[实用新型]一种全自动换杆手臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全自动换杆手臂，具体涉及应用于深井钻机、煤层气钻机、页岩气钻机等的全自动换杆系统。

背景技术

车载深井钻机是广泛应用于深水井、煤层气井、地热井、救援井等钻进作业的多功能钻机，具有转场快、模块化好的特点。

换杆系统是钻机钻井作业过程中的辅助部件，主要作用是辅助钻机在钻进施工过程中实现钻杆、钻具的安装与拆卸。换杆系统的自动化程度直接影响着司钻和钻工的劳动强度和工作效率。

目前，换杆系统分为两种：附着于钻机本体的半自动化换杆系统、独立于钻机本体的全自动化换杆系统。其中，半自动化系统需要借助卷扬或其它的起吊附件来实现钻杆的起吊和下放，需要起吊装置的辅助、现场钻工的配合，自动化程度不高。而全自动换杆系统为独立的系统，需要单独运输，增加了运输成本，同时需要现场安装，工作准备时间长，操作繁琐。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种附着于钻机本体的全自动换杆手臂，附着在钻机本体上，可随钻机一起运输，即可实现运输的方便性，又能实现上卸钻杆的全自动化，极大的减轻了现场钻工的劳动强度和提高了工作效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种全自动换杆手臂，其特征在于：包括安装底座、主回转臂架、第一臂架、第二臂架、关节臂、抓取臂架、油缸和马达，所述主回转臂架、第一臂架、第二臂架、关节臂、抓取臂架依次连接；

所述抓取臂架包括抓取主臂架和抓取手臂；一个或多个抓取手臂活动卡接在抓取主臂架上；所述第一臂架包括槽型滑动部件和箱型臂；箱型臂的一端通过回转机构与槽型滑动部件连接，另一端与第二臂架一端铰接；第二臂架的另一端与关节臂一端铰接；关节臂的另一端与抓取臂架铰接；

所述安装底座焊接在钻塔侧壁，用于安装整套全自动换杆手臂；安装底座上设置有回转支撑，主回转臂架安装在回转支撑上端面，马达带动回转支撑旋转，实现主回转臂架的回转；第一臂架通过槽型滑动部件活动卡接在主回转臂架上，通过油缸实现第一臂架沿主回转臂架上下滑动；第一臂架上的回转机构实现箱型臂的旋转；箱型臂与第二臂架之间铰接，设置有油缸用于实现第二臂架与箱型臂之间的相对旋转；所述第二臂架为可伸缩结构，内部设置有油缸用于实现第二臂架的伸长与缩短；第二臂架与关节臂之间铰接，设置有油缸用于实现关节臂与第二臂架之间的相对旋转；关节臂与抓取主臂架的中部铰接，设置有油缸用于实现抓取臂架的摆动；抓取臂架上设置有两组油缸，一组油缸用于实现抓取手臂之间间距的调整，另一组油缸用于实现抓取手臂的开合。

作为优选方案，所述的主回转臂架，包括底部的安装法兰、箱型主体、方形管轨道和油缸安装支座；箱型主体通过安装法兰安装在回转支撑上端面，箱型主体侧面连接设置方形管轨道。当然轨道也可以是其他形状，例如圆形管。

作为优选方案，所述槽型滑动部件截面为U型凹槽型，与主回转臂架上的方形管轨道配合，构成滑动副；槽型滑动部件上连接有供箱型臂回转的转轴，所述的箱型臂通过转轴和回转机构连接在槽型滑动部件上。

作为优选方案，所述的第二臂架包括第一臂和第二臂，第一臂套设在第二臂内部且可相对滑动，形成滑动副关系，第二臂架由内部油缸驱动伸缩。

作为优选方案，所述的关节臂上连接有油缸支座和回转支座。

作为优选方案，所述的抓取臂架包括抓取主臂架和抓取手臂，其中抓取手臂通过槽型滑动副与抓取主臂架活动连接，在油缸的作用下可实现两个抓取手臂间的间距调整。

作为优选方案，所述抓取手臂包括固定部分和开合部分，抓取手臂通过固定部分与抓取主臂架连接，通过油缸控制开合部分实现钻杆的抓取与放开。

更优选，所述开合部分内部装配有虎牙板。虎牙板尺寸型号可更换，以便适应不同钻杆的夹持。

有益效果：本实用新型提供的全自动换杆手臂，可实现钻杆上卸全自动化，效率高；其安装于钻机本体，可随钻机一起运输，转场方便，降低转场费用；具有以下优点：1、附着于钻机本体，运输方便；2、最大程度的减轻了钻工劳动强度；3、自动化程度高；4、可夹持钻杆类型的范围广；5、通用性强。

附图说明

图1为本实用新型全自动换杆手臂的结构示意图；

图2为主回转臂架结构示意图；

图3为第一臂架结构示意图；

图4为第二臂架结构示意图；

图5为关节臂架结构示意图；

图6为抓取臂架结构示意图；

图7为动作一示意图；