[发明专利]一种多钻杆存储及取放系统

摘要

本发明提供了一种多钻杆存储及取放系统，包括用于存放钻杆的钻杆库、用于夹取钻杆的多个机械手以及用于安装钻杆库和机械手的推进梁；钻杆库包括主轴、上支架和下支架，主轴平行于推进梁并与上支架和下支架连接，主轴上部和下部分别设有一个与主轴垂直的花盘，花盘周缘均均匀设置有多个凹槽，钻杆卡在花盘的凹槽中；上支架和下支架内分别设有用于存放钻杆的上下钻杆盒，上支架还设有转动定位机构；机械手包括机械手座架、摆臂、摆臂油缸、固定夹爪、活动夹爪和夹爪油缸。与现有技术采用人工装卸的方式相比，本发明通过钻杆库和机械手的配合，实现了多钻杆的存储和自动、连续取放，降低了劳动强度，提高工作效率，并进一步提高了作业安全。

主权项

一种多钻杆存储及取放系统，其特征在于，包括用于存放钻杆的钻杆库、用于夹取钻杆的多个机械手以及用于安装所述钻杆库和机械手的推进梁；(1)所述钻杆库包括主轴、上支架和下支架，其中：所述主轴平行于所述推进梁，所述主轴上部和下部分别设有一个花盘，所述花盘均与所述主轴垂直，所述花盘周缘均均匀设置有多个凹槽，所述钻杆卡在所述花盘的凹槽中；所述上支架包括安装在所述推进梁上的第一座架、所述上支架的上表面和下底面均垂直于所述推进梁，安装在所述第一座架下底面上用于容纳所述钻杆上端的上钻杆盒以及转动定位机构；所述转动定位机构包括转位油缸、啮合油缸、定位油缸和定位盘；所述转位油缸的轴线垂直于所述推进梁，所述啮合油缸的轴线与所述定位油缸的轴线均平行于所述推进梁；所述啮合油缸的活塞杆转动连接在所述第一座架上，所述转位油缸的缸体的端部铰接在所述第一座架上，所述转位油缸的活塞杆的端部与所述啮合油缸的缸体外侧铰接；所述啮合油缸的缸体和活塞杆之间设有摩擦片，所述啮合油缸的活塞杆连接所述主轴的一端；所述定位油缸的缸体固定在所述第一座架上，所述定位油缸的活塞杆的端部设有定位销；所述定位盘固定在所述主轴上并与所述定位油缸的活塞杆垂直，所述定位盘上设有与所述花盘上的凹槽相对应的定位孔；当所述啮合油缸通压力油时，所述啮合油缸的缸体、所述摩擦片及所述啮合油缸的活塞杆啮合在一起；而后所述转位油缸的活塞杆伸出，所述啮合油缸的缸体随之转动，所述啮合油缸缸体的运动通过所述摩擦片传递给所述啮合油缸的活塞杆，所述啮合油缸的活塞杆又带动所述主轴及所述定位盘转动；当所述转位油缸的活塞杆伸出到预定的行程时，所述定位盘上的一个定位孔对准所述定位销，此时所述定位油缸的活塞杆向下伸出，所述定位销插入所述定位孔，使得所述定位盘停止转动；然后所述啮合油缸通回油，所述啮合油缸的缸体、所述摩擦片及所述啮合油缸的活塞杆之间脱离啮合，之后所述转位油缸的活塞杆缩回，完成一个转杆工作周期；所述下支架包括安装在所述推进梁上与所述第一座架平行的第二座架和安装在所述第二座架上底面上用于容纳所述钻杆下端的下钻杆盒；所述上钻杆盒和所述下钻杆盒对应开设有供所述钻杆进出的缺口；所述主轴的另一端通过一止推轴承转动连接在所述第二座架上；(2)所述机械手包括机械手座架、摆臂、摆臂油缸、固定夹爪、活动夹爪和夹爪油缸；其中：所述机械手座架固定安装在所述推进梁上，所述机械手座架的上表面垂直于所述推进梁；所述摆臂的一端通过第一转动轴转动连接在所述机械手座架上，所述固定夹爪为弧形，固定在所述摆臂的另一端；所述活动夹爪包括连接部和夹爪部，所述连接部的一端通过第二转动轴转动连接在所述摆臂的固定夹爪端，所述夹爪部为与所述固定夹爪对应的弧形，固定在所述连接部的另一端；所述连接部与所述夹爪部的连接处设置有第四转动轴；所述摆臂油缸的缸体的端部通过第三转动轴转动连接在所述机械手座架上，所述摆臂油缸的活塞杆的端部也通过所述第二转动轴转动连接在所述摆臂的固定夹爪端；所述夹爪油缸的活塞杆的端部通过第四转动轴与所述活动夹爪连接，所述夹爪油缸的缸体的端部通过第五转动轴转动连接在所述摆臂上；与所述转杆工作周期相对应，在存杆作业时，所述摆臂油缸的活塞杆伸出，所述摆臂随之转动，将所述固定夹爪移动到位于待夹取位置的钻杆的一侧，然后所述夹爪油缸的活塞杆伸出，所述活动夹爪绕所述第二转动轴转动，使得所述活动夹爪与所述固定夹爪靠近，从而夹紧所述钻杆，然后所述摆臂油缸的活塞杆缩回，所述摆臂随之转动，所述固定夹爪和所述活动夹爪带着所述钻杆离开所述拆卸位置，移动到所述钻杆库中的待存放钻杆位置后，所述夹爪油缸的活塞杆缩回，所述活动夹爪绕所述第二转动轴转动，使得所述活动夹爪远离所述固定夹爪，从而释放所述钻杆，完成一个存杆工作周期；在取杆作业时，所述摆臂油缸的活塞杆伸出，所述摆臂随之转动，将所述固定夹爪移动到位于所述钻杆库中的待抓取钻杆的一侧，然后所述夹爪油缸的活塞杆伸出，所述活动夹爪绕所述第二转动轴转动，使得所述活动夹爪与所述固定夹爪靠近，从而夹紧所述钻杆，然后所述摆臂油缸的活塞杆缩回，所述摆臂随之转动，所述固定夹爪和所述活动夹爪带着所述钻杆离开所述花盘，移动到安装位置后，所述夹爪油缸的活塞杆缩回，所述活动夹爪绕所述第二转动轴转动，使得所述活动夹爪与所述固定夹爪远离，从而释放所述钻杆，完成一个取杆工作周期。