地矿钻探用钻杆调整装置的制作方法

1.本实用新型涉及地矿钻探设备技术领域，具体为一种地矿钻探用钻杆调整装置。


背景技术：

2.钻杆在地矿开采中作为连接地表钻机设备和钻进底端钻磨设备的传动杆件，在采矿施工中发挥着重要作用。施工时，随着钻井深度的增加，需要不断增加钻杆根数。一般钻杆在现场平放排布，使用时要借助输送设备先将钻杆送至钻机附近，再由现场工人将钻杆立起后连接在钻井内所设钻杆的上端口。而且，现场使用的钻杆有多种种类，不仅长短不一，而且管壁内布置结构也有所不同，部分管壁内局部地设有传感电部件。为减轻工人的作业强度，提高钻杆对接的工作效率，亟待要求设计出一种能够自动抓取平摆的钻杆并将钻杆立起对接在处于钻井内钻杆的上端的装置，并且要求该装置能灵活适应不同长度、不同类型钻杆。


技术实现要素：

3.本实用新型提供的地矿钻探用钻杆调整装置，能够在施工现场将输送至钻机旁的钻杆抓住并立起，并对钻杆下端的位置进行调整，来完成对接安装在处于钻井内最上部一根钻杆的上端的操作，整个过程省时省力，高效便捷。
4.本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种地矿钻探用钻杆调整装置，包括安装在车体上的装配基座、与装配机座通过水平向设置的线轨结构匹配的滑座、固定在滑座上部的传动箱、立臂以及配置在立臂上的至少两个夹爪部。
5.所述立臂的下部延伸至所述传动箱内，使得所述传动箱能选择地驱使所述立臂使其处于竖直状态和水平状态。
6.各夹爪部的右侧置于所述立臂内，左侧延伸至所述立臂外且配置有能够选择地夹紧和松开钻杆的夹爪。
7.所述立臂上设有能够分别控制各夹爪部升降的驱动单元。
8.所述滑座能够携载着所述立臂相对移动至所述装配基座的左侧壁外。
9.具体地，所述立臂上设有相间布置的多个固定块，该固定块与所述夹爪部一一对应。
10.所述驱动单元为与电机匹配的丝杠传动单元，电机安装在所述固定块上设置的电机槽内，丝杠杆与所述夹爪部置于所述立臂内的部分匹配。
11.为方便安装丝杠杆和导向杆。优选地，于所述立臂上对应在每个固定块下方，设有处于所述立臂两侧竖直边沿的导向条，每对导向条匹配有一个滑块。所述滑块能够相对所述导向条沿竖直方向滑动且能借助螺栓被固定在所述导向条的上部。丝杠杆的两端分别被配置在所述固定块内和所述滑块内。
12.进一步，所述滑座上设有相对所述装配机座的右侧面向外水平延伸的平衡板。所述装配基座上安装有第一液压缸且该第一液压缸的缸杆端能够对所述平衡板的上端面施
加压力。当所述滑座携载着所述立臂相对移动至所述装配基座的左侧面外时，所述平衡板会逐渐移至装配基座内，逐渐地，所述平衡板的上端面便对应在所述第一液压缸的缸杆下方。液压缸的缸杆有伸长趋势时便能够逐渐增加作用在所述平衡板上的压力大小。借助第一液压缸与平衡板的匹配作用，能够克服立臂相对移动出装配基座左侧面时形成的悬臂效应，特别是在夹爪抓取起钻杆时悬臂效应更显著。设置的第一液压缸与平衡板起到保护滑座与装配基座之间配合设置的线轨结构的作用，防止受到显著的悬臂作用时导致线轨结构有发生显著变形，影响到使用寿命。
13.进一步，所述夹爪部的左侧呈u形，该u形部分的两个臂板上设有相对的夹爪，每个夹爪匹配有一个第二液压缸。所述夹爪的一端插入所述臂板内使得所述夹爪能够相对所述臂板沿直线滑动，所述夹爪的另一端形成有弧形槽口。成对夹爪上的弧形槽口能够与钻杆的外壁接触而将钻杆夹持住。
14.进一步，在至少一个夹爪部的一对夹爪上作如下设置：
15.所述夹爪延伸至所述u形部分内部分的下端面上设有弹性臂板，该弹性臂板呈弧形或v形且自由端向夹爪的弧形槽口一侧延伸。所述弹性臂板的自由端枢轴地设有滚柱。所述滚柱的曲面内侧边沿相对同侧夹爪上的弧形槽口槽底向内延伸。
16.所述弹性臂板的自由端设有端板，该端板的端面上设有轴向延伸的环状凸缘a。所述环状凸缘a的内壁上设有光源和指示光栅。所述端板的端面上设有光电元件。
17.与所述滚柱匹配的轴的一端设有盖板且该盖板上设有轴向延伸的环状凸缘b。所述环状凸缘b上设有圆圈状的光栅。所述光电元件相对处于所述环状凸缘b内。
18.所述的光源、指示光栅、环状凸缘b上的光栅及光电元件能够相对组合成光栅传感器。
19.滚柱与钻杆接触后，如果钻杆与滚柱之间出现相对滑动则与滚柱匹配的轴能够带着所述盖板旋转，环状凸缘b上的光栅便会相对指示光栅动作，而输出传感信号。
