一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，包括與井架固定的安裝基座和固定在安裝基座上的裝置底座，裝置底座上通過支腳一鉸接有折形支撐架，支撐架頂端設(shè)有向前折的支臂一，支撐架上鉸接連接有折形擺桿，擺桿頂端設(shè)有與支臂一折向相反的支臂二，所述安裝底座上還設(shè)有向后支出的支腳二，所述支腳二頂端與支臂二的頂端之間鉸接連接有后連桿，擺桿的下端鉸接連接有三折拐桿，支臂一的未端鉸接連接前連桿，前連桿的下端與拐桿的第一折點(diǎn)鉸接連接，支撐架與擺桿之間連接有擺桿油缸，靠近所述拐桿的第二折點(diǎn)的折臂上連接有機(jī)械臂，機(jī)械臂上連接有用于抓取鉆桿的機(jī)械手和用于左右調(diào)節(jié)機(jī)械手抓取鉆桿對(duì)準(zhǔn)位置的擺動(dòng)油缸。
【專利說明】一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井過程中，隨著鉆井深度的增加，需要不斷地連接鉆桿，滿足鉆井深度增加的要求，即當(dāng)鉆完一根鉆桿后，需要將方鉆桿提出井口，并將方鉆桿從井口位置移動(dòng)到存放待接鉆桿的小鼠洞位置，完成方鉆桿與小鼠洞待接鉆桿的對(duì)扣連接，然后再提出小鼠洞內(nèi)的鉆桿與井口鉆桿連接，這一過程稱為鉆井接單根作業(yè)。目前接單根作業(yè)時(shí)，均是由施工人員借助鐵鉤等簡易工具，將井口的方鉆桿推拉到小鼠洞位置進(jìn)行對(duì)扣，由于方鉆桿和懸吊系統(tǒng)的重量大、鉆臺(tái)面泥漿濕滑、方鉆桿擺動(dòng)慣性大等因素，因此，施工人員推拉方鉆桿時(shí)，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全隱患多，工作效率低等問題，甚至經(jīng)常是一次對(duì)扣不準(zhǔn)，重新提起方鉆桿，再次進(jìn)行對(duì)扣，從而造成方鉆桿的大幅度擺動(dòng)，對(duì)鉆桿接頭產(chǎn)生撞擊和損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，利用液壓驅(qū)動(dòng)、機(jī)械動(dòng)作迅速準(zhǔn)確地將方鉆桿移動(dòng)到小鼠洞待接鉆桿的上方，并與其準(zhǔn)確對(duì)扣連接，使接單根操作省力、安全、高效、可靠。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，包括與井架固定的安裝基座和固定在安裝基座上的裝置底座，所述裝置底座上通過支腳一鉸接有折形支撐架，所述支撐架頂端設(shè)有向前折的支臂一，所述支撐架上鉸接連接有折形擺桿，所述擺桿頂端設(shè)有與支臂一折向相反的支臂二，所述安裝底座上還設(shè)有向后支出的支腳二，所述支腳二頂端與支臂二的頂端之間鉸接連接有后連桿，所述擺桿的下端鉸接連接有三折拐桿，所述支臂一的未端鉸接連接前連桿，所述前連桿的下端與拐桿的第一折點(diǎn)鉸接連接，所述支撐架、支臂二、后連桿和支腳二構(gòu)成后端擺桿機(jī)構(gòu)，所述擺桿、支臂一、前連桿和拐桿構(gòu)成前端平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述支撐架與擺桿之間連接有擺桿油缸，靠近所述拐桿的第二折點(diǎn)的折臂上連接有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂上連接有用于抓取鉆桿的機(jī)械手和用于左右調(diào)節(jié)機(jī)械手抓取鉆桿對(duì)準(zhǔn)位置的擺動(dòng)油缸。
[0005]本發(fā)明的裝置中，支撐架、支臂二、后連桿和支腳二構(gòu)成的后端擺桿機(jī)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)以支腳一為支點(diǎn)的四邊形擺桿，擺桿、支臂一、前連桿和拐桿構(gòu)成的前端平行四邊形機(jī)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)以繞上述四邊形擺桿擺動(dòng)的擺臂，折形相反的支撐架和擺桿分別交織構(gòu)成后端擺桿機(jī)構(gòu)和前端平行四邊形機(jī)構(gòu)的構(gòu)件。