一种钻机换杆装置及换杆方法

摘要

本发明公开了一种钻机换杆装置及换杆方法，涉及工程机械的技术领域，包括钻机主体、钻杆库、换杆单元、控制系统；钻杆库第一库槽和第二库槽；第二库槽与第一库槽相通；第一库槽内设有多个限位组件；第二库槽远离第一库槽的端部与钻机主体邻接；换杆单元包括挑选机构和移位机构；挑选机构能够将其中一限位组件移动至第一目标位置；移位机构能够驱动待换的钻杆沿着第二库槽长度延伸方向移动至第一目标位置或者第二目标位置；本发明实现了自动换杆，节约了工人的工作量；同时第一库槽和第二库槽的连通，能够根据需求更换不同的钻杆，适用性更强；换杆单元和钻干库的配合使用使得换杆过程中，钻杆的动作量相对较小，安全性高。

权利要求

1.一种钻机换杆装置，其特征在于：包括钻机主体、钻杆库、换杆单元、控制系统；所述钻机主体包括支撑架和能够沿支撑架升降的动力头；所述钻杆库用于盛放钻杆且包括直线状的第一库槽和第二库槽；所述第二库槽与第一库槽相通且两者呈一定预设角度的夹角；

所述第一库槽内设有用于使钻杆保持直立的限位组件；所述限位组件有多个且沿第一库槽长度延伸方向分布；所述第二库槽远离第一库槽的端部与钻机主体邻接；所述换杆单元包括挑选机构和移位机构；所述挑选机构安装在第一库槽上，且能够在控制系统的作用下将其中一限位组件移动至第一目标位置；所述移位机构位于钻机主体和第一库槽之间，且能够驱动待换的钻杆沿着第二库槽长度延伸方向移动至第一目标位置或者第二目标位置；

所述第二库槽为通槽形；所述第一库槽底设有穿行孔；所述第二库槽底开设有沿其长度方向延伸且贯穿第二库槽底面的穿行通道；所述穿行通道的一端与穿行孔相通；所述移位机构包括第二直线驱动组件和装夹组件；所述装夹组件用于限位待换的钻杆且能够沿穿行孔轴线穿行；所述装夹组件的一端安装在第二直线驱动组件的移动部；

所述装夹组件通过安装臂安装在第二直线驱动组件的移动部；所述第二直线驱动组件安装在支撑架上；当所述安装臂的一端移动至第二直线驱动组件靠近支撑架的位置时，所述装夹组件远离第二库槽且移动至第二目标位置；

所述装夹组件包括升降卡入头、升降驱动、罩箱；所述升降卡入头包括外套筒、内套杆、连接臂；所述外套筒滑动连接在内套杆的外侧；所述连接臂位于内套杆内部，且一端连接在外套筒的顶部，另一端与升降驱动的驱动轴相连；所述罩箱罩在升降驱动的外侧，且与第二直线驱动组件相连；所述外套筒能够穿过穿行孔；所述内套杆能够沿着穿行通道移动且背离外套筒的一端安装在罩箱的顶板上。

2.根据权利要求1所述的一种钻机换杆装置，其特征在于，所述限位组件为弧形抱臂；

所述弧形抱臂的个数大于位于第一库槽内钻杆的数量；所述第一库槽和第二库槽的宽度与钻杆的外径相适配；所述挑选机构为第一直线驱动组件；所述限位组件安装在第一直线驱动组件的移动部。

3.根据权利要求1所述的一种钻机换杆装置，其特征在于，所述穿行孔的直径小于钻杆外径且大于装夹组件的外径。

4.根据权利要求1所述的一种钻机换杆装置，其特征在于，所述钻杆端部的螺纹连接段直径大于钻杆中部的直径；在所述钻杆的螺纹连接段设有限位孔；所述外套筒内设有防转组件；当所述升降卡入头收缩后，所述防转组件能够插入限位孔。

5.根据权利要求4所述的一种钻机换杆装置，其特征在于，所述内套杆有多个且呈环状分布；所述外套筒内部设有导向块；所述内套杆能够沿着导向块直线移动；所述外套筒设有与限位孔相对的安装孔；所述防转组件为弹簧销；所述弹簧销水平安装在安装孔内且靠近连接臂的端部为倾斜块；所述内套杆背离罩箱的端部设有滚珠；当所述内套杆朝向外套筒移动时，所述滚珠按压倾斜块，以便弹簧销的一端卡入限位孔内。

