[發明專利]用于鉆機中的鉆頭更換的系統、包括該系統的鉆機及使用該系統更換鉆頭的方法

有效

• 申請號: 201980033725.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN112135956B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 安德斯·赫爾曼
• 申請（專利權）人: 安百拓鑿巖有限公司
• 主分類號: E21B19/18
• 分類號: E21B19/18;E21B1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;嚴小艷

1.一種用于鉆機(5)中的鉆頭(3)的至少半自動更換的鉆頭更換系統(1)，所述鉆機(5)構造成用于豎向鉆鑿，所述鉆機(5)包括能夠互換的多個鉆管(7)，其中，鉆頭(3)設置在端部鉆管的端部部段處，所述鉆頭(3)借助于螺紋連接部而附接至所述端部部段，并且扭矩借助于花鍵聯接部而提供給所述鉆頭(3)，所述鉆機(5)還包括下部支撐裝置(9)和斷開器裝置(11)，所述下部支撐裝置(9)設置成用于支撐和/或保持/夾持鉆頭或鉆管，所述斷開器裝置(11)構造成用于松開所述鉆管(7)的螺紋連接部，所述系統(1)包括鉆頭存放裝置(13)和夾持臂(21)，所述鉆頭存放裝置(13)設置成與所述鉆機(5)的鉆鑿中心(15)相鄰并且平行，并且所述鉆頭存放裝置(13)設置成保持多個鉆頭(3)并且使鉆頭(3)在所述鉆頭存放裝置(13)中所包括的存放位置(17)與交換位置(19)之間移動，所述存放位置(17)設置成用于存放鉆頭(3)，并且所述交換位置(19)設置成用于使鉆頭(3)向所述鉆頭存放裝置(13)移動以及使鉆頭(3)從所述鉆頭存放裝置(13)移動，所述夾持臂(21)包括夾持器件(23)，所述夾持器件(23)構造成用于選擇性地夾持鉆頭(3)，所述夾持臂(21)設置成使所述夾持器件(23)在所述交換位置(19)與所述鉆機(5)的所述鉆鑿中心(15)之間移動，

其中，所述夾持臂(21)還包括運動傳感器，所述運動傳感器設置成監測所述夾持臂(21)的運動，并且其中，所述系統(1)還包括控制單元，所述控制單元設置成接收來自所述運動傳感器和所述鉆機(5)的輸入，并且設置成控制所述夾持臂(21)、所述夾持器件(23)、所述鉆頭存放裝置(13)、以及所述鉆機(5)的所述斷開器裝置(11)的運動。

2.根據權利要求1所述的系統(1)，其中，所述鉆頭存放裝置(13)還包括至少一個鉆頭傳感器，所述至少一個鉆頭傳感器設置成監測位于所述鉆頭存放裝置(13)中的所述存放位置(17)和所述交換位置(19)中的鉆頭(3)。

3.根據權利要求1或2所述的系統(1)，其中，所述控制單元配置成基于所述鉆機(5)和連接至所述鉆機(5)的所述鉆頭(3)的操作數據來開始所述至少半自動更換。

4.根據權利要求2所述的系統(1)，其中，所述控制單元還設置成基于鉆頭(3)的操作數據來確定鉆頭(3)的操作條件，并且設置成在需要更換鉆頭時向界面提供信號。

5.根據權利要求1或2所述的系統(1)，其中，所述鉆頭存放裝置(13)包括封閉的保護殼體，所述殼體至少包括設置在所述交換位置(19)處的第一門，所述第一門設置成根據所實行的鉆頭交換操作而選擇性地打開和關閉。

6.根據權利要求5所述的系統(1)，其中，所述殼體的所述第一門聯接至所述夾持臂(21)，其中，所述第一門根據所述夾持臂(21)的運動而自動地打開和關閉。

7.根據權利要求1或2所述的系統(1)，還包括下部支撐板(25)，所述下部支撐板(25)設置在所述夾持器件(23)的下方，并且設置成能夠根據所述夾持器件(23)而移動，以便在鉆頭(3)由所述夾持器件(23)保持時從下方支撐鉆頭(3)。

8.根據權利要求1或2所述的系統(1)，其中，所述鉆機(5)的所述斷開器裝置(11)包括受液壓控制的兩個夾持裝置(27)，所述兩個夾持裝置(27)在沿著所述鉆鑿中心(15)的分開的位置處圍繞所述鉆鑿中心(15)周向地設置，所述兩個夾持裝置(27)設置成夾持所述鉆機(5)的一部分，并且以液壓方式聯接成能夠相對于彼此徑向移位，其中，所述兩個夾持裝置(27)能夠夾持所述鉆機(5)的分開的兩個部分并且使所述鉆機(5)的分開的兩個部分相對于彼此旋轉，以便將設置在所述兩個部分之間的螺紋連接部打開。