用于鉆柱部件操縱裝置的夾持器、用于操縱控制夾持器的方法、鉆柱部件裝置和鑿巖鉆機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于鑿巖鉆機的鉆柱部件操縱裝置的夾持裝置，其中，夾持裝置包括夾持器元件。本發(fā)明還涉及用于操縱鉆柱部件的裝置以及鑿巖鉆機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今在許多鑿巖鉆機中用于在匣倉與鑿巖鉆機之間傳送鉆柱部件的對鉆柱部件的操縱通常手動地進行。然而，由于存在例如鉆柱部件掉落的事故，因此這種手動操縱是有風(fēng)險的并且對操作者來說是有壓力的，并且可能因此導(dǎo)致嚴重的傷害。這種操縱還導(dǎo)致了需要提升并定位往往較沉、笨重且較長的鉆柱部件的人受到拉傷的風(fēng)險。
[0003]從AU-B-64377/96先前已知一種鉆柱部件操縱裝置，在該鉆柱部件操縱裝置中，鉆柱部件設(shè)置在由具有單向孔的保持器構(gòu)成的支承件中。保持器能夠樞轉(zhuǎn)并且能夠在用于所保持的鉆柱部件的所需位置之間移動。
[0004]根據(jù)所述AU-文獻的裝置存在的問題是當(dāng)鉆柱部件將要連接至鉆柱時由于鉆柱的長度和重量并且由于在鉆柱部件的僅一端處進行保持而導(dǎo)致精確性不足:這造成了鉆柱部件的自由端的位置的控制和不期望的較大振動的問題。
[0005]在這個階段精確性不足往往會導(dǎo)致鉆柱部件上的螺紋損壞的風(fēng)險。這種構(gòu)造還需要使用專門制造的零件，這預(yù)計會導(dǎo)致相對較高的成本。
[0006]WO 2007/115375可能涉及具有下述夾持器的管操縱裝置的示例:該夾持器具有以彼此相距一定距離的方式定位的兩個夾爪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)以上所述內(nèi)容的夾持裝置，該夾持裝置解決了并且至少減輕了【背景技術(shù)】的問題。這通過開頭提到的夾持裝置得以實現(xiàn)是因為:夾持器元件由本體的一個側(cè)部支承并從所述一個側(cè)部突出；夾持器元件形成至少一個夾持器元件對，其中，夾持器元件對中的至少一個夾持器元件能夠繞樞接部在包括夾持位置的閉合位置與張開位置之間樞轉(zhuǎn)地移動；每個可動的夾持器元件可在與所述軸向方向形成直角的相應(yīng)的夾持器平面中樞轉(zhuǎn)；以及每個可動的夾持器元件均設(shè)置有致動部，該致動部與能夠沿平行于所述軸向方向的方向移動的楔形裝置協(xié)同操作以使所述可動的夾持器元件樞轉(zhuǎn)。
[0008]選定的解決方案使得可以將夾持裝置構(gòu)造得非常堅固并且以此使得可以將較大的力施加至所夾持的鉆柱部件。本發(fā)明還導(dǎo)致了基本提高的精確性、使得與鉆機中的鉆柱的接合得以簡化并且更快。此外，夾持裝置可以被制造得緊湊以使得其可用在其他類型的夾持裝置由于空間原因不能被使用的地方。此外，夾持裝置可以被構(gòu)造得牢固且安全以使得其可以較大的精確性夾持并遞送所夾持的鉆柱部件。
[0009]優(yōu)選的是，每個可動的夾持器元件在用于與所夾持的鉆柱部件協(xié)同操作的接合部與致動部之間均設(shè)置有樞接部。
[0010]同樣優(yōu)選的是，致動部樞轉(zhuǎn)地接合至與楔形裝置以接觸的方式放置的接觸塊。接觸塊可以設(shè)置有用于與楔形裝置協(xié)同操作的適當(dāng)?shù)卦O(shè)計的滑動表面。該解決方案對夾持器的所有角位置都給予了所需的與楔形裝置的良好的表面接觸并且因此給予了自楔形裝置的力傳遞。
[0011]在本體內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有彈簧裝置，用于針對張開位置致動所述可動的夾持器元件。由此確保了夾持器元件如預(yù)期那樣張開而無需例如沿張開的方向受迫移動。