6.根据权利要求1‑5中任意一项所述的一种钻机换杆装置，其特征在于，所述限位组件与钻杆的接触面上安装有压力传感器；所述动力头上设有正对第二目标位置的位置传感器；所述控制系统接收压力传感器和位置传感器的信号，并驱动挑选机构、动力头、移位机构动作；所述控制系统包括操作面板，所述操作面板上设有数字按钮；多个所述限位组件的顺序与数字按钮的数字编号一一对应；按压其中一所述数字按钮，与其相对应的限位组件移动至第一目标位置。

7.一种钻机换杆方法，其特征在于，基于上述权利要求5所述的一种钻机换杆装置，所述换杆方法包括以下步骤：自动拆杆：

S1：当需要进行换杆操作时，动力头带动使用过的钻杆上行，脱离与其相连的位于地面内的钻杆；当动力头带动使用过的钻杆上行至支撑架最顶部时，装夹组件在第二直线驱动组件的作用下移动至第二目标位置；

S2：升降驱动动作带动外套筒背离内套杆，弹簧销回位至外套筒内；动力头带动使用过的钻杆下行，直至使用过的钻杆套设在外套筒的外侧；升降驱动动作带动外套筒靠近内套杆，弹簧销卡入限位孔内；动力头在自身动力作用下旋转，从而使动力头脱离使用过的钻杆；

S3：在动力头脱离使用过的钻杆过程中，人为操作操作面板，从而使一空载的限位组件移动至第一目标位置；

S4:第二直线驱动组件动作，带动使用过的钻杆向第二库槽移动，在移动过程中升降驱动背离内套杆，弹簧销回位；第二直线驱动组件持续动作，直至使用过的钻杆到达第一库槽并与限位组件接触；

自动装杆：

D1：人为操作操作面板，从而使一需求的限位组件移动至第一目标位置；

D2：升降驱动动作带动外套筒背离内套杆，且外套筒卡入待换的钻杆内；第二直线驱动组件带动待换的钻杆沿着第二库槽移动；

D3：当待换的钻杆到达第二目标位置后，升降驱动动作带动外套筒靠近内套杆，弹簧销卡入限位孔内；动力头下降并在自身的旋转作用下，与待换的钻杆完成连接；

D4：外套筒远离内套杆，此时弹簧销远离限位孔，动力头上行，装夹组件移动至第一目标位置待命。

说明书

一种钻机换杆装置及换杆方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械的技术领域，尤其涉及一种钻机换杆装置及换杆方法。

背景技术

[0002] 钻机是在勘探或矿产资源(含固体矿、液体矿、气体矿等)开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，又称钻探机。其主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。

[0003] 每个钻杆的长度一般在几米至十几米之间，而为了满足成孔深度一般达十多米到数十米的要求，需要多个钻杆通过工装相互连接，因此在钻探过程中需要进行换杆的操作；为了减轻工人们的劳动强度，现有的换杆技术中多采用自动换杆的方式，一般是通过储杆装置存储钻杆，并通过储杆装置的移动或进一步结合其它的辅助装置进行换杆，而现有技术中的储杆装置结构复杂质量大，换杆过程中储杆装置以及其它辅助装置的动作幅度也大，使得换杆过程步骤繁多，换杆速度慢；且能耗高，安全性也低。

[0004] 申请号为CN202011240899.6的中国专利公开了一种自动换杆装置，包括钻孔装置、储杆装置和驱动器，钻孔装置包括推进梁和推进单元，推进单元连接于推进梁上且能够沿推进梁上下移动；储杆装置对应设于钻孔装置的侧部，储杆装置能够用于安放并排分布的多根钻杆，驱动器能够驱动储杆装置向推进单元处移动或从该推进单元处退回，以在工作过程中向钻孔装置依次逐根地将钻杆输送到位；上述专利能够实现钻机的自动换杆，减轻了工人的劳动强度，提升了换杆装杆的速度，且自动换杆装置结构简单故障率低，但在使用过程中，只能按顺序的依次更换钻杆，不能根据需要挑选使用。

