钻探的风险和成本。为了解决深部岩心钻探起、下钻效率低、劳动强度大和安全性差等技术难题，提升我国地质钻探装备的技术水平，亟需开发一种地质钻探钻杆自动移摆装置。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种地质钻探钻杆输送装置，实现自动抓取移摆，解放人力。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种地质钻探钻杆自动移摆装置，包括桅杆、滑动平台、升降驱动机构、旋转机构和钻杆抓取机构；所述桅杆上设置有沿着桅杆轴向的导轨；所述滑动平台安装在导轨上且可沿所述导轨移动；所述升降驱动机构与所述滑动平台驱动连接；所述旋转机构一端安装在所述滑动平台上，所述钻杆抓取机构安装在所述旋转机构的另一端。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述旋转机构的包括水平旋转机构和竖立旋转机构；所述水平旋转机构的一端与所述滑动平台枢转连接，另一端与所述竖立旋转机构的一端相对固定，所述竖立旋转机构的另一端上安装钻杆抓取机构。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述水平旋转机构包括减速电机、上静支撑耳、下静支撑耳和旋转轴；所述上静支撑耳和下静支撑耳固定安装在所述滑动平台上且上下对置；所述旋转轴穿过所述上静支撑耳和下静支撑耳；所述旋转轴能够在所述减速电机的驱动下相对于所述上静支撑耳和下静支撑耳绕旋转轴的轴线转动；所述旋转轴与所述竖立旋转机构固定连接。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述竖立旋转机构包括动支撑耳、转动臂架体、转动轴和驱动电机；所述动支撑耳固定安装在所述转动臂架体上且与所述水平旋转机构的旋转轴固定连接；所述转动轴安装在所述转动臂架体上且能够绕转动轴轴线旋转且所述转动轴的轴线处于水平；所述驱动电机与所述转动轴驱动连接；所述钻杆抓取机构与所述转动轴相对固定。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述竖立旋转机构还包括轴承座和蜗轮蜗杆减速器；所述驱动电机通过所述蜗轮蜗杆减速器与所述转动轴驱动连接；所述轴承座安装在所述转动臂架体上，所述转动轴安装在所述轴承座上。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述升降驱动机构包括升降电机、驱动支撑架和沿桅杆轴向设置在所述桅杆上的直线导轨；所述滑动平台与所述驱动支撑架相对固定且能够沿所述直线导轨滑动； 所述桅杆上设有齿条，驱动支撑架上设置有与所述齿条啮合的齿轮，所述升降电机与所述齿轮驱动连接。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述滑动平台的两侧边缘设置有滑动平台压板，所述直线导轨卡在所述滑动平台与所述滑动平台压板形成的缝隙中。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述桅杆为桁架结构，桅杆的截面呈“U”形。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，所述动支撑耳和静支撑耳的截面均呈“T”形。上述地质钻探钻杆自动移摆装置，钻杆抓取机构包括驱动电机、钻杆抓取机构支架和机械爪；所述机械爪设置在所述钻杆抓取机构支架上；所述钻杆抓取机构支架安装在所述旋转装置上。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、通过滑动平台、升降驱动机构、旋转机构和钻杆抓取机构实现钻杆全方位旋转及沿桅杆上下移动，实现起下钻工序的自动化，节约人力资源；2、采用全电动的驱动方式，在野外作业中能源供应问题更易解决，可以适应较为恶劣的环境，且结构简单，便于维护；3、完成一次起、下钻作业只需50s，提高取心钻井作业的效率，保障了工人的安全，降低了钻井成本；4、各机构设计中均考虑自身的自锁性，在意外情况发生时，可以通过自身的机械自锁性保证装置安全可靠；5、桅杆采用桁架结构和“U”形设计，极大的减少了桅杆的自重，增加了桅杆的稳定性和承载能力；6、可以根据需求随时调整装置所移摆的最大钻杆长度和重量，采用模块化设计，方便野外的搬运和组装。附图说明图1是本专利技术地质钻探钻杆自动移摆装置的结构示意图。图2为本专利技术桅杆的结构示意图。图3为图2中AA方向的剖面图。图4为本专利技术水平旋转机构的结构示意图。