[0012]優(yōu)選的是，在本體上以彼此相距一定距離的方式設(shè)置有用于夾持鉆柱部件的至少兩個夾持器元件對。以此意在將夾持器元件對沿與所夾持的鉆柱部件的軸向方向平行的方向以彼此相距一定距離的方式設(shè)置以確保夾持位置處的穩(wěn)定性的提高以及操縱精確性的
[0013]優(yōu)選的是，所述楔形裝置連接至液壓缸，其中適當(dāng)?shù)?，每個夾持器元件對由單獨的楔形裝置操縱控制，該單獨的楔形裝置連接至單獨的相關(guān)聯(lián)的液壓缸。然而，具有由連接至相關(guān)聯(lián)的液壓缸的共用的楔形裝置來操縱控制的兩個夾持器元件對也是可以的。
[0014]每個液壓缸設(shè)置有液壓鎖是合適的，該液壓鎖在相關(guān)聯(lián)的液壓管道中液壓壓力喪失的情況下阻止液壓缸的運動。由此避免了夾持裝置因此發(fā)生鉆柱部件掉落的故障。
[0015]然而，楔形機構(gòu)能夠構(gòu)造成自制動的，自制動的意思是:要求在楔形機構(gòu)需要打開方向上的主動致動，并且在沒有致動的情況下，夾持裝置將會自鎖定。這是防止鉆柱部件在力喪失或任何其他故障的情況下掉落的重要的安全方面。
[0016]楔形裝置優(yōu)選地在設(shè)置本體內(nèi)的固定的引導(dǎo)元件之間被線性地控制以確?？深A(yù)見的夾持器運動。
[0017]最優(yōu)選地，每個夾持器元件對中的兩個夾持器元件均為能夠樞轉(zhuǎn)地移動的夾持器元件，并且楔形裝置由此具有面向不同方向的用于與夾持器元件對中的可動的夾持器元件協(xié)同操作的楔形表面。
[0018]本體具有用于覆蓋相應(yīng)的致動部和相關(guān)聯(lián)的可動的楔形裝置的防護罩以減少灰塵等進入的風(fēng)險是合適的。
[0019]本發(fā)明還涉及一種用于操縱控制用于鑿巖鉆機中的鉆柱部件操縱裝置的夾持裝置的方法，其中，每個可動的夾持器元件在與所述軸向方向形成直角的相應(yīng)的夾持器平面中樞轉(zhuǎn)，并且其中，每個可動的夾持器元件上的致動部與楔形裝置協(xié)同操作以使所述可動的夾持器元件樞轉(zhuǎn)。
[0020]就夾持裝置而言優(yōu)選的特征同樣適用于該方法的變型。
[0021]本發(fā)明還涉及一種用于鑿巖鉆機的鉆柱部件操縱裝置，該鉆柱部件操縱裝置包括本發(fā)明的用于夾持鉆柱部件的夾持裝置以及能夠附接至鑿巖鉆機并支承夾持裝置的移位機構(gòu)。
[0022]本發(fā)明還涉及一種包括這種鉆柱部件操縱裝置的鑿巖鉆機。
[0023]本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點在下面的詳細描述中進行說明。
【附圖說明】
[0024]現(xiàn)在將通過實施方式并參照附圖更進一步地描述本發(fā)明，在附圖中:
[0025]圖1示出了具有配備有根據(jù)本發(fā)明的夾持裝置的鉆柱部件操縱裝置的鑿巖鉆機；
[0026]圖2示出了配備有根據(jù)本發(fā)明的夾持裝置的鉆柱部件操縱裝置；
[0027]圖3以分解立體圖詳細地示出了根據(jù)本發(fā)明的夾持裝置；
[0028]圖4a和圖4b以不同的視圖示出了圖2的夾持裝置的細節(jié)，以及
[0029]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法序列。
【具體實施方式】
[0030]圖1中示出了用于勘查鉆探的鑿巖鉆機，其中，在鉆探期間通常操縱許多鉆柱部件?？辈殂@探通常在較大或非常大的深度處進行，導(dǎo)致不得不定期地將整個鉆柱提升至地表以更換鉆頭。
[0031]在這個過程期間，首先必須將鉆柱的獨立的鉆柱部件從鉆柱松開、使其離開鉆機并定位在匣倉中，直到已經(jīng)從鉆孔取走最后一個鉆柱部件為止。隨后進行鉆頭的更換，于是，通過將鉆柱部件一個接一個地添加至鉆柱直到已經(jīng)達到先前的深度為止，鉆柱繼續(xù)地被重新組裝。隨后，鉆機可以行進更深的長度，然后，必須反復(fù)進行根據(jù)以上所述的方法。
