一种三自由度钻机自动换杆系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种三自由度钻机自动换杆系统，包括钻杆排架、横移机构、升降机构、回转机构和夹持机构，所述钻杆排架一侧下端设置有横移机构，所述横移机构上端滑动设置有升降机构，所述升降机构表面设置有回转机构，所述回转机构一侧设置有夹持机构；本实用新型专利技术实现了顶驱式动力头钻机换钻杆工作的全部自动化，使得钻探过程变得顺畅快捷，节省了人力物力，减少了安全隐患，大大的提高了换钻杆的效率，这是一种全新形式的换杆系统，相比于常规换杆机具有更高的自动化程度、更高的效率和对钻杆更加友好的特点；值得一提的是，相对于传统换杆机，本专利的夹持机构夹持的是钻杆的管体部分，杜绝了对钻杆接头扣根的损伤。杜绝了对钻杆接头扣根的损伤。杜绝了对钻杆接头扣根的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度钻机自动换杆系统


[0001]本技术属于钻探行业顶驱式动力头钻机换钻杆
，具体涉及一种三自由度钻机自动换杆系统。

技术介绍

[0002]随着勘探行业的日益蓬勃，对钻井技术的发展进步也有了越来越高的要求。顶驱式动力头钻机是一种比较先进的、高效的钻机，目前在我国还处于起步阶段，应用并不十分广泛。但随着社会的发展，这种集成度更高、人员设备更安全、工作效率更高的钻机必将应用于石油、煤矿、抢险救援等更多领域。与此同时，要想进一步提高钻进效率，必须想办法缩短换接钻杆的时间，而目前主要还是以人力劳动为主。人力劳动存在着很多不足，劳动强度大、安全隐患高、浪费人力成本、用时长效率低等。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种三自由度钻机自动换杆系统，以解决上述
技术介绍
中提出的人力劳动存在着很多不足，劳动强度大、安全隐患高、浪费人力成本、用时长效率低的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种三自由度钻机自动换杆系统，包括钻杆排架、横移机构、升降机构、回转机构和夹持机构，所述钻杆排架一侧下端设置有横移机构，所述横移机构上端滑动设置有升降机构，所述升降机构表面设置有回转机构，所述回转机构一侧设置有夹持机构。
[0005]优选的，所述钻杆排架包括排架横梁后部与排架横梁前部，所述排架横梁后部与排架横梁前部通过铰链连接，所述排架横梁后部两端均设置有防撞缓冲垫，所述排架横梁后部的下方一端固定连接有支腿，所述排架横梁后部的下方另一端固定连接有支腿架，所述支腿架表面固定安装有支腿油缸，所述支腿上端一侧设置排架限位，所述排架限位通过转轴与横梁连接，且相对于横梁转动，所述排架限位上开设有定位孔，所述排架限位另一侧安装固定有升降滚轮机构，所述排架限位另一侧安装固定有支架，所述支架与横梁焊接部分螺栓连接，所述支架一侧设置有第二液压油缸，所述第二液压油缸一侧设置有支座，所述支座上端设置有不对称V型轮，所述不对称V型轮一侧设置有第一液压马达，所述排架横梁前部与支腿连接处设置有第一液压油缸。
[0006]所述横移机构包括底座、导轨与横移平台，所述导轨共有两条，且两条导轨中间通过螺栓安装有齿条，所述横移平台两侧各安装设置有滚轮，所述滚轮共有两排，所述横移平台侧面两端分别安装有限位导正轮，所述横移平台一端通过螺栓固定安装有第二液压马达。
[0007]所述升降机构包括底座、立柱导轨与升降平台，所述底座上对应横移平台的顶部设置有若干个孔，使升降机构与横移机构通过螺栓固定连接，所述升降平台背部通过螺栓固定有轨道夹块，所述升降平台与立柱导轨滑动连接，所述升降油缸一端与底座铰接，所述
升降油缸另一端与升降平台铰接。
[0008]所述回转机构包括回转架、回转支承与外圈带齿，所述回转机构通过螺栓与升降机构的升降平台固定连接，所述回转架通过螺栓与回转支承的内圈固定连接，所述回转架一端通过螺栓固定连接液压马达，所述液压马达的输出轴上固定连接有小齿轮，所述小齿轮与回转支承的外圈齿啮合。
[0009]所述夹持机构包括横臂，所述横臂插接进回转机构中的回转架中，然后通过螺栓固定锁死，所述横臂两端通过螺栓固定设置有夹钳箱，所述夹钳箱中对称设置有夹钳座，所述夹钳座通过转轴与夹钳箱固定连接，且可相对夹钳箱转动，所述夹钳座通过销轴与夹头固定锁死，所述夹头可根据不同规格钻杆更换规格，所述夹钳座共有两个，且分别与第三液压油缸的两端铰接，通过第三液压油缸的伸缩控制夹头的开合，两个所述夹钳座中间设计有对中机构，对中机构为对称式摇杆滑块机构，所述夹钳箱内部设置有连接杆、滑块与滑柱，所述滑块在滑柱上滑动，且与夹钳座构成摇杆，所述连接杆两端分别铰接夹钳座和滑块。
[0010]与现有技术相比，本技术提供了一种三自由度钻机自动换杆系统，具备以下有益效果：本技术实现了顶驱式动力头钻机换钻杆工作的全部自动化，使得钻探过程变得顺畅快捷，节省了人力物力，减少了安全隐患，大大的提高了换钻杆的效率，这是一种全新形式的换杆系统，相比于常规换杆机具有更高的自动化程度、更高的效率和对钻杆更加友好的特点；值得一提的是，相对于传统换杆机，本专利的夹持机构夹持的是钻杆的管体部分，杜绝了对钻杆接头扣根的损伤。
