本发明专利技术属于反井钻机的技术领域，公开了一种用于反井钻机的钻杆输送装置及方法。钻杆上料设备中驱动电机通过动力箱驱动链轮机构，通过带动移动小车将搭载钻杆的钻杆吊架运输至钻杆旋转夹持设备附近，然后采用机械手对钻杆抓取后通过回转平台由卸料位置旋转至动力头输出主轴对接位置，控制器利用姿态传感器实时监测数据分别控制一号油缸、二号油缸的行程进行钻杆对接位置微调，使钻杆与动力头输出主轴实现精准对齐。本发明专利技术使用多种传感器采集钻杆运输到位、抓取、回转到位、调整对齐等关键动作，同时现场人员参与协同控制，不仅提高了反井钻机的工作效率以及钻杆安装时的安全性，也减轻了工作人员的劳动强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于反井钻机的，具体涉及为一种用于反井钻机的钻杆输送装置及方法。
技术介绍
1、目前反井钻机施工深度已超过千米，最深达1230m，最大直径达6.5m，由于设计水平和加工工艺技术的不断提高，特别是破岩滚刀结构和材料的完善，使其应用范围逐渐扩大。反井作为地下采矿井巷工程中施工难度最高、风险最大的施工项目，相比较我国最初采用的木垛法、吊罐法、爬罐法等反井施工方式，现阶段国内在采用反井钻井装备和技术工法施工时，设备及人员全部位于上水平作业平台，人员不用进入井简，完全采用机械破岩的施工方法，已经从根木上改善了作业条件降低了劳动强度。同时反井钻机施工采用机械破岩，成井质量好，井壁光滑，避免了爆破作业对围岩的扰动，更有利于井筒工程长期稳定。
2、反井钻机通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动水龙头，并利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，导孔钻头或扩孔钻头在钻压的作用下，沿井底岩石工作面做纯滚动或微量滑移。同时主机油缸产生轴向拉压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击荷载，使滚刀齿对岩石产生冲压、挤压、和剪切作用、破碎岩石。
3、目前，现有反井钻机的钻杆抓取机械臂没有设有传感器，因而导致在夹持钻杆时无法检测机械臂的位置，同时在安装误差以及反井钻机在工作过程中产生的振动等因素的影响下，反井钻机在接续钻杆时会出现钻杆不对中的问题，这就导致反井钻机在在钻井过程中钻杆容易发生摆动，稳定性较差；同时还具有一定的危险性。
4、
r/>技术实现思路
1、针对
技术介绍
中现有钻杆与动力头在安装过程中难以实现同轴心对齐的问题，以及钻杆之间接续过程中出现钻杆不对齐的问题，本专利技术提供了一种用于反井钻机的钻杆输送装置及方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于反井钻机的钻杆输送装置，包括有钻杆上料设备和钻杆旋转夹持设备，所述钻杆上料设备包括有两个支撑底座，在两个所述支撑底座上安装有环形轨道，在环形轨道的内部内滑动设置有多个移动小车，在所述环形轨道上安装有驱动电机，驱动电机通过第一联轴器与动力箱的输入端相连接，动力箱将驱动电机的输出动力通过垂直面90°方向改变后输出至链轮机构上，驱使多个移动小车沿环形轨道实现同步移动，所述链轮机构包括有均布置在环形轨道上的多个传动链轮，多个传动链轮通过传动链条相连接，多个移动小车分别等距安装在传动链条上 ，在每个所述移动小车的底部设有钻杆吊架，用于安放待安装的钻杆，在所述环形轨道上设置有限位接近开关，在所述钻杆吊架的上端部设置有与限位接近开关相对应的限位感应板，所述限位接近开关将采集到限位感应板的到位信号通过电气控制柜中的控制器与驱动电机形成位置信号连锁控制，由此控制移动小车在卸料位置的停止；所述钻杆旋转夹持设备位于限位接近开关的正下方，且其包括有回转底座，在所述回转底座上分别设置有回转基座、回转电机与齿轮箱，立柱通过回转平台转动设置在回转基座上，所述回转电机通过第二联轴器与齿轮箱的输入端相连接，且齿轮箱的输出端通过蜗轮蜗杆机构与回转平台相连接，在所述回转基座上安装有保护罩，用于保护蜗轮蜗杆机构免受外界干扰进而影响回转平台的旋转动作，在保护罩的外侧分别安装有上料接近开关与下料接近开关，在回转台的底部分别安装有第一感应板与第二感应板，所述上料接近开关和下料接近开关分别将采集到第一感应板、第二感应板的接近信号通过电气控制柜中的控制器与回转