20.设置光栅传感器后能够根据传感信号的变化判断夹爪对钻杆施加的作用力是否足够大，能够使得钻杆相对立臂保持静止状态。如果滚柱有相对旋转动作，则说明钻杆相对夹爪有相对滑动，此时便需要增大夹爪对钻杆的夹持作用力，这样的设计能够更好地适应不同长度、重量的钻杆，利于保证夹爪能够施加足够但不严重过载的夹持力。
21.在上述方案下，于所述夹爪上的弧形槽口的弧面上及滚柱的外表面上可设置橡胶层以便增加相对摩擦阻力，且能避免对钻杆的外壁造成硬力损伤。
22.有益效果：本实用新型所提供的地矿钻探用钻杆调整装置，能够在施工现场将输送至钻机旁的钻杆抓住并立起，自动调整钻杆下端的位置而被对接安装在处于钻井内最上部一根钻杆的上端，使得整个过程省时省力，高效便捷。在本专利的设计方案下，立臂能够相对装配基座移动到装配基座的左侧面外部，并变换到水平放置的状态，在此状态下借助立壁上设置的夹爪部将钻杆夹持住，随后立壁能够在空间旋转至竖立状态。夹爪部的升降作用能够调整所夹起钻杆的高度位置，同时借助滑座相对装配基座的移动能够调整钻杆的左右位置，来调节夹起钻杆相对处于钻井内钻杆的位置，实现顺利对接。当装配基座能够相对车体沿前后方向移动时，还能够调整钻杆的前后位置。
附图说明
23.图1为本专利的涉及方案的整体结构示意图。
24.图2为夹爪部实施例一下的局部结构示意图。
25.图3为夹爪部实施例二下的局部结构示意图(俯视向)。
26.图4为夹爪部实施例二下使用状态示意图(主视向)。
27.图5为夹爪部实施例二的局部改进结构示意图。
28.图中：10钻杆，1装配基座，2滑座，21平衡板，22第一液压缸，3第一电机，4传动箱，5立臂，51固定块，511电机槽，52导向条，53滑块，54导向杆，55螺栓，6第二电机，7夹爪部，71臂板，72第二液压缸，73夹爪，74滚柱，741轴，75弹性臂板， 751凹口，752端板，7521环状凸缘a，753盖板，7531环状凸缘b，754指示光栅，755 光源，756光电元件，8管线箱。
具体实施方式
29.说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，涉及立臂的“上下”描述是在立臂处于如图1所示状态下而言的，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
30.如图1所示的一种地矿钻探用钻杆调整装置，包括安装在车体上的装配基座1、与装配机座1通过(左右)水平向设置的线轨结构匹配的滑座2、固定在滑座2上部的传动箱 4、立臂5以及配置在立臂5上的至少两个夹爪部7。
31.如图1所示，将所述滑座2的下部置入所述装配基座1内，二者之间匹配的线轨结构设置在所述装配基座1的内部。通过配置有丝杠传动结构的第一电机3来驱使所述滑座相对所述装配基座1沿左右方向往复移动。如图所示的状态下，所述滑座2的座体下部全部处于所述装配基座1内(此时不考虑平衡板21作为滑座的一部分)。在此状态下，所述第一电机3能够驱使所述滑座2相对所述装配基座1向左移动(一定行程)。
32.如图1所示，所述滑座2上设有相对所述装配机座1的右侧面向外水平延伸的平衡板 21。所述装配基座1上安装有第一液压缸22且该第一液压缸22的缸杆端能够对所述平衡板21的上端面作用以(向下的)压力。
33.当所述滑座2携载着所述立臂5相对移动至所述装配基座1的左侧面外时，所述平衡板21会逐渐移至装配基座1内，逐渐地，所述平衡板21的上端面便对应在所述第一液压缸22的缸杆下方。液压缸的缸杆有伸长趋势时便能够逐渐增加作用在所述平衡板上的压力大小。借助第一液压缸22与平衡板21的匹配作用，能够克服立臂5相对移动出装配基座1左侧面时形成的悬臂效应，特别是在夹爪抓取起钻杆时悬臂效应更显著。设置的第一液压缸与平衡板起到保护滑座与装配基座之间配合设置的线轨结构的作用，防止受到显著的悬臂作用时导致线轨结构有发生显著变形，影响到使用寿命。
34.所述装配基座1与车体之间也可以通过线性滑轨结构匹配，使得所述装配基座1能
够相对车体沿前后方向往复移动。该线性滑轨结构也可以借助电机与丝杠传动机构组成的驱动单元来驱动。此时立臂5便能在左右方向上、前后方向移动，更利于钻杆的对接连接操作。具体需要根据现成的作业环境来选择。
35.所述立臂5的下部延伸至所述传动箱4内，使得所述传动箱4能选择地驱使所述立臂 5使其处于竖直状态(如图1所示状态)和水平状态(此时立臂相对传动箱向左侧偏倒)。所述传动箱4内设有齿轮传动结构，齿轮传动机构的输入端匹配第二电机6，输出端齿轮与设置在立臂5下部的轴部齿轮相啮合。
