用于操纵钻柱的钻柱部件的装置、用于操纵钻柱部件的方法以及凿岩钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于凿岩钻机的操纵装置，所述操纵装置用于操纵钻柱的钻柱部件，其中用于夹持钻柱部件的夹持装置可在凿岩钻机内的钻柱位置与所述凿岩钻机外的递送位置之间移位。本发明还涉及一种方法和一种凿岩钻机。
【背景技术】
[0002]在用于例如勘探钻井的长的钻孔的钻探期间，消耗了大量时间以用于在钻探期间在钻柱后来被加长时操纵钻柱部件、以及用于更换钻头一一这由于在钻探期间钻头的不间断的磨损而必须定期被执行。
[0003]已经提出不同的建议以促进这种操纵，其中之一是早先从AU-B-64377/96中已经知晓的用于凿岩钻机的操纵装置，其中钻柱部件被置于呈单向套筒形式的支承装置中以用于钻柱部件在水平位置与竖直位置之间的转移。这种已知的装置未提供钻柱部件的稳定的操纵。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是提供一种开头所述的装置，该装置允许对钻柱部件的灵活且仍然安全的操纵。
[0005]就根据上文所述的操纵装置而言，此目的在以下情况下得以实现，即，所述操纵装置包括布置成与进给梁相连且与进给梁平行的直线引导件，以及可沿直线引导件移位的滑块，夹持装置由转动臂支承，转动臂又由滑块支承，带有被支承的夹持装置的转动臂可借助于第一旋转体以相对于连接至滑块的转动臂支承件绕第一旋转轴线转动的方式被驱动，所述第一旋转轴线平行于由夹持装置夹持的钻柱部件的轴线且与该轴线相距一段距离转动臂支承件、并且由此带有被支承的夹持装置的转动臂、可借助于第二旋转体以相对于所述滑块绕第二旋转轴线转动的方式被驱动，所述第二旋转轴线与直线引导件以及与第一旋转轴线形成角度，并且所述转动臂支承件、并且由此带有被支承的夹持装置的转动臂、可借助于第三旋转体以绕与直线引导件平行的第三旋转轴线转动的方式被驱动，以用于将夹持装置转动至钻柱位置。
[0006]在此提出一种灵活的操纵装置，由于具有轴向上分隔开的夹持器对的夹持装置的结构与通过三个特别定位的旋转体提供的较大的控制可能性的组合，所述操纵装置一方面能够执行将钻柱部件精确地转移至钻柱位置。通过使转动臂绕第一旋转轴线转动，夹持装置可以例如旋转进入至钻柱位置中以及从所述钻柱位置中旋转出来。这还导致:夹持装置可以被微调以便夹持处于与精确的递送位置稍稍偏离的位置处的钻柱。根据本发明，用于钻柱部件的转动的旋转半径也可以被调节例如以适应所应用的不同尺寸的进给梁。
[0007]转动的能力与可沿直线引导件移位的滑块的组合允许递送位置可以沿竖直方向容易地改变以用于自由地定位具有不同尺寸和高度的匣仓，且使得即使具有多个水平高度的匣仓也可以用于本发明。
[0008]“递送位置”在此是指待由夹持装置夹持的钻柱部件的位置(拾取位置)，以及待由夹持装置释放钻柱部件的位置(释放位置)。这通常可以是匣仓中的限定的位置，但是也可以是用于被夹持或释放的钻柱部件的另外的特定的位置。
[0009]优选地，直线引导件是可以附接至进给梁的单独的单元。在此，直线引导件可以设置为用于标准的钻机而无需改变进给梁等。直线引导件也可以被应用于现有的钻机而无需对其进行较大的修改。但是，应当注意的是:可以在本发明的范围内可以将直线引导件与进给梁构造成一个单元。
[0010]第三旋转轴线优选地定位在直线引导件与因此位于进给梁上的紧固点之间，其中绕平行于直线引导件的第三旋转轴线转动的能力还包括以转动的方式驱动直线引导件。这使得操纵装置可具有大的运动范围且允许支承滑块的部件与第三旋转轴线定位在滑块与夹持装置之间的情况相比而言具有更高程度的刚度。