发明内容

[0005] 本发明要解决的主要技术问题是：提供一种钻机换杆装置及换杆方法，能够解决上述背景技术提到的问题。

[0006] 为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：

[0007] 一种钻机换杆装置，包括钻机主体、钻杆库、换杆单元、控制系统；所述钻机主体包括支撑架和能够沿支撑架升降的动力头；所述钻杆库用于盛放钻杆且包括直线状的第一库槽和第二库槽；所述第二库槽与第一库槽相通且两者呈一定预设角度的夹角；所述第一库槽内设有用于使钻杆保持直立的限位组件；所述限位组件有多个且沿第一库槽长度延伸方向分布；所述第二库槽远离第一库槽的端部与钻机主体邻接；所述换杆单元包括挑选机构和移位机构；所述挑选机构安装在第一库槽上，且能够在控制系统的作用下将其中一限位组件移动至第一目标位置；所述移位机构位于钻机主体和第一库槽之间，且能够驱动待换的钻杆沿着第二库槽长度延伸方向移动至第一目标位置或者第二目标位置。

[0008] 优选地，所述限位组件为弧形抱臂；所述弧形抱臂的个数大于位于第一库槽内钻杆的数量；所述第一库槽和第二库槽的宽度与钻杆的外径相适配；所述挑选机构为第一直线驱动组件；所述限位组件安装在第一直线驱动组件的移动部。

[0009] 优选地，所述第二库槽为通槽形；所述第一库槽底设有穿行孔；所述第二库槽底开设有沿其长度方向延伸且贯穿第二库槽底面的穿行通道；所述穿行通道的一端与穿行孔相通；所述移位机构包括第二直线驱动组件和装夹组件；所述装夹组件用于限位待换的钻杆且能够沿穿行孔轴线穿行；所述装夹组件的一端安装在第二直线驱动组件的移动部。

[0010] 优选地，所述穿行孔的直径小于钻杆外径且大于装夹组件的外径。

[0011] 优选地，所述装夹组件通过安装臂安装在第二直线驱动组件的移动部；所述第二直线驱动组件安装在支撑架上；当所述安装臂的一端移动至第二直线驱动组件靠近支撑架的位置时，所述装夹组件远离第二库槽且移动至第二目标位置。

[0012] 优选地，所述装夹组件包括升降卡入头、升降驱动、罩箱；所述升降卡入头包括外套筒、内套杆、连接臂；所述外套筒滑动连接在内套杆的外侧；所述连接臂位于内套杆内部，且一端连接在外套筒的顶部，另一端与升降驱动的驱动轴相连；所述罩箱罩在升降驱动的外侧，且与第二直线驱动组件相连；所述外套筒能够穿过穿行孔；所述内套杆能够沿着穿行通道移动且背离外套筒的一端安装在罩箱的顶板上。

[0013] 优选地，所述钻杆端部的螺纹连接段直径大于钻杆中部的直径；在所述钻杆的螺纹连接段设有限位孔；所述外套筒内设有防转组件；当所述升降卡入头收缩后，所述防转组件能够插入限位孔。

[0014] 优选地，所述内套杆有多个且呈环状分布；所述外套筒内部设有导向块；所述内套杆能够沿着导向块直线移动；所述外套筒设有与限位孔相对的安装孔；所述防转组件为弹簧销；所述弹簧销水平安装在安装孔内且靠近连接臂的端部为倾斜块；所述内套杆背离罩箱的端部设有滚珠；当所述内套杆朝向外套筒移动时，所述滚珠按压倾斜块，以便弹簧销的一端卡入限位孔内。

[0015] 优选地，所述限位组件与钻杆的接触面上安装有压力传感器；所述动力头上设有正对第二目标位置的位置传感器；所述控制系统接收压力传感器和位置传感器的信号，并驱动挑选机构、动力头、移位机构动作；所述控制系统包括操作面板，所述操作面板上设有数字按钮；多个所述限位组件的顺序与数字按钮的数字编号一一对应；按压其中一所述数字按钮，与其相对应的限位组件移动至第一目标位置。

[0016] 一种钻机换杆方法，包括以下步骤：

[0017] 自动拆杆：

[0018] S1：当需要进行换杆操作时，动力头带动使用过的钻杆上行，脱离与其相连的位于地面内的钻杆；当动力头带动使用过的钻杆上行至支撑架最顶部时，装夹组件在第二直线驱动组件的作用下移动至第二目标位置；

[0019] S2：升降驱动动作带动外套筒背离内套杆，弹簧销回位至外套筒内；动力头带动使用过的钻杆下行，直至使用过的钻杆套设在外套筒的外侧；升降驱动动作带动外套筒靠近内套杆，弹簧销卡入限位孔内；动力头在自身动力作用下旋转，从而使动力头脱离使用过的钻杆；