36.各夹爪部7的右侧置于所述立臂5内，左侧延伸至所述立臂5外且配置有能够选择地夹紧和松开钻杆10的夹爪73。
37.所述立臂5上设有能够分别控制各夹爪部7升降的驱动单元。通过使各个夹爪部7 能够各自升降移动，能够方便调控各夹爪部的夹爪对应在钻杆的适应位置(避开设有传感器的位置)，也有利于适用于不同长度的钻杆，保证夹持起钻杆后使其处于好的受力状态下，使得立起状态更稳定。
38.所述滑座2能够携载着所述立臂5相对移动至所述装配基座1的左侧壁外后，在通过夹爪将平摆的钻杆夹起。
39.如图1所示，所述立臂5上设有相间布置的多个固定块51，该固定块51与所述夹爪部7一一对应。在图1所示状态下完成装配后，立臂5上还需要盖上封板(未示出)。
40.所述驱动单元为与电机匹配的丝杠传动单元，电机安装在所述固定块51上设置的电机槽511内，丝杠杆与所述夹爪部7置于所述立臂5内的部分匹配(丝杠杆未示出)。
41.在立臂5的右侧安装有管线箱8，液压管路、电线、线缆等被布置在该管线箱8内。
42.图1所示的方案方便安装丝杠杆和导向杆54。其于所述立臂5上对应在每个固定块 51下方，设有处于所述立臂5两侧竖直边沿的导向条52，每对导向条52匹配有一个滑块 53。所述滑块53能够相对所述导向条52沿竖直方向滑动且能借助螺栓55被固定在所述导向条52的上部。丝杠杆的两端分别被配置在所述固定块51内和所述滑块53内。安装丝杠杆和导向杆54时，使滑块相对移动到导向条52的下部，完成装配后推动滑块53上移，能使丝杠杆、导向杆向上移。
43.如1至图4所示，所述夹爪部7的左侧呈u形，该u形部分的两个臂板71上设有相对的夹爪73，每个夹爪73匹配有一个第二液压缸72。所述夹爪73的一端插入所述臂板 71内使得所述夹爪73能够相对所述臂板71沿直线滑动，所述夹爪73的另一端形成有弧形槽口。成对夹爪73上的弧形槽口能够与钻杆10的外壁接触而将钻杆10夹持住，夹起。
44.在至少一个夹爪部7的一对夹爪73上作如下设置(设有三个夹爪部7时，在中间的夹爪部7上作如下设置)：
45.如图3、图4所示，所述夹爪73延伸至所述u形部分内部分的下端面上设有弹性臂板75。所述弹性臂板75中部形成有凹口751，使该弹性臂板75呈弧形或说v形且弹性臂板75自由端向夹爪73的弧形槽口一侧延伸。所述弹性臂板75的自由端枢轴地设有滚柱 74。所述滚柱74的曲面内侧边沿相对同侧夹爪73上的弧形槽口槽底向内延伸(见图3、4)，这样在夹持进程中，先是滚柱74的曲面与钻杆10的外表面接触，然后才是弧形槽口槽底 (最)底面才能与钻杆10的外表面接触，期间弹性臂板75会发生变形让位。
46.所述弹性臂板75的自由端设有端板752，该端板752的端面上设有轴向延伸的环状
凸缘a7521。所述环状凸缘a7521的内壁上设有光源755和指示光栅754。所述端板752 的端面上设有光电元件756。
47.与所述滚柱74匹配的轴741的一端设有盖板753且该盖板753上设有轴向延伸的环状凸缘b7531。所述环状凸缘b7531上设有圆圈状的光栅。所述光电元件756相对处于所述环状凸缘b7531内侧。
48.所述的光源755、指示光栅754、环状凸缘b7531上的光栅及光电元件756能够相对组合成光栅传感器。
49.滚柱74与钻杆10接触后，如果钻杆10与滚柱74之间出现相对滑动则与滚柱匹配的轴能够带着所述盖板753旋转，环状凸缘b7531上的光栅便会相对指示光栅754动作，而输出传感信号。
50.设置光栅传感器后能够根据传感信号的变化判断夹爪对钻杆施加的作用力是否足够大，能够使得钻杆相对立臂保持静止状态。如果滚柱有相对旋转动作，则说明钻杆相对夹爪有相对滑动，此时便需要增大夹爪对钻杆的夹持作用力，这样的设计能够更好地适应不同长度、重量的钻杆，利于保证夹爪能够施加足够但不严重过载的夹持力。
51.在上述方案下，于所述夹爪上的弧形槽口的弧面上及滚柱的外表面上可设置橡胶层以便增加相对摩擦阻力，且能避免对钻杆的外壁造成硬力损伤。
52.上述实施方式仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。本实用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。