[0011]特别优选的是:沿被夹持的钻柱部件的轴向方向观察，所述夹持装置被支承成能够以可沿转动臂轴向移位的方式被驱动。这在沿待被夹持的钻柱部件的轴向方向定位夹持装置方面提供了优势。特别是在与沿直线引导件的可移位性相结合的情况下。此外，沿转动臂的可移位性使得调节用于在进给梁的不同的倾斜度中并且因此在直线引导件的不同的倾斜度中的钻探操作的递送位置的可能性增加。这种沿着转动臂的可移位性借助于液压缸以适当的方式实现。
[0012]用于第二旋转体的支承件以适当的方式刚性地连接至滑块。进一步优选的是:从第一旋转体突出的第一退出轴刚性地连接至转动臂，且从第二旋转体突出的第二退出轴刚性地连接至第一旋转体的主体部分。这允许有稳定且紧凑的结构。
[0013]优选的是:第二旋转轴线与直线引导件且与第一旋转轴线基本形成直角。
[0014]直线引导件优选地包括呈链传动或液压缸形式的用于滑块的直线驱动装置。
[0015]操纵装置优选地还包括具有用于支承钻柱部件的支承构件的匣仓。这些单元可以以有利的方式相互旋转以实现其运动形式的共同调节。所述匣仓以适当的方式可移位地连接至所述凿岩钻机，这对于适应于进给梁的已有的倾斜度是有利的。特别地，匣仓可沿与容纳在匣仓中的钻柱部件的轴向方向平行的方向移位。
[0016]匣仓优选地在多个高度(level)包括呈部件托架形式的支承构件，其中在一个高度上的部件托架可被去除以允许接近位于下方高度上的钻柱部件。
[0017]所述支承构件以适当的方式布置成用于在相同高度上接收多个钻柱部件，其中所述支承构件可被调节为在处于所述夹持装置的拾取位置时向所述递送位置倾斜且在处于所述夹持装置的释放位置时自所述递送位置倾斜。
[0018]所述夹持装置优选地具有相对于钻柱部件的长度的较大的轴向延伸度且优选地包括至少两个轴向间隔开的夹持器对，以便因最小的晃动趋势而实现对钻柱部件的稳定的夹持。
[0019]本发明还涉及一种用于操纵凿岩钻机的钻柱的钻柱部件的方法，其中所述方法包括:使滑块沿被布置成与所述进给梁平行的直线引导件移位，利用由所述滑块支承的夹持装置夹持钻柱部件，以及使所述夹持装置在凿岩钻机内的钻柱位置与凿岩钻机外的递送位置之间移位。所述方法还包括:使支承所述夹持装置的转动臂相对于连接至所述滑块的转动臂支承件绕第一旋转轴线转动，所述第一旋转轴线平行于由夹持装置夹持的钻柱部件的轴线且与该轴线相距一段距离，使所述转动臂支承件、并且由此使带有被支承的夹持装置的所述转动臂、相对于所述滑块绕第二旋转轴线转动，所述第二旋转轴线与直线引导件以及与第一旋转轴线形成角度，以及使所述转动臂支承件、并且由此使带有被支承的夹持装置的转动臂、绕平行于直线引导件的第三旋转轴线转动，以便使所述夹持装置转动至钻柱位置。
[0020]通过此方法，实现了与本发明的装置相关的优点相对应的优点。
[0021]与根据上文的从属装置的特征相对应的特征可与本发明方法相结合而应用并导致相对应的优点。
[0022]本发明还涉及一种具有可沿进给梁移位的旋转体且包括本发明的操纵装置的凿岩钻机。
[0023]下面将通过实施方式并参考附图更详细地描述本发明。
【附图说明】
[0024]在附图中:
[0025]图1示出装备有用于凿岩机的进给梁以及用于操纵钻柱部件的装置用的直线引导件的凿岩钻机，
[0026]图2以较大的比例示出与进给梁分离的图1中的用于操纵钻柱部件的装置，
[0027]图3以较大比例示出用于操纵钻柱部件的装置的细节的放大图，
[0028]图4示出处另一位置的于图2的装置；
[0029]图5示意性示出根据本发明的方法的序列的方块图；以及
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