[0020] S3：在动力头脱离使用过的钻杆过程中，人为操作操作面板，从而使一空载的限位组件移动至第一目标位置；

[0021] S4:第二直线驱动组件动作，带动使用过的钻杆向第二库槽移动，在移动过程中升降驱动背离内套杆，弹簧销回位；第二直线驱动组件持续动作，直至使用过的钻杆到达第一库槽并与限位组件接触；

[0022] 自动装杆：

[0023] D1：人为操作操作面板，从而使一需求的限位组件移动至第一目标位置；

[0024] D2：升降驱动动作带动外套筒背离内套杆，且外套筒卡入待换的钻杆内；第二直线驱动组件带动待换的钻杆沿着第二库槽移动；

[0025] D3：当待换的钻杆到达第二目标位置后，升降驱动动作带动外套筒靠近内套杆，弹簧销卡入限位孔内；动力头下降并在自身的旋转作用下，与待换的钻杆完成连接；

[0026] D4：外套筒远离内套杆，此时弹簧销远离限位孔，动力头上行，装夹组件移动至第一目标位置待命。

[0027] 与现有技术相比，本发明应用于钻机的自动换杆具备下列优点：

[0028] （1）本发明利用换杆单元和直线状的第一库槽、第二库槽，实现了自动换杆，节约了工人的工作量；同时第一库槽和第二库槽的连通，能够根据需求更换不同高度的钻杆，适用性更强。

[0029] （2）换杆单元包括挑选机构和移位机构，换杆单元和钻杆库的配合使用，使得换杆过程中，待换的钻杆、第一库槽内的钻杆动作量均相对较小，从而使得重心位置的变化幅度小，不易引起钻杆的晃动，安全性高。

[0030] （3）本发明借助钻杆自身的螺纹连接段和中间段设置了升降卡入头，限位准确且安全。

[0031] （4）本发明在外套筒内部设置了防转组件，在钻杆设有限位孔，从而抑制了钻杆在与动力头连接过程中发生转动，避免需要额外增加夹持装置。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0033] 图1为整体结构示意图；

[0034] 图2为整体结构的俯视结构示意图；

[0035] 图3为钻杆的结构示意图；

[0036] 图4为当升降卡入头处于拉伸状态时，装夹组件与钻杆的位置结构示意图；

[0037] 图5为图4中局部放大结构示意图；

[0038] 图6为当升降卡入头处于收缩状态时，装夹组件与钻杆的位置结构示意图；

[0039] 图7为图6中局部放大结构示意图。

[0040] 图中：100为钻机主体，110为支撑架，120为动力头，121为位置传感器，200为钻杆库，210为第一库槽，211为穿行孔，220为第二库槽，221为穿行通道，230为限位组件，300为换杆单元，310为挑选机构，311为第一直线驱动组件，320为移位机构，321为装夹组件，322为第二直线驱动组件，323为安装臂，330为升降卡入头，340为升降驱动，350为罩箱，360为安装孔，3311为外套筒，3312为内套杆，3313为连接臂，3314为导向块，3315为滚珠，370为弹簧销，371为倾斜块，410为压力传感器，420为操作面板，500为钻杆，510为限位孔，501为螺纹连接段，502为中间段。

具体实施方式

[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

[0042] 实施例一、

[0043] 一种钻机换杆装置，包括钻机主体100、钻杆库200、换杆单元300、控制系统。

[0044] 请参阅图1所示，钻机主体100包括支撑架110和能够沿支撑架110升降的动力头120；动力头120在自身的动力作用下能够旋转、升降；动力头120的动力结构（图中未表示）可以参考现有技术；所述钻杆库200用于盛放钻杆500，钻杆库200包括第一库槽210和第二库槽220；所述第一库槽210和第二库槽220均是直线状，即多个钻杆500只能直线分布在第一库槽210或者第二库槽220内；所述第二库槽220与第一库槽210相通且两者呈一定预设角度的夹角，该夹角的度数大于0°且小于180°；第二库槽220远离第一库槽210的端部与动力头120邻接，第二库槽220的形状为通槽形。