附图说明
[0011]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制，在附图中：
[0012]图1为本技术提出的三自由度钻机自动换杆系统的结构示意图；
[0013]图2为本技术提出的钻杆排架结构示意图；
[0014]图3为本技术提出的排架限位示意图一；
[0015]图4为本技术提出的排架限位示意图二；
[0016]图5为本技术提出的横移机构示意图一；
[0017]图6为本技术提出的横移机构示意图二；
[0018]图7为本技术提出的横移机构示意图三；
[0019]图8为本技术提出的升降机构示意图；
[0020]图9为本技术提出的回转机构示意图；
[0021]图10为本技术提出的夹持机构示意图一；
[0022]图11为本技术提出的夹持机构示意图二；
[0023]图中：
[0024]1、钻杆排架；1.1、防撞缓冲垫；1.2、排架横梁后部；1.3、排架限位；1.4、铰链；1.5、排架横梁前部；1.6、第一液压油缸；1.7、支腿；1.8、支架；1.9、第二液压油缸；1.10、支座；1.11、不对称V型轮；1.12、第一液压马达；1.13、支腿架；1.14、支腿油缸；
[0025]2、横移机构；2.1、导轨；2.2、齿条；2.3、第二液压马达；2.4、横移平台；2.5、限位导
正轮；2.6、滚轮；
[0026]3、升降机构；3.1、立柱导轨；3.2、升降平台；3.3、轨道夹块；3.4、升降油缸；
[0027]4、回转机构；4.1、回转架；4.2、液压马达；4.3、小齿轮；4.4、回转支承；
[0028]5、夹持机构；5.1、横臂；5.2、夹钳箱；5.3、第三液压油缸；5.4、转轴；5.5、夹钳座；5.6、夹头；5.7、连接杆；5.8、滑块；5.9、滑柱。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]实施例一
[0031]请参阅图1
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11，本技术提供一种技术方案：一种三自由度钻机自动换杆系统，包括钻杆排架1、横移机构2、升降机构3、回转机构4和夹持机构5，钻杆排架1一侧下端设置有横移机构2，横移机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三自由度钻机自动换杆系统，包括钻杆排架(1)、横移机构(2)、升降机构(3)、回转机构(4)和夹持机构(5)，其特征在于：所述钻杆排架(1)一侧下端设置有横移机构(2)，所述横移机构(2)上端滑动设置有升降机构(3)，所述升降机构(3)表面设置有回转机构(4)，所述回转机构(4)一侧设置有夹持机构(5)。2.根据权利要求1所述的一种三自由度钻机自动换杆系统，其特征在于：所述钻杆排架(1)包括排架横梁后部(1.2)与排架横梁前部(1.5)，所述排架横梁后部(1.2)与排架横梁前部(1.5)通过铰链(1.4)连接，所述排架横梁后部(1.2)两端均设置有防撞缓冲垫(1.1)，所述排架横梁后部(1.2)的下方一端固定连接有支腿(1.7)，所述排架横梁后部(1.2)的下方另一端固定连接有支腿架(1.13)，所述支腿架(1.13)表面固定安装有支腿油缸(1.14)，所述支腿(1.7)上端一侧设置排架限位(1.3)，所述排架限位(1.3)通过转轴与横梁连接，且相对于横梁转动，所述排架限位(1.3)上开设有定位孔，所述排架限位(1.3)另一侧安装固定有升降滚轮机构，所述排架限位(1.3)另一侧安装固定有支架(1.8)，所述支架(1.8)与横梁焊接部分螺栓连接，所述支架(1.8)一侧设置有第二液压油缸(1.9)，所述第二液压油缸(1.9)一侧设置有支座(1.10)，所述支座(1.10)上端设置有不对称V型轮(1.11)，所述不对称V型轮(1.11)一侧设置有第一液压马达(1.12)，所述排架横梁前部(1.5)与支腿(1.7)连接处设置有第一液压油缸(1.6)。3.根据权利要求1所述的一种三自由度钻机自动换杆系统，其特征在于：所述横移机构(2)包括底座、导轨(2.1)与横移平台(2.4)，所述导轨(2.1)共有两条，且两条导轨(2.1)中间通过螺栓安装有齿条(2.2)，所述横移平台(2.4)两侧各安装设置有滚轮(2.6)，所述滚轮(2.6)共有两排，所述横移平台(2.4)侧面两端分别安装有限位导正轮(2.5)，所述横移平台(2.4)一端通过螺栓固定安装有第二液压马达(2.3)。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，朱立强，任立坤，解少朋，王洪炜，苏辰兆，王克虎，程林，孔令沪，闫成浩，谷翔，
申请(专利权)人：河北石探机械制造有限责任公司，
类型：新型
国别省市：