阅读说明：本技术 一种自动更换钻杆的设备 (Automatic change equipment of drilling rod ) 是由 赵蕾蕾 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动更换钻杆的设备,包括车体,所述车体上部嵌设有主电机,所述主电机上部设置有抬升机构,所述抬升机构包括固定设在所述主电机上端面上的主轴,所述主轴上固定设有钻头块,所述钻头块上方所述主轴上转动设有新钻杆块,所述主轴上端设有开口向上的主轴液压腔,本发明可实现对钻杆的自动更换,包括对旧钻杆解除固定并抬升,随后对新钻杆进行抓取并移动到钻头上方,通过夹持器的旋转完成对新钻头的安装,再将旧钻杆安装到新钻杆上方,实现了对于整个换钻杆过程的自动化,节省了人力的同时也避免了换钻杆过程中易出现的人身安全问题。(The invention discloses equipment for automatically replacing a drill rod, which comprises a vehicle body, wherein a main motor is embedded in the upper part of the vehicle body, a lifting mechanism is arranged on the upper part of the main motor, the lifting mechanism comprises a main shaft fixedly arranged on the upper end surface of the main motor, a drill bit block is fixedly arranged on the main shaft, a new drill rod block is rotatably arranged on the main shaft above the drill bit block, and a main shaft hydraulic cavity with an upward opening is arranged at the upper end of the main shaft.)

一种自动更换钻杆的设备

技术领域

本发明涉及钻井相关领域，具体为一种自动更换钻杆的设备。

背景技术

钻井技术在工程施工、地质勘探、石油开采和地热等领域中被广泛应用，利用钻杆带动钻头旋转不断深入地下，可获取底层深处的地质资料或是完成对于深层矿物的开测，但是随着钻探深度的加深，往往需要更换钻杆，目前这一过程主要由人力完成，这一过程不仅费时费力且十分危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动更换钻杆的设备，克服钻杆更换过程需要人力进行，费时费力且危险性高等情况。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种自动更换钻杆的设备，包括车体，所述车体上部嵌设有主电机，所述主电机上部设置有抬升机构，所述抬升机构包括固定设在所述主电机上端面上的主轴，所述主轴上固定设有钻头块，所述钻头块上方所述主轴上转动设有新钻杆块，所述主轴上端设有开口向上的主轴液压腔，所述主轴液压腔内设有主轴液压板所述主轴液压板可沿所述主轴液压腔滑动，所述主轴液压腔上端面固定设有主轴液压杆，所述主轴液压杆上端固定设有旧钻杆块，所述旧钻杆块内以所述主轴为中心对称设有两个垂直滑槽，每个所述垂直滑槽内滑动设有垂直滑块，所述垂直滑块靠近所述主轴的端面固定设有垂直滑块支撑杆，所述垂直滑块支撑杆远离所述垂直滑块的一端与所述主轴固定连接；所述旧钻杆块远离所述主轴的端面上设有夹持机构，所述夹持机构包括固定设置在所述旧钻杆块远离所述主轴的端面上的夹持固定块，所述夹持固定块内设有开口方向远离所述主轴的夹持定位滑槽，所述夹持定位滑槽内前后两侧内壁上设有两个夹持定位弹簧，每个所述夹持定位弹簧远离对应内壁的一端固定设有夹持滑块，所述夹持滑块远离所述主轴的端面上固定设有夹持杆，每个所述夹持杆远离所述主轴的一端对称设有夹持滑环，所述夹持滑环远离所述夹持杆的一端固定设有夹持座，所述夹持座内设有开口远离所述夹持杆的夹持滑槽，所述夹持滑槽内设有夹持液压腔，所述夹持液压腔内滑动设有夹持液压支撑杆，所述夹持液压支撑杆远离所述夹持杆的一端固定设有夹子，所述夹持杆内靠近所述夹持滑环的一侧嵌设有夹持电机，所述夹持电机上端面固定设有夹持旋转轴，所述夹持旋转轴上固定设有夹持旋转齿轮，所述夹持旋转齿轮可与所述夹持滑环啮合，所述新钻杆块内嵌设有新钻杆电机，所述新钻杆电机后端面固定设有新钻杆夹持杆，所述新钻杆夹持杆远离所述车体的一端有垂直弯折，所述新钻杆夹持杆垂直弯折部分内设有新钻杆滑腔，所述新钻杆滑腔内靠近所述新钻杆夹持杆的一侧内壁上固定设有新钻杆电磁铁，所述新钻杆电磁铁与那里所述新钻杆夹持杆的一侧端面上固定设有新钻杆弹簧，所述新钻杆弹簧与远离所述新钻杆夹持杆的一端固定设有新钻杆磁铁块，所述新钻杆磁铁块远离所述新钻杆夹持杆的一侧设有夹持定位滑槽，所述夹持定位滑槽内前后两侧内壁上设有两个夹持定位弹簧，每个所述夹持定位弹簧远离对应内壁的一端固定设有夹持滑块，所述夹持滑块远离所述新钻杆夹持杆的端面上固定设有夹持杆，每个所述夹持杆远离所述新钻杆夹持杆的一端对称设有夹持滑环，所述夹持滑环远离所述夹持杆的一端固定设有夹持座，所述夹持座内设有开口远离所述夹持杆的夹持滑槽，所述夹持滑槽内设有夹持液压腔，所述夹持液压腔内滑动设有夹持液压支撑杆，所述夹持液压支撑杆远离所述夹持杆的一端固定设有夹子，所述夹持杆内靠近所述夹持滑环的一侧嵌设有夹持电机，所述夹持电机上端面固定设有夹持旋转轴，所述夹持旋转轴上固定设有夹持旋转齿轮，所述夹持旋转齿轮可与所述夹持滑环啮合。