图5为图4中AA方向的剖面图。图6为本专利技术竖立旋转机构的结构示意图。图7为图6中AA方向的剖面图。上述附图中，1、桅杆；2、滑动平台； 3、升降驱动机构；4、水平旋转机构；6、转动臂；7、竖立旋转机构；8、钻杆抓取机构；101、直线导轨；102、驱动支撑架；104、滑动平台压板；105、升降电机；106、蜗轮蜗杆减速器；107、齿轮；501、减速电机；502、上静支撑耳；503、旋转轴；504、下静支撑耳；602、转动臂架体；603、驱动电机；604、蜗轮蜗杆减速器；605、轴承座；606、转动轴。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。参见图1至图7，本专利技术提供了一种地质钻探钻杆自动移摆装置，包括桅杆1、滑动平台2、升降驱动机构3、旋转机构和钻杆抓取机构8；所述桅杆1上设置有沿着桅杆1轴向的导轨；所述滑动平台2安装在导轨上且可沿所述导轨移动；所述升降驱动机构3与所述滑动平台2驱动连接；所述旋转机构一端安装在所述滑动平台2上，所述钻杆抓取机构8安装在所述旋转机构的另一端。所述桅杆1为桁架结构，桅杆1的截面呈“U”形，桁架结构及“U”形设计有利于增加桅杆1的刚性，在工作中不易变形，增加承重能力。通过桅杆1底座的地脚螺栓固定在地面基础上，外加支撑杆来确保系统在运行过程中的稳定性。所述升降驱动机构3包括升降电机105、驱动支撑架102和沿桅杆1轴向设置在所述桅杆1上的直线导轨101；所述滑动平台2与所述驱动支撑架102相对固定且能够沿所述直线导轨101滑动；桅杆1上设有齿条，驱动支撑架102上设置有与所述齿条啮合的齿轮107，所述升降电机105与所述齿轮107驱动连接。驱动支撑架102的刚性接触面上均加装防磨板。齿条安装在桅杆1上，齿轮107通过蜗轮蜗杆减速器106与齿条啮合，在运动时齿条位置保持不变，升降电机105带动减速器转动进而带动齿轮107转动，将齿轮107的转动转化为沿桅杆1方向的直线运动，由于齿轮107安装在减速器轴上，减速器安装在与滑动平台2一体的驱动支撑架102上，则滑动平台2随齿轮107的上下移动而上下进给。齿条安装在齿条安装架上，如有磨损可以更换。为了减小滑动平台2和直线导轨101之间的摩擦，在二者接触面上衬有聚四氟乙烯板。滑动平台2的两侧边缘设置有滑动平台压板104，滑动平台2与滑动平台压板104之间为螺钉连接；所述直线导轨101卡在所述滑动平台2与所述滑动平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地质钻探钻杆自动移摆装置，其特征在于，包括桅杆、滑动平台、升降驱动机构、旋转机构和钻杆抓取机构；所述桅杆上设置有沿着桅杆轴向的导轨；所述滑动平台安装在导轨上且可沿所述导轨移动；所述升降驱动机构与所述滑动平台驱动连接；所述旋转机构一端安装在所述滑动平台上，所述钻杆抓取机构安装在所述旋转机构的另一端。

【技术特征摘要】
1.一种地质钻探钻杆自动移摆装置，其特征在于，包括桅杆、滑动平台、升降驱动机构、旋转机构和钻杆抓取机构；所述桅杆上设置有沿着桅杆轴向的导轨；所述滑动平台安装在导轨上且可沿所述导轨移动；所述升降驱动机构与所述滑动平台驱动连接；所述旋转机构一端安装在所述滑动平台上，所述钻杆抓取机构安装在所述旋转机构的另一端。2.根据权利要求1所述的地质钻探钻杆自动移摆装置，其特征在于，所述旋转机构的包括水平旋转机构和竖立旋转机构；所述水平旋转机构的一端与所述滑动平台枢转连接，另一端与所述竖立旋转机构的一端相对固定，所述竖立旋转机构的另一端上安装钻杆抓取机构。3.根据权利要求2所述的地质钻探钻杆自动移摆装置，其特征在于，所述水平旋转机构包括减速电机、上静支撑耳、下静支撑耳和旋转轴；所述上静支撑耳和下静支撑耳固定安装在所述滑动平台上且上下对置；所述旋转轴穿过所述上静支撑耳和下静支撑耳；所述旋转轴能够在所述减速电机的驱动下相对于所述上静支撑耳和下静支撑耳绕旋转轴的轴线转动；所述旋转轴与所述竖立旋转机构固定连接。4.根据权利要求3所述的地质钻探钻杆自动移摆装置，其特征在于，所述竖立旋转机构包括动支撑耳、转动臂架体、转动轴和驱动电机；所述动支撑耳固定安装在所述转动臂架体上且与所述水平旋转机构的旋转轴固定连接；所述转动轴安装在所述转动臂架体上且能够绕转动轴轴线旋转且所述转动轴的轴线处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡远彪，刘宝林，王晓龙，王田青，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11