电机形成旋转信号连锁控制，以此精准控制回转平台分别在上料位置与下料位置实现停止旋转动作，在所述立柱上安装有至少两个机械手，用于共同抓取从移动小车运输来的同一根钻杆，所述机械手包括主臂杆及固定在其一端部的弧形夹持手，在主臂杆上铰接连接有v型夹持手，且其铰接连接点靠近弧形夹持手，在所述v型夹持手上设置有姿态传感器，姿态传感器通过连接电气控制柜中的控制器与回转电机形成旋转信号连锁控制，以此控制回转平台精准完成上料位置与下料位置的启动作，所述主臂杆的另一端部铰接在立柱上，多个弧形夹持手之间通过连接杆相连接，在连接杆与立柱之间铰接有一号油缸，用于调节钻杆的夹持中心点，在所述主臂杆与v型夹持手间设置有二号油缸，用于控制v型夹持手在弧形夹持手配合下完成对钻杆的夹持动作，在所述一号油缸和二号油缸上分别设置有内置式磁致伸缩位移传感器，两个内置式磁致伸缩位移传感器的输出端分别通过连接电气控制柜中的控制器来精确控制一号油缸、二号油缸的伸缩行程，以此达到机械手快速完成抓取钻杆的动作。
3、作为上述技术方案的进一步补充说明，在每个所述v型夹持手的内侧设置有波楞片，用于增大机械手在夹持钻杆中的夹持摩擦力。
4、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述动力箱包括有箱壳体，在所述箱壳体内设置有垂直分布的主动轴与从动轴，所述主动轴的一端通过第一联轴器与驱动电机相连接，且其另一端上设置有主动齿轮，在所述从动轴上设置有与主动齿轮垂直相啮合的从动齿轮，在所述箱壳体内设置有与从动轴相平行的输出轴，在所述输出轴和从动轴上分别设置有主动链轮、从动链轮，且两者之间通驱动链条相连接，所述输出轴与链轮机构上任一传动链轮进行同轴连接。
5、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述钻杆吊架包括吊杆主架以及固定在底端的托座，在所述吊杆主架的上下两端分别固定有上弧形侧翼板、下弧形侧翼板，所述吊杆主架的顶端安装在移动小车的底部上，所述限位感应板固定在吊杆主架的一侧上。
6、作为上述技术方案的进一步补充说明，在两个所述上弧形侧翼板下端的同一水平位置上分别安装有安装板，在每个安装板上设置有限位组件，两个限位组件通过相互配合并在上弧形侧翼板与下弧形侧翼板的共同约束下将钻杆临时固定在托座上。
7、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述限位组件包括有底板以及在其上固定有托辊支座，在托辊支座上设置有支撑辊，限位连接卡板的一端通过两根拉伸弹簧的约束并在限位柱的配合下使限位连接卡板与支撑辊紧密接触，拉伸弹簧的两端分别连接在底板与限位连接卡板上，所述限位柱固定在底板上，两个所述限位连接卡板在拉伸弹簧的作用下沿着支撑辊的圆弧面滚动滑移，进而实现对钻杆的限位固定。
8、作为上述技术方案的进一步补充说明，在两个所述限位连接卡板的另一端上分别设置有限位压辊，其便于待安装钻杆的滑入或滑出，两个限位压辊在拉伸弹簧的作用下与钻杆的圆弧表面紧密接触，由此完成对钻杆的限位固定。
9、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述环形轨道上安装有两个气动顶开机构，两个所述气动顶开机构分别分布在钻杆吊架的两侧，且均位于限位接近开关的后方并与两个限位组件相对应，所述气动顶开机构将限位连接卡板顶开并解除限位组件的限位约束。
10、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述气动顶开机构包括有顶开支座以及安装在其上的顶开气缸，在顶开支座的一侧固定有铰接支座，在铰接支座上转动设置有转动轴，在所述转动轴上分别固定连接有顶开连杆与传动连杆，所述传动连杆通过接头与顶开气缸的活塞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于反井钻机的钻杆输送装置，包括有钻杆上料设备（100）和钻杆旋转夹持设备（200），其特征在于：所述钻杆上料设备（100）包括有两个支撑底座（1），在两个所述支撑底座（1）上安装有环形轨道（2），在环形轨道（2）的内部内滑动设置有多个移动小车（3），在所述环形轨道（2）上安装有驱动电机（4），驱动电机（4）通过第一联轴器（5）与动力箱（6）的输入端相连接，动力箱（6）将驱动电机（4）的输出动力通过垂直面90°方向改变后输出至链轮机构（7）上，驱使多个移动小车（3）沿环形轨道（2）实现同步移动，所述链轮机构（7）包括有均布置在环形轨道（2）上的多个传动链轮（701），多个传动链轮（701）通过传动链条（702）相连接，多个移动小车（3）分别等距安装在传动链条（702）上 ，在每个所述移动小车（3）的底部设有钻杆吊架（8），用于安放待安装的钻杆，在所述环形轨道（2）上设置有限位接近开关（9），在所述钻杆吊架（8）的上端部设置有与限位接近开关（9）相对应的限位感应板（11），所述限位接近开关（9）将采集到限位感应板（11）的到位信号通过电气控制柜中的控制器与驱动电机（4）形成位置信号连锁控制，由此控制移动小车（3）在卸料位置的停止；所述钻杆旋转夹持设备（200）位于限位接近开关（9）的正下方，且其包括有回转底座（14），在所述回转底座（14）上分别设置有回转基座（15）、回转电机（27）与齿轮箱（19），立柱（17）通过回转平台（16）转动设置在回转基座（15）上，所述回转电机（27）通过第二联轴器（18）与齿轮箱（19）的输入端相连接，且齿轮箱（19）的输出端通过蜗轮蜗杆机构（20）与回转平台（16）相连接，在所述回转基座（15）上安装有保护罩（21），用于保护蜗轮蜗杆机构（20）免受外界干扰进而影响回转平台（16）的旋转动作，在保护罩（21）的外侧分别安装有上料接近开关（23）与下料接近开关（24），在回转台的底部分别安装有第一感应板（25）与第二感应板（26），所述上料接近开关（23）和下料接近开关（24）分别将采集到第一感应板（25）、第二感应板（26）的接近信号通过电气控制柜中的控制器与回转电机（27）形成旋转信号连锁控制，以此精准控制回转平台（16）分别在上料位置与下料位置实现停止旋转动作，在所述立柱（17）上安装有至少两个机械手（22），用于共同抓取从移动小车（3）运输来的同一根钻杆，所述机械手（22）包括主臂杆（2201）及固定在其一端部的弧形夹持手（2202），在主臂杆（2201）上铰接连接有V型夹持手（2203），且其铰接连接点靠近弧形夹持手（2202），在所述V型夹持手（2203）上设置有姿态传感器，姿态传感器通过连接电气控制柜中的控制器与回转电机（27）形成旋转信号连锁控制，以此控制回转平台（16）精准完成上料位置与下料位置的启动作，所述主臂杆（2201）的另一端部铰接在立柱（17）上，多个弧形夹持手（2202）之间通过连接杆（2205）相连接，在连接杆（2205）与立柱（17）之间铰接有一号油缸（2206），用于调节钻杆的夹持中心点，在所述主臂杆（2201）与V型夹持手（2203）间设置有二号油缸（2204），用于控制V型夹持手（2203）在弧形夹持手（2202）配合下完成对钻杆的夹持动作，在所述一号油缸（2206）和二号油缸（2204）上分别设置有内置式磁致伸缩位移传感器，两个内置式磁致伸缩位移传感器的输出端分别通过连接电气控制柜中的控制器来精确控制一号油缸（2206）、二号油缸（2204）的伸缩行程，以此达到机械手（22）快速完成抓取钻杆的动作。
2.根据权利要求1所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置，其特征在于：在每个所述V型夹持手（2203）的内侧设置有波楞片（2207），用于增大机械手在夹持钻杆中的夹持摩擦力。
3.根据权利要求1所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置，其特征在于：所述动力箱（6）包括有箱壳体（601），在所述箱壳体（601）内设置有垂直分布的主动轴（602）与从动轴（603），所述主动轴（602）的一端通过第一联轴器（5）与驱动电机（4）相连接，且其另一端上设置有主动齿轮（604），在所述从动轴（603）上设置有与主动齿轮（604）垂直相啮合的从动齿轮（605），在所述箱壳体（601）内设置有与从动轴（603）相平行的输出轴（607），在所述输出轴（607）和从动轴（603）上分别设置有主动链轮（608）、从动链轮（606），且两者之间通驱动链条（609）相连接，所述输出轴（607）与链轮机构（7）上任一传动链轮（701）进行同轴连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置，其特征在于：所述钻杆吊架（...