优选地，所述抬升机构还包括以所述主轴为中心对称设置在所述新钻杆块下部开口朝下的阻块腔，所述钻头块上对应所述阻块腔固定设有阻块，所述阻块可在所述阻块腔内滑动，所述新钻杆块上部设置有开口朝上的半转滑槽，所述半转滑槽内滑动设有半转滑块，所述半转滑块上端面固定设有半转支撑杆，所述半转支撑杆上端面与所述旧钻杆块固定连接。

优选地，所述夹持机构还包括固定设置在所述钻头块远离所述主轴的端面上的夹持固定块，所述夹持固定块内设有开口方向远离所述主轴的夹持定位滑槽，所述夹持定位滑槽内前后两侧内壁上设有两个夹持定位弹簧，每个所述夹持定位弹簧远离对应内壁的一端固定设有夹持滑块，所述夹持滑块远离所述主轴的端面上固定设有夹持杆，每个所述夹持杆远离所述主轴的一端对称设有钻头夹持座，所述夹持滑环远离所述夹持杆的一端固定设有夹持座，所述夹持座内设有开口远离所述夹持杆的夹持滑槽，所述夹持滑槽内设有夹持液压腔，所述夹持液压腔内滑动设有夹持液压支撑杆，所述夹持液压支撑杆远离所述夹持杆的一端固定设有钻头夹，所述夹持滑环下方所述夹持杆内设有夹持转动滑槽，所述夹持转动滑槽内滑动设有夹持转动滑块，所述夹持转动滑块上端面固定设有夹持滑块支撑杆，所述夹持滑块支撑杆与所述夹持滑环固定连接，所述夹持滑环远离所述夹持杆的一端内嵌设有夹持感应块。

优选地，所述车体下部以所述主轴为中心对称设有四个开口向下的转轮圆滑槽，每个所述转轮圆滑槽内转动设有转轮圆滑块，所述转轮圆滑块下端面固定设有转轮支撑杆，所述转轮支撑杆下部固定设有转轮轴，所述转轮轴上固定设有转轮，所述车体下部以所述主轴为中心对称设有四个支撑液压缸，每个所述支撑液压缸内滑动设有支撑液压板，所述支撑液压板下端面固定设有主电机，所述主电机下端面固定设有支撑板。

优选地，所述旧钻杆块下部嵌设有内啮合电机，所述内啮合电机下方所述新钻杆块内对应设有内啮合腔，所述内啮合电机下端面固定设有内啮合轴，所述内啮合轴下部固定设有内啮合齿轮，所述内啮合齿轮可与所述新钻杆块内啮合。

本发明的有益效果：本发明可实现对钻杆的自动更换，包括对旧钻杆解除固定并抬升，随后对新钻杆进行抓取并移动到钻头上方，通过夹持器的旋转完成对新钻头的安装，再将旧钻杆安装到新钻杆上方，实现了对于整个换钻杆过程的自动化，节省了人力的同时也避免了换钻杆过程中易出现的人身安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例图1中的A-A方向示意图；

图3为本发明实施例图1中的B-B方向示意图；

图4为本发明实施例图1中的B-B方向运动示意图；

图5为本发明实施例图2中的C-C方向示意图；

图6为本发明实施例图4中的D处放大示意图。

具体实施方式

下面结合图1-6对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图1-6所述的一种自动更换钻杆的设备，包括车体10，所述车体10上部嵌设有主电机15，所述主电机15上部设置有抬升机构81，所述抬升机构81包括固定设在所述主电机15上端面上的主轴22，所述主轴22上固定设有钻头块21，所述钻头块21上方所述主轴22上转动设有新钻杆块23，所述主轴22上端设有开口向上的主轴液压腔29，所述主轴液压腔29内设有主轴液压板32所述主轴液压板32可沿所述主轴液压腔29滑动，所述主轴液压腔29上端面固定设有主轴液压杆30，所述主轴液压杆30上端固定设有旧钻杆块25，所述旧钻杆块25内以所述主轴22为中心对称设有两个垂直滑槽28，每个所述垂直滑槽28内滑动设有垂直滑块26，所述垂直滑块26靠近所述主轴22的端面固定设有垂直滑块支撑杆27，所述垂直滑块支撑杆27远离所述垂直滑块26的一端与所述主轴22固定连接；