[0045] 在所述第一库槽210内设有多个限位组件230；多个所述限位组件230沿第一库槽210的长度方向分布，限位组件230能够使钻杆500保持直立；所述限位组件230指的是弧形抱臂；所述弧形抱臂的个数大于位于第一库槽210内钻杆500的数量，即在换杆的过程中，至少其中一个限位组件230处于空载状态；第一库槽210和第二库槽220的宽度与钻杆500的外径相适配，当弧形抱臂抱在钻杆500外侧时，钻杆500在第一库槽210的一侧壁限位下保持直立；当钻杆500位于第二库槽220内时，第二库槽220的两个相对侧壁均与钻杆500相接触，以便钻杆500保持直立。

[0046] 请参阅图2所示，所述换杆单元300包括挑选机构310和移位机构320；所述挑选机构310安装在第一库槽210上，挑选机构310为第一直线驱动组件311，第一直线驱动组件311通常为滑轨、齿轮齿条、液压杆其中的一种或多种，限位组件230位于第一直线驱动组件311的移动部，挑选机构310在控制系统的作用下将其中一限位组件230移动至第一目标位置，第一目标位置位于第一库槽210内，且位于第二库槽220的延长线上，具体地，所述控制系统包括操作面板420，所述操作面板420上设有数字按钮；多个所述限位组件230的顺序与数字按钮的数字编号一一对应；按压其中一所述数字按钮，与其相对应限位组件230移动至第一目标位置，人为按压操作面板420上的数字按钮，能够将实际所需的钻杆500快速移动到第一目标位置，可操作性强，且操作简单。

[0047] 移位机构320位于钻机主体100和第一库槽210之间，作为一种优选的实施例，移位机构320位于第二库槽220的底部，移位机构320主要用于将处于第一库槽210上待换的钻杆500从第一目标位置移动到第二目标位置，或者将使用过的钻杆500从钻机主体100上的第二目标位置移动至第一目标位置，第二目标位置位于钻机主体100上且位于第二库槽220的长度延长线上，也就是说，移位机构320将位于第一库槽210上的钻杆500移动到钻机主体
100上辅助装杆，或者将位于钻机主体100上的钻杆500移动到第一库槽210内辅助拆杆。

[0048] 请参阅图1‑2所示，所述第一库槽210的槽底设有穿行孔211，在所述第一库槽210的槽底开设有穿行通道221，穿行通道221贯穿第二库槽220的槽底，穿行通槽沿着长度方向延伸，

[0049] 所述第一库槽210底设有穿行孔211；所述第二库槽220底开设有沿着长度方向延伸且贯穿第二库槽220底面的穿行通道221；所述穿行通道221一端延伸至第二库槽220的端部，另一端与穿行孔211相通；所述移位机构320包括第二直线驱动组件322和装夹组件321；第二直线驱动组件322为常见的直线移动组件，比如滑轨、齿轮齿条、液压杆其中的一种或多种，所述装夹组件321用于限位待换的钻杆500，且装夹组件321能够沿着穿行孔211的轴线穿行，即图中的竖直方向；装夹组件321的一端安装在第二直线驱动组件322的移动部；具体的，所述穿行孔211的直径小于钻杆500外径且大于装夹组件321的外径。

[0050] 请参阅图2所示，所述装夹组件321通过安装臂323安装在第二直线驱动组件322的移动部；所述第二直线驱动组件322安装在支撑架110上；当所述安装臂323的一端移动至第二直线驱动组件322靠近支撑架110的位置时，所述装夹组件321远离第二库槽220且移动至第二目标位置，即当装夹组件321移动至第二目标位置时，安装臂323的一端始终滑动连接在第二直线驱动组件322上。

[0051] 请参阅图4、6所示，所述装夹组件321包括升降卡入头330、升降驱动340、罩箱350；所述升降卡入头330包括外套筒3311、内套杆3312、连接臂3313；所述外套筒3311滑动连接在内套杆3312的外侧；所述连接臂3313位于内套杆3312内部，且一端连接在外套筒3311的顶部，另一端与升降驱动340的驱动轴相连；升降驱动340作为优选的为液压杆，当然也可以是其他常见的升降组件；所述罩箱350罩在升降驱动340的外侧，且与第二直线驱动组件322的移动部相连；所述外套筒3311能够穿过穿行孔211；所述内套杆3312能够沿着穿行通道
221移动，所述内套杆3312背离外套筒3311的一端安装在罩箱350外侧，当升降驱动340带动外套筒3311下行时，外套筒3311靠近内套杆3312移动，升降卡入头330处于收缩状态；当升降驱动340带动外套筒3311上行时，外套筒3311背离罩箱350移动，升降卡入头330处于拉伸状态。