【技术特征摘要】
1.一种用于反井钻机的钻杆输送装置，包括有钻杆上料设备（100）和钻杆旋转夹持设备（200），其特征在于：所述钻杆上料设备（100）包括有两个支撑底座（1），在两个所述支撑底座（1）上安装有环形轨道（2），在环形轨道（2）的内部内滑动设置有多个移动小车（3），在所述环形轨道（2）上安装有驱动电机（4），驱动电机（4）通过第一联轴器（5）与动力箱（6）的输入端相连接，动力箱（6）将驱动电机（4）的输出动力通过垂直面90°方向改变后输出至链轮机构（7）上，驱使多个移动小车（3）沿环形轨道（2）实现同步移动，所述链轮机构（7）包括有均布置在环形轨道（2）上的多个传动链轮（701），多个传动链轮（701）通过传动链条（702）相连接，多个移动小车（3）分别等距安装在传动链条（702）上 ，在每个所述移动小车（3）的底部设有钻杆吊架（8），用于安放待安装的钻杆，在所述环形轨道（2）上设置有限位接近开关（9），在所述钻杆吊架（8）的上端部设置有与限位接近开关（9）相对应的限位感应板（11），所述限位接近开关（9）将采集到限位感应板（11）的到位信号通过电气控制柜中的控制器与驱动电机（4）形成位置信号连锁控制，由此控制移动小车（3）在卸料位置的停止；所述钻杆旋转夹持设备（200）位于限位接近开关（9）的正下方，且其包括有回转底座（14），在所述回转底座（14）上分别设置有回转基座（15）、回转电机（27）与齿轮箱（19），立柱（17）通过回转平台（16）转动设置在回转基座（15）上，所述回转电机（27）通过第二联轴器（18）与齿轮箱（19）的输入端相连接，且齿轮箱（19）的输出端通过蜗轮蜗杆机构（20）与回转平台（16）相连接，在所述回转基座（15）上安装有保护罩（21），用于保护蜗轮蜗杆机构（20）免受外界干扰进而影响回转平台（16）的旋转动作，在保护罩（21）的外侧分别安装有上料接近开关（23）与下料接近开关（24），在回转台的底部分别安装有第一感应板（25）与第二感应板（26），所述上料接近开关（23）和下料接近开关（24）分别将采集到第一感应板（25）、第二感应板（26）的接近信号通过电气控制柜中的控制器与回转电机（27）形成旋转信号连锁控制，以此精准控制回转平台（16）分别在上料位置与下料位置实现停止旋转动作，在所述立柱（17）上安装有至少两个机械手（22），用于共同抓取从移动小车（3）运输来的同一根钻杆，所述机械手（22）包括主臂杆（2201）及固定在其一端部的弧形夹持手（2202），在主臂杆（2201）上铰接连接有v型夹持手（2203），且其铰接连接点靠近弧形夹持手（2202），在所述v型夹持手（2203）上设置有姿态传感器，姿态传感器通过连接电气控制柜中的控制器与回转电机（27）形成旋转信号连锁控制，以此控制回转平台（16）精准完成上料位置与下料位置的启动作，所述主臂杆（2201）的另一端部铰接在立柱（17）上，多个弧形夹持手（2202）之间通过连接杆（2205）相连接，在连接杆（2205）与立柱（17）之间铰接有一号油缸（2206），用于调节钻杆的夹持中心点，在所述主臂杆（2201）与v型夹持手（2203）间设置有二号油缸（2204），用于控制v型夹持手（2203）在弧形夹持手（2202）配合下完成对钻杆的夹持动作，在所述一号油缸（2206）和二号油缸（2204）上分别设置有内置式磁致伸缩位移传感器，两个内置式磁致伸缩位移传感器的输出端分别通过连接电气控制柜中的控制器来精确控制一号油缸（2206）、二号油缸（2204）的伸缩行程，以此达到机械手（22）快速完成抓取钻杆的动作。
2.根据权利要求1所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置，其特征在于：在每个所述v型夹持手（2203）的内侧设置有波楞片（2207），用于增大机械手在夹持钻杆中的夹持摩擦力。
3.根据权利要求1所述的一种用于反井钻机的钻杆输送装置，其特征在于：所述动力箱（6）包括有箱壳体（601），在所述箱壳体（601）内设置有垂直分布的主动轴（602）与从动轴（603），所述主动轴（602）的一端通过第一联轴器（5）与驱动电机（4）相连接，且其另一端上设置有主动齿轮（604），在所述从动轴（603）上设置有与主动齿轮（604）垂直相啮合的从动齿轮（605），在所述箱壳体（601）内设置有与从动轴（603）相平行的输出轴（607），在所述输出轴（607）和从动...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆阳，张未先，宋晓科，关海波，秦栋花，
申请(专利权)人：煤炭工业太原设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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