所述旧钻杆块25远离所述主轴22的端面上设有夹持机构82，所述夹持机构82包括固定设置在所述旧钻杆块25远离所述主轴22的端面上的夹持固定块33，所述夹持固定块33内设有开口方向远离所述主轴22的夹持定位滑槽60，所述夹持定位滑槽60内前后两侧内壁上设有两个夹持定位弹簧61，每个所述夹持定位弹簧61远离对应内壁的一端固定设有夹持滑块34，所述夹持滑块34远离所述主轴22的端面上固定设有夹持杆35，每个所述夹持杆35远离所述主轴22的一端对称设有夹持滑环37，所述夹持滑环37远离所述夹持杆35的一端固定设有夹持座38，所述夹持座38内设有开口远离所述夹持杆35的夹持滑槽71，所述夹持滑槽71内设有夹持液压腔65，所述夹持液压腔65内滑动设有夹持液压支撑杆64，所述夹持液压支撑杆64远离所述夹持杆35的一端固定设有夹子39，所述夹持杆35内靠近所述夹持滑环37的一侧嵌设有夹持电机70，所述夹持电机70上端面固定设有夹持旋转轴63，所述夹持旋转轴63上固定设有夹持旋转齿轮62，所述夹持旋转齿轮62可与所述夹持滑环37啮合，所述新钻杆块23内嵌设有新钻杆电机24，所述新钻杆电机24后端面固定设有新钻杆夹持杆59，所述新钻杆夹持杆59远离所述车体10的一端有垂直弯折，所述新钻杆夹持杆59垂直弯折部分内设有新钻杆滑腔68，所述新钻杆滑腔68内靠近所述新钻杆夹持杆59的一侧内壁上固定设有新钻杆电磁铁66，所述新钻杆电磁铁66与那里所述新钻杆夹持杆59的一侧端面上固定设有新钻杆弹簧67，所述新钻杆弹簧67与远离所述新钻杆夹持杆59的一端固定设有新钻杆磁铁块69，所述新钻杆磁铁块69远离所述新钻杆夹持杆59的一侧设有夹持定位滑槽60，所述夹持定位滑槽60内前后两侧内壁上设有两个夹持定位弹簧61，每个所述夹持定位弹簧61远离对应内壁的一端固定设有夹持滑块34，所述夹持滑块34远离所述新钻杆夹持杆59的端面上固定设有夹持杆35，每个所述夹持杆35远离所述新钻杆夹持杆59的一端对称设有夹持滑环37，所述夹持滑环37远离所述夹持杆35的一端固定设有夹持座38，所述夹持座38内设有开口远离所述夹持杆35的夹持滑槽71，所述夹持滑槽71内设有夹持液压腔65，所述夹持液压腔65内滑动设有夹持液压支撑杆64，所述夹持液压支撑杆64远离所述夹持杆35的一端固定设有夹子39，所述夹持杆35内靠近所述夹持滑环37的一侧嵌设有夹持电机70，所述夹持电机70上端面固定设有夹持旋转轴63，所述夹持旋转轴63上固定设有夹持旋转齿轮62，所述夹持旋转齿轮62可与所述夹持滑环37啮合。

有益地，所述抬升机构81还包括以所述主轴22为中心对称设置在所述新钻杆块23下部开口朝下的阻块腔53，所述钻头块21上对应所述阻块腔53固定设有阻块54，所述阻块54可在所述阻块腔53内滑动，所述新钻杆块23上部设置有开口朝上的半转滑槽50，所述半转滑槽50内滑动设有半转滑块52，所述半转滑块52上端面固定设有半转支撑杆49，所述半转支撑杆49上端面与所述旧钻杆块25固定连接。