[0052] 请参阅图3所示，本发明所述的钻杆500，是两端均与螺纹连接段501，且所述钻杆500端部的螺纹连接段501直径大于钻杆500中部的直径；即当外套筒3311插入钻杆500内，钻杆500自身的阶梯面能够抵在外套筒3311的端面上，从而抑制钻杆500沿着外套筒3311的周面持续滑动。

[0053] 实施例二、

[0054] 请参阅图4‑6，实施例二与实施例一之间的区别在于在保留实施例一的基础上，在所述钻杆500的螺纹连接段501设有限位孔510；所述外套筒3311内设有防转组件；当所述升降卡入头330收缩后，所述防转组件能够插入限位孔510；防转组件、限位孔510的设置，使得动力头120相对钻杆500旋转装杆或者拆杆时，能够抑制钻杆500的转动，避免需要额外设置夹持装置。

[0055] 请参阅图4‑6所示，具体的，所述内套杆3312有多个且呈环状分布；所述外套筒3311内部设有导向块3314；所述内套杆3312能够沿着导向块3314直线移动；所述外套筒
3311设有与限位孔510相对的安装孔360；所述防转组件为弹簧销370；所述弹簧销370水平安装在安装孔360内且靠近连接臂3313的端部为倾斜块371；所述内套杆3312背离罩箱350的端部设有滚珠3315；当所述升降卡入头330收缩时，所述滚珠3315按压倾斜块371，以便弹簧销370的一端卡入限位孔510内。

[0056] 实施例三、

[0057] 请参阅图1‑2，实施例三与实施例二之间的区别在于在保留实施例二的基础上，所述限位组件230与钻杆500的接触面上安装有压力传感器410；所述动力头120上设有正对第二目标位置的位置传感器121；所述控制系统接收压力传感器410和位置传感器121的信号，并驱动挑选机构310、动力头120、移位机构320动作；压力传感器410能够感知拆下的钻杆500移动至第一目标位置；位置传感器121能够感知需求的钻杆500移动至第二目标位置。

[0058] 一种钻机换杆方法，包括以下步骤：

[0059] 自动拆杆：

[0060] S1：当需要进行换杆操作时，动力头120带动使用过的钻杆500上行，脱离与其相连的位于地面内的钻杆500；当动力头120带动使用过的钻杆500上行至支撑架110最顶部时，装夹组件321在第二直线驱动组件322的作用下移动至第二目标位置；

[0061] S2：升降驱动340动作使升降卡入头330处于拉伸状态，此时弹簧销370回位至外套筒3311内；动力头120带动使用过的钻杆500下行，直至使用过的钻杆500套设在外套筒3311的外侧；升降驱动340动作使升降卡入头330处于压缩状态，此时弹簧销370卡入限位孔510内；动力头120在自身动力作用下旋转，从而使动力头120脱离使用过的钻杆500；

[0062] S3：在动力头120脱离使用过的钻杆500过程中，人为操作操作面板120，从而使一空载的限位组件230移动至第一目标位置；

[0063] S4:第二直线驱动组件322动作，带动使用过的钻杆500向第二库槽220移动，在移动至与第二库槽220接触过程中升降驱动340动作使升降卡入头330处于拉伸状态，此时弹簧销370回位；第二直线驱动组件322持续动作，直至使用过的钻杆500沿着第二库槽220运动并到达第一库槽210内与限位组件230接触；

[0064] 自动装杆：

[0065] D1：人为操作操作面板120，从而使一需求的限位组件230移动至第一目标位置；

[0066] D2：升降驱动340动作使升降卡入头330处于拉伸状态，且外套筒3311穿过穿行孔211卡入待换的钻杆500内；第二直线驱动组件322带动待换的钻杆500沿着第二库槽220移动；

[0067] D3：当待换的钻杆500到达第二目标位置后，升降驱动340动作使升降卡入头330处于收缩状态，弹簧销370卡入限位孔510内；动力头120下降并在自身的旋转作用下，与待换的钻杆500完成连接；

[0068] D4：外套筒3311远离内套杆3312，此时弹簧销370远离限位孔510，动力头120上行，装夹组件321移动至第一目标位置待命。

[0069] 需要说明的是，本发明中的“上、下、左、右、内、外”是以图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。

[0070] 以上所述的实施方式均为优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。