[0032]勘查鉆探基本上根據(jù)兩個原理，即通過取芯鉆探以及通過所謂的RC鉆探。在取芯鉆探期間，對待研宄的巖石材料的巖芯進行鉆探并且以規(guī)則的間隔從鉆孔中將其拾取。在RC鉆探或RC勘查(RC意指反循環(huán))期間，通過鉆探已經(jīng)被松動的鉆肩從孔中被連續(xù)不斷地向上涌出。巖肩隨后在地表處進行處理，巖肩連續(xù)不斷地被存儲以使得它們可用于檢驗并能夠與切削處的鉆探深度相關(guān)。
[0033]RC鉆探勘查通常在比取芯鉆探勘察小的深度處進行。
[0034]就用于這兩種勘查鉆探的鉆機而言，本發(fā)明均是適用的。
[0035]能夠固定至如圖2中觀察到的鉆機的進給梁的操縱裝置包括線性引導(dǎo)件L，滑動件S能夠在線性引導(dǎo)件L上驅(qū)動地移位。轉(zhuǎn)動臂A能夠借助于此處沒有更加詳細地描述的旋轉(zhuǎn)器來轉(zhuǎn)動以及旋轉(zhuǎn)，以便定位成能夠在鉆機中的鉆柱位置、匣倉中的遞送位置、或者任何其他外部位置中相應(yīng)地夾持、移動及釋放鉆柱部件。
[0036]圖3示出了夾持裝置I包括縱向本體2，縱向本體2支承呈兩個夾爪對3、4和3’、4’的形式的夾持器元件對。當(dāng)沿所夾持的鉆柱部件6 (用虛線表示)的軸向方向R觀察時，所述夾爪對以彼此相距一定距離的方式設(shè)置。夾持器元件對/夾爪對的軸向間隔導(dǎo)致穩(wěn)定的操縱并且使得能夠以有利的方式控制較長、較重的鉆柱部件的移動。夾爪對3、4和3’、4’從縱向本體2的一個側(cè)部5突出，并且在示出的實施方式中，在每個夾爪對中，成對的兩個夾爪能夠在與所述軸向方向R形成直角的夾持器平面中樞轉(zhuǎn)地移動(用雙箭頭表示)。
[0037]夾爪對能夠在閉合位置與張開位置之間進行操縱控制，其中，該閉合位置為用于夾持鉆柱部件6的夾持位置，在該張開位置中，夾爪相對于彼此樞轉(zhuǎn)，使得相應(yīng)地所夾持的鉆柱部件被釋放以及可以被引入到夾爪之間并被夾持。
[0038]每個可動的夾爪3、4、3’、4’均設(shè)置有致動部8，致動部8與楔形裝置9、9’協(xié)同操作。楔形裝置9能夠沿與所述軸向方向R平行的方向移動。
[0039]每個夾爪的致動部8還樞轉(zhuǎn)地接合至接觸塊11，接觸塊11進而設(shè)置成抵接楔形裝置9并且因此設(shè)置有呈滑動引導(dǎo)件的形式的接觸表面，接觸塊11的該表面以與楔形裝置9的協(xié)同操作的楔形表面的角度對應(yīng)的角度延伸。
[0040]每個接觸塊8均通過樞軸銷12 (示出了兩個)與包括相應(yīng)的夾爪的致動部8的端部連接，使得楔形裝置9的運動觸發(fā)了接觸塊11的對應(yīng)運動、致動部8的對應(yīng)運動并由此觸發(fā)包括相應(yīng)的夾爪的接合所夾持的鉆柱部件的表面的接合部10的對應(yīng)運動。
[0041]夾爪3、4、3’、4’繞相應(yīng)的樞接部7進行轉(zhuǎn)動，其中，樞接部7由定位在為此設(shè)置在本體的所述側(cè)部5上的樞軸銷座中的樞軸銷構(gòu)成。
[0042]14表示彈簧裝置，該彈簧裝置緊固在本體中并且其通過力沿張開位置的方向影響所述可動的夾爪3、4。此外，彈簧裝置14由構(gòu)造為一對剪刀狀裝置的彈簧構(gòu)成，彈簧裝置14的柄部與設(shè)置在相應(yīng)的夾爪的致動部8的最末端處的銷或螺釘?shù)冉雍稀?br>[0043]楔形裝置9、9’各自通過液壓缸15、15’來進行操縱控制以來回地移動。每個液壓缸15、15’優(yōu)選地配備有液壓鎖16、16’，液壓鎖16、16’在有液壓壓力存在于鄰接的液壓管道中時允許液壓油通過并且以此僅允許液壓缸15的運動，并且在液壓壓力喪失的情況下中斷液壓油的通過并且因此防止上述運動。
[0044]楔形裝置9通過呈帽狀元件的