專利名稱：自動平衡式鐵鉆工的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械設備，尤其涉及一種自動平衡式鐵鉆工。
背景技術：
隨著鉆井自動化技術的發(fā)展，在鉆井平臺上負責鉆具裝卸的手動操作，逐漸的被 自動化設備所替代，其中鐵鉆工就是其中的一個主要的機械設備。目前鐵鉆工多數(shù)采用多桿機構實現(xiàn)鉆臺大鉗即作業(yè)工具的移動，大鉗的組件比較 大，并且很重，需要配置在移動機構的末端，造成構件鉸接點的受力也相應的比較大。移動 機構為了保證大鉗組件移動的平穩(wěn)性，所有構件都必須有足夠承載的能力，并具有防止機 構顛覆的強度和剛性，所以構件設計的比較龐大，顯得笨重，而且造價高，不利于推廣應用。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，就是為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種自動平衡 式鐵鉆工。為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案一種自動平衡式鐵鉆工，包 括升降機構、伸縮擺動機構和作業(yè)工具，在作業(yè)工具的一側(cè)連接有鉸接聯(lián)接塊，伸縮擺動機 構活動連接在升降機構與鉸接聯(lián)接塊之間，其特點是，還包括平衡機構，該平衡機構包括平 衡輪、平衡塊和平衡繩索，平衡輪設置在升降機構的頂端，平衡塊懸吊在升降機構的一側(cè)， 平衡繩索的一端連接在鉸接聯(lián)接塊上或連接在作業(yè)工具上，另一端從平衡輪繞過連接在平 衡塊上。所述的平衡輪為兩個，兩個平衡輪平行安裝在升降機構的頂端兩側(cè)，所述的平衡 繩索順序從兩個平衡輪繞過。所述的升降機構包括立柱、上滑套、下滑套、上升降油缸和下升降油缸；上滑套和 下滑套分別套裝在立柱上并可分別沿立柱上下移動；上升降油缸的上端與上滑套鉸接相 連，上升降油缸的下端與下滑套鉸接相連；下升降油缸的上端與下滑套鉸接相連，下升降油 缸的下端與立柱的底座鉸接相連。所述的升降機構還包括多個導向輥輪，多個導向輥輪分別連接在上滑套和下滑套 的上下兩端并分別與立柱的表面接觸相連。所述的伸縮擺動機構包括第一擺臂、第二擺臂和第三擺臂；第一擺臂和第二擺臂 的一端分別與上滑套鉸接相連，另一端分別與鉸接聯(lián)接塊鉸接相連，并且第一擺臂和第二 擺臂平行，第一擺臂、第二擺臂、鉸接聯(lián)接塊和上滑套通過四個鉸接連接點組合成一個平行 四邊形的擺動機構；第三擺臂的一端與第二擺臂的中部鉸接相連，另一端與下滑套鉸接相 連。本實用新型的自動平衡式鐵鉆工由于采用了以上技術方案，使其與現(xiàn)有技術相 比，具有以下的優(yōu)點和特點1、有效地減少了裝置的重心偏移問題，降低了裝置的傾覆危險性；
3[0012]2、有效地減小了構件的受力，有利于構件的緊湊設計；3、減小了水平移動動力負荷的波動幅度，可以大幅度的節(jié)能；4、減少了機構整體升降時的動力負荷和配置；5、有效地提高了機構的穩(wěn)定性，有利于構件裝置的小型化設計，可以大幅度的節(jié) 約制造成本。
圖1是本實用新型的自動平衡式鐵鉆工的基本結構示意圖；圖2、圖3是自動平衡式鐵鉆工的工作原理示意圖，其中，圖2為對作業(yè)工具進行平 行移動，圖3為對作業(yè)工具進行垂直移動。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的自動平衡式鐵鉆工，包括升降機構1、伸縮擺動機構2和作 業(yè)工具3以及平衡機構4，在作業(yè)工具3的一側(cè)連接有鉸接聯(lián)接塊5，伸縮擺動機構2活動 連接在升降機構1與鉸接聯(lián)接塊5之間。本實用新型中的平衡機構4包括平衡輪41、平衡塊42和平衡繩索43，平衡輪41 設置在升降機構1的頂端，平衡塊42懸吊在升降機構1的一側(cè)，平衡繩索43的一端連接在 鉸接聯(lián)接塊5上或連接在作業(yè)工具3上，另一端從平衡輪41繞過連接在平衡塊42上。本實用新型中的平衡輪41最好為兩個，兩個平衡輪平行安裝在升降機構的頂端 兩側(cè)，平衡繩索43順序從兩個平衡輪繞過。本實用新型中的升降機構1包括立柱11、上滑套12、下滑套13、上升降油缸14和 下升降油缸15。上滑套12和下滑套13分別套裝在立柱11上并可分別沿立柱上下移動； 上升降油缸14的上端與上滑套12鉸接相連，上升降油缸14的下端與下滑套13鉸接相連； 下升降油缸15的上端與下滑套13鉸接相連，下升降油缸15的下端與立柱11的底座鉸接 相連。上述升降機構還可以包括多個導向輥輪16，多個導向輥輪16分別連接在上滑套12 和下滑套13的上下兩端并分別與立柱11的表面接觸相連，起到上下滑動導向的作用。本實用新型中的伸縮擺動機構2共兩組平行設置并且結構相同，各包括第一擺臂 21、第二擺臂22和第三擺臂23 ；第一擺臂21和第二擺臂22的一端分別與上滑套12鉸接 相連，另一端分別與鉸接聯(lián)接塊5鉸接相連，并且第一擺臂21和第二擺臂22平行，第一擺 臂21、第二擺臂22、鉸接聯(lián)接塊5和上滑套12通過四個鉸接連接點組合成一個平行四邊形 的擺動機構。