[发明专利]一种大螺旋插接式钻杆自动加卸装置及方法

权利要求书

1.一种用于大螺旋插接式钻杆自动加卸装置的上杆机构，其特征在于，包括推送单元（100）和安装在推送单元（100）上的机械手（200）；

所述推送单元（100）包括竖向的定位板（101）、固定在定位板（101）上的水平的支撑臂A（102）和支撑臂B（103）、设在支撑臂A（102）上的钻杆顶推组合件以及设在支撑臂B（103）上并与钻杆顶推组合件相对的钻杆接手组合件；所述钻杆顶推组合件包括固定在支撑臂A（102）上的水平的顶推油缸支撑板（104）、垂直固定在顶推油缸支撑板（104）上的顶推油缸安装板（105）以及安装在顶推油缸安装板（105）上的顶推油缸（106）；所述钻杆接手组合件包括固定在支撑臂B（103）上的与顶推油缸安装板（105）平行相对的接手立板（107）以及固定在接手立板（107）上的弧形的接手板（108）；所述顶推油缸（106）与接手板（108）相对且顶推油缸（106）的中心轴线与接手板（108）的中心轴线重合且平行于定位板（101）；

所述机械手（200）包括固定臂（201）、铰接在固定臂（201）上端的旋转臂（202）以及安装在旋转臂（202）端部的抓手；所述固定臂（201）为L形结构，固定臂（201）的横臂垂直固定在所述定位板（101）上且位于支撑臂A（102）和支撑臂B（103）之间，固定臂（201）的竖壁竖向朝上并在竖壁上端与旋转臂（202）铰接处设有旋转油缸（203）以控制旋转臂（202）旋转；所述抓手包括固定在旋转臂（202）端部的下抓手（204）以及与下抓手（204）铰接的上抓手（205）且上抓手（205）和下抓手（204）之间连接抓手油缸（206）以控制抓手开合；所述旋转臂（202）能带动抓手相对水平面从0°-210°旋转，当旋转臂（202）旋转至0°时，旋转臂（202）垂直于定位板（101）并位于定位板（101）正上方，此时抓手的开口朝下，当旋转臂（202）旋转至210°时，抓手位于支撑臂A（102）和支撑臂B（103）之间，此时抓手开口朝上，且上抓手（205）和下抓手（204）分别位于顶推油缸（106）和接手板（108）中心轴线的两侧；所述上抓手（205）和下抓手（204）的轴向长度均不小于2倍的螺旋钻杆（2）的螺距；

所述顶推油缸（106）和接手板（108）的中心轴线至定位横板A（112）和定位横板B（116）的竖向距离为螺旋钻杆（2）最大直径的一半，从而当螺旋钻杆（2）放置在定位横板A（112）和定位横板B（116）上时，螺旋钻杆（2）的轴心轴线与顶推油缸（106）和接手板（108）的中心轴线重合以通过顶推油缸（106）将螺旋钻杆（2）端部顶推至接手板（108）上，从而对螺旋钻杆（2）进行轴向定位；

两个固定立板A（111）之间的距离以及两个固定立板B（115）之间的距离均不小于螺旋钻杆（2）的最大直径，以能将螺旋钻杆（2）放置在两个固定立板A（111）之间及两个固定立板B（115）之间。

2.如权利要求1所述的用于大螺旋插接式钻杆自动加卸装置的上杆机构，其特征在于，所述固定臂（201）的竖壁上端设有上端横板（207）和垂直设在上端横板（207）上的两个平行相对的上端竖板（208）；在上端横板（207）上设有限位块A（209）和限位块B（210），限位块A（209）和限位块B（210）能对旋转臂（202）的旋转角度进行限位使旋转臂（202）能相对水平面从0°-210°旋转；当旋转臂（202）旋转至限位块A（209）时，旋转臂（202）与水平面夹角0°，此时抓手所抓螺旋钻杆（2）与回转器（3）所夹主动钻杆（4）同轴，当旋转臂（202）旋转至限位块B（210）时，旋转臂（202）与水平面夹角210°，此时抓手的上抓手（205）和下抓手（204）分别位于顶推油缸（106）和接手板（108）中心轴线两侧；

所述旋转臂（202）通过两个连接转轴（211）安装在两个上端竖板（208）之间，所述旋转油缸（203）安装在上端竖板（208）上并连接所述连接转轴（211）。