有益地，所述夹持机构82还包括固定设置在所述钻头块21远离所述主轴22的端面上的夹持固定块33，所述夹持固定块33内设有开口方向远离所述主轴22的夹持定位滑槽60，所述夹持定位滑槽60内前后两侧内壁上设有两个夹持定位弹簧61，每个所述夹持定位弹簧61远离对应内壁的一端固定设有夹持滑块34，所述夹持滑块34远离所述主轴22的端面上固定设有夹持杆35，每个所述夹持杆35远离所述主轴22的一端对称设有钻头夹持座57，所述夹持滑环37远离所述夹持杆35的一端固定设有夹持座38，所述夹持座38内设有开口远离所述夹持杆35的夹持滑槽71，所述夹持滑槽71内设有夹持液压腔65，所述夹持液压腔65内滑动设有夹持液压支撑杆64，所述夹持液压支撑杆64远离所述夹持杆35的一端固定设有钻头夹58，所述夹持滑环37下方所述夹持杆35内设有夹持转动滑槽44，所述夹持转动滑槽44内滑动设有夹持转动滑块43，所述夹持转动滑块43上端面固定设有夹持滑块支撑杆42，所述夹持滑块支撑杆42与所述夹持滑环37固定连接，所述夹持滑环37远离所述夹持杆35的一端内嵌设有夹持感应块72。

有益地，所述车体10下部以所述主轴22为中心对称设有四个开口向下的转轮圆滑槽16，每个所述转轮圆滑槽16内转动设有转轮圆滑块17，所述转轮圆滑块17下端面固定设有转轮支撑杆20，所述转轮支撑杆20下部固定设有转轮轴19，所述转轮轴19上固定设有转轮18，所述车体10下部以所述主轴22为中心对称设有四个支撑液压缸11，每个所述支撑液压缸11内滑动设有支撑液压板14，所述支撑液压板14下端面固定设有主电机15，所述主电机15下端面固定设有支撑板12。

有益地，所述旧钻杆块25下部嵌设有内啮合电机45，所述内啮合电机45下方所述新钻杆块23内对应设有内啮合腔48，所述内啮合电机45下端面固定设有内啮合轴46，所述内啮合轴46下部固定设有内啮合齿轮47，所述内啮合齿轮47可与所述新钻杆块23内啮合。

初始状态时，所述夹持定位弹簧61处于正常状态，新钻杆弹簧67处于拉伸状态。

开始时，所述车体10带动设备整体移动，到达预定位置后，所述支撑液压缸11膨胀推动所述支撑液压板14向下运动，所述支撑液压板14运动时通过所述支撑液压杆13带动所述支撑板12向下运动并与地面接触，完成对设备整体的支撑，随后所述新钻杆电磁铁66通电排斥所述新钻杆磁铁块69，所述新钻杆磁铁块69向下运动并带动下部夹持部分向下，当夹持部分到达新钻杆位置时，两个所述夹持滑块34通电并相互吸引，所述夹持滑块34移动时带动所述夹持杆35相互靠近，所述夹持杆35带动所述夹持滑环37相互靠近，所述夹持滑环37相互靠近时所述夹持感应块72相互感应，所述夹持感应块72相互感应后控制所述夹持液压腔65膨胀并推动所述夹持液压支撑杆64远离所述夹持杆35，所述夹持液压支撑杆***时带动所述夹子39运动，完成对于新钻杆的夹紧。

同时，分别固定设置在所述钻头块21和所述旧钻杆块25远离所述主轴22端面上的夹持部分分别完成对于钻头和旧钻杆的夹紧，此时与所述旧钻杆块25相连接的夹持部分内的夹持电机70启动并反转，所述夹持电机70通过所述夹持旋转轴63控制所述夹持旋转齿轮62反转，所述夹持旋转齿轮62通过啮合传动带动所述夹持滑环37反转，所述夹持滑环37带动被夹紧的旧钻杆反转，使得就钻杆与钻头脱离固定，随后所述主轴液压腔29膨胀并推动所述主轴液压板32向上运动，所述主轴液压板32通过所述主轴液压杆30推动所述旧钻杆块25向上运动，所述旧钻杆块25与所述新钻杆块23之间由于所述半转滑块52和所述半转支撑杆49的连接而共同向上运动，所述新钻杆块23向上运动时所述阻块54逐脱离所述阻块腔53，此时所述钻头块21可与所述新钻杆块23相互转动，此时所述新钻杆电机24启动并控制所述新钻杆夹持杆59转动，所述新钻杆夹持杆59转动后带动夹持的新钻杆运动至与地面垂直，随后所述内啮合电机45启动并通过所述内啮合轴46控制所述内啮合齿轮47转动，所述内啮合齿轮47通过啮合带动所述新钻杆块23旋转90度，此时新钻杆位置位于钻头与旧钻杆之间，此时与所述新钻杆夹持杆59相连接的夹持部分内的夹持电机70启动并正转，所述夹持电机70通过所述夹持旋转轴63控制所述夹持旋转齿轮62正转，所述夹持旋转齿轮62通过啮合传动带动所述夹持滑环37正转，所述夹持滑环37带动被夹紧的新钻杆正转，使得新钻杆与钻头固定，随后与所述旧钻杆块25相连接的夹持部分内的夹持电机70启动并正转，使得旧钻杆与新钻杆固定，钻杆更换完成。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。