第三擺臂23的一端與第二擺臂22的中部鉸接相連，另一端與下滑套13鉸接 相連。本實用新型自動平衡式鐵鉆工的工作原理可結合圖2、圖3說明如下立柱11固定在鉆井平臺上的一個底座上，該底座具有可旋轉(zhuǎn)的功能。上、下滑套 12、13可以沿著立柱的表面上下滑動，連接在滑套上的導向輥輪可以起到導向和減少摩擦 的作用。當下滑套13固定時，在上升降油缸14的伸縮推動下，上滑套12可以沿著立柱11 上下滑動。由于第三擺臂23的一端固定在下滑套13上，另一端與第二擺臂22的中部相連 接，在第三擺臂23的作用下，平行四邊形的機構一端隨著上滑套12上下滑動，同時也要繞 著各自的鉸接點擺動，通過綜合的運動，使連接在伸縮擺動機構2上的作業(yè)工具3在保持同
4一個作業(yè)動作的同時可以水平移動。如圖2所示。當需要作業(yè)工具整體上下升降動作時，保持上升降油缸14的位置，使下升降油缸 15動作，可以實現(xiàn)伸縮裝置的整體升降。如圖3所示。當上升降油缸14和下升降油缸15同時動作時，可以實現(xiàn)水平伸縮和垂直升降的 同時動作。平衡繩索43的一端固定在連接在鉸接聯(lián)接塊5上或連接在作業(yè)工具3上，在平衡 塊42的作用下，對作業(yè)工具3的重量可以起到直接的平衡作用，使作用在機構上的有效載 荷得到有效的減小。當伸縮擺動機構2前后移動時，在平衡塊42的作用下，平衡繩索43始 終處于拉緊的狀態(tài)，對機構的懸臂也起到提高穩(wěn)定性拉桿的作用，有效的提高了機構的穩(wěn) 定性和可靠性。平衡塊42的作用也減小了構件的各個部位的受力，可以提高機構的動作靈活性
和可靠性。當作業(yè)工具3整體需要提升時，由于平衡機構的作用，大大的減小了升降油缸的 受力，可以減小系統(tǒng)動力配置。
權利要求1.一種自動平衡式鐵鉆工，包括升降機構、伸縮擺動機構和作業(yè)工具，在作業(yè)工具的一 側(cè)連接有鉸接聯(lián)接塊，伸縮擺動機構活動連接在升降機構與鉸接聯(lián)接塊之間，其特征在于 還包括平衡機構，該平衡機構包括平衡輪、平衡塊和平衡繩索，平衡輪設置在升降機構的頂 端，平衡塊懸吊在升降機構的一側(cè)，平衡繩索的一端連接在鉸接聯(lián)接塊上或連接在作業(yè)工 具上，另一端從平衡輪繞過連接在平衡塊上。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡式鐵鉆工，其特征在于所述的平衡輪為兩個，兩個 平衡輪平行安裝在升降機構的頂端兩側(cè)，所述的平衡繩索順序從兩個平衡輪繞過。
3.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡式鐵鉆工，其特征在于所述的升降機構包括立柱、 上滑套、下滑套、上升降油缸和下升降油缸；上滑套和下滑套分別套裝在立柱上并可分別沿 立柱上下移動；上升降油缸的上端與上滑套鉸接相連，上升降油缸的下端與下滑套鉸接相 連；下升降油缸的上端與下滑套鉸接相連，下升降油缸的下端與立柱的底座鉸接相連。
4.根據(jù)權利要求3所述的自動平衡式鐵鉆工，其特征在于所述的升降機構還包括多 個導向輥輪，多個導向輥輪分別連接在上滑套和下滑套的上下兩端并分別與立柱的表面接 觸相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡式鐵鉆工，其特征在于所述的伸縮擺動機構包括 第一擺臂、第二擺臂和第三擺臂；第一擺臂和第二擺臂的一端分別與上滑套鉸接相連，另一 端分別與鉸接聯(lián)接塊鉸接相連，并且第一擺臂和第二擺臂平行，第一擺臂、第二擺臂、鉸接 聯(lián)接塊和上滑套通過四個鉸接連接點組合成一個平行四邊形的擺動機構；第三擺臂的一端 與第二擺臂的中部鉸接相連，另一端與下滑套鉸接相連。
專利摘要一種自動平衡式鐵鉆工，包括升降機構、伸縮擺動機構和作業(yè)工具，在作業(yè)工具的一側(cè)連接有鉸接聯(lián)接塊，伸縮擺動機構活動連接在升降機構與鉸接聯(lián)接塊之間。還包括平衡機構，該平衡機構包括平衡輪、平衡塊和平衡繩索，平衡輪設置在升降機構的頂端，平衡塊懸吊在升降機構的一側(cè)，平衡繩索的一端連接在鉸接聯(lián)接塊上或連接在作業(yè)工具上，另一端從平衡輪繞過連接在平衡塊上。本實用新型的自動平衡式鐵鉆工有效地減少了裝置的重心偏移問題，降低了裝置的傾覆危險性；有效地減小了構件的受力，有利于構件的緊湊設計；有效地提高了機構的穩(wěn)定性，有利于構件裝置的小型化設計，可以大幅度的節(jié)約制造成本。
文檔編號E21B19/16GK201786289SQ201020542808
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者白曉旭, 白雪明, 鹿飛 申請人:上海海隆石油鉆具有限公司