[发明专利]海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统

摘要

本发明涉及一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，包括钻具库、机械手、行走机构和液压系统，钻具库用于存放钻具，容量大，能够存储近100杆钻具；机械手用于完成钻具的夹持和存取；行走机构用于钻具在孔口和钻具库之间的移运、定位。通过液压系统实现顺序控制，完成海底锥探和钻探中各类杆件在孔口与钻具库之间的移运、定位、排放、储运等作业流程，同时可以配合动力头、孔口夹持器完成钻具的自动接卸功能，实现海底锥探和钻探过程的全部自动化工作。本发明结构简单，控制方便，工作可靠稳定，满足海床式钻机钻探取芯和锥探两大任务，能实现钻探深度200m，锥探深度30m的要求。

主权项

一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，包括钻具库，机械手及行走机构和液压系统，其特征在于：所述的钻具库包括有底座、套筒、库架、指梁、拉杆、动力头导轨、动力头、弹性橡胶和弹簧定位销式锁定机构，所述的钻具库有两个库架分布在动力头的两侧；库架焊接在底座上，弹簧定位销式锁定机构也焊在库架内的底座上，套筒固定在弹簧定位销式锁定机构上，杆件放在套筒里，指梁的三条边通过角钢固定在库架的中上部框架上，弹性橡胶通过螺钉固定在指梁的每一列小孔和端头中，拉杆一端固定在指梁上，另一端固定在库架上； 所述的机械手由底板、左、右侧板、挡板、上、下机械手爪 、手爪框架、连接板、伸缩给进油缸、槽钢和滑块构成，左侧板、右侧板通过螺栓固定在底板上，槽钢焊在左侧板和右侧板上，下机械手爪框架两侧对称设置有下导杆和四个下滑块，上机械手爪框架两侧也对称设置有上导杆和四个上滑块；连接板连接上机械手爪框架和下机械手爪框架，安装在连接板上的伸缩给进油缸推动上机械手爪、下机械手爪，在上、下导杆的作用下同步前后运动，即通过伸缩给进油缸的伸缩完成机械手的前后运动； 所述的行走机构由支架、矩形导轨、齿条、导向套、导向杆、升降液压缸、滑套、行走液压马达、支撑板和消隙齿轮机构构成，支架焊接在底座上，矩形导轨由型钢焊接而成，齿条和导向套固定在矩形导轨两侧，滑套套在矩形导轨上，行走液压马达通过螺栓固定在支撑板上，消隙齿轮与齿条接触；行走液压马达驱动消隙齿轮在齿条上运动，实现机械手的左右运动和定位；四根导向杆穿过导向套分布在矩形导轨两侧，并与机械手的底板连接，通过升降液压缸的伸缩使坐在行走机构上的机械手完成上下方向的运动； 所述的液压系统包括液压油箱、滤油器、电机、液压泵、溢流阀、压力表、三位四通电磁阀组、单向调速阀、平衡阀、液控单向阀组和分流集流阀，所述的滤油器、溢流阀与液压油箱连接，滤油器的输出端连接液压泵后与电机连接，液压泵、溢流阀同时与压力表连接，液压泵、溢流阀同时还与四个三位四通电磁阀组连接组成4个液压支路，其中第Ⅰ液压支路的三位四通电磁阀组连接有单向调速阀、分流集流阀、液控单向阀组，用于控制机械手升降液压缸的液压系统；第Ⅱ液压支路的三位四通电磁阀组连接有平衡阀和分流集流阀组成控制机械手左右行走机构液压系统；第Ⅲ液压支路的三位四通电磁阀组连接有单向调速阀，组成控制机械手伸缩给进油缸的液压系统；第Ⅳ液压支路的三位四通电磁阀组连接有液控动单向阀组、分流集流阀组成控制机械手的上机械手爪和下机械手爪夹紧液压缸的液压系统；通过4组三通四位电磁阀组实现对机械手顺序控制，且每个支路单独完成动作。