工作時(shí)，向擺桿油缸供油使其活塞桿伸長，裝置就通過后端擺桿機(jī)構(gòu)和前端平行四邊形機(jī)構(gòu)構(gòu)成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)向前伸出，同時(shí)，拐桿隨前端平行四邊形機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械臂向前移動(dòng)并通過機(jī)械手抓持方鉆桿由井口向小鼠洞位置移動(dòng)，進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)扣和鉆具連接，并通過擺動(dòng)油缸的縮伸動(dòng)作實(shí)現(xiàn)機(jī)械手抓持方鉆桿的左右移動(dòng)，進(jìn)行方鉆桿與小鼠洞內(nèi)的待接鉆桿對(duì)扣位置的左右微調(diào)，從而最終實(shí)現(xiàn)方鉆桿接單根對(duì)扣連接。然后擺桿油缸反向供油，裝置就通過后端擺桿機(jī)構(gòu)和前端平行四邊形機(jī)構(gòu)的反向運(yùn)動(dòng)縮回至待命狀態(tài)。因此，本發(fā)明的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙，操作簡單、省力，動(dòng)作安全可靠，通過液壓缸的伸縮動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)精確的鉆桿接單根對(duì)扣連接，大大降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高工作效率。
[0006]為增強(qiáng)裝置的穩(wěn)定性，所述支撐架和前連桿分別并列設(shè)有兩組，所述擺桿鉸接連接于兩支撐架之間，所述拐桿鉸接設(shè)置于兩前連桿之間，所述機(jī)械臂鉸接于拐桿前端。
[0007]為使機(jī)械臂動(dòng)作穩(wěn)定，所述機(jī)械臂處于垂直狀態(tài)時(shí)，所述機(jī)械臂與拐桿的鉸接銷軸軸心偏離機(jī)械臂的重心，所述擺桿對(duì)應(yīng)機(jī)械臂的一側(cè)設(shè)有用于頂推機(jī)械臂使機(jī)械臂保持平衡的頂頭，所述拐桿內(nèi)固定連接有凹形彈簧片，所述凹形彈簧片彈性抵靠機(jī)械臂的末端用于援沖機(jī)械臂繞鉸接銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊，所述機(jī)械臂上還設(shè)有限位銷軸，所述限位銷軸兩端伸出機(jī)械臂外并且當(dāng)機(jī)械臂處于水平工作位置時(shí)所述限位銷軸的兩伸出端與拐桿折角處的邊緣抵靠以保持機(jī)械臂處于水平狀態(tài)。本結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂連接裝置，當(dāng)整個(gè)裝置縮起機(jī)械臂處于垂直狀態(tài)時(shí)，機(jī)械臂通過鉸接銷軸和頂頭的作用穩(wěn)定的處于垂直狀態(tài)，當(dāng)整個(gè)裝置在擺桿油缸的推動(dòng)下向前伸出時(shí)，頂頭慢慢與機(jī)械臂分開，機(jī)械臂在重力和偏心的作用下繞鉸接銷軸向前轉(zhuǎn)動(dòng)，此過程中，凹形彈簧片彈性抵靠機(jī)械臂的末端，緩沖機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，并阻止機(jī)械臂推動(dòng)方鉆桿前行時(shí)向上翻轉(zhuǎn)，限位銷軸可以保證機(jī)械臂偏轉(zhuǎn)后保持水平工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的穩(wěn)定動(dòng)作。
[0008]為實(shí)現(xiàn)裝置與不同規(guī)格的井架橫梁的固定安裝，所述安裝基座下側(cè)設(shè)有下壓板，所述下壓板和安裝基座之間連接井架橫梁并通過若干雙頭螺桿拉緊固定，所述安裝基座伸出井架橫梁的側(cè)向外端上側(cè)固定連接裝置底座，所述井架橫梁內(nèi)側(cè)的裝置底座和下壓板的伸出端上安裝雙頭螺桿的位置分別設(shè)有長腰形孔，所述裝置底座和下壓板的伸出端的垂直端面設(shè)有貫穿至長腰形孔壁的調(diào)節(jié)螺孔，所述調(diào)節(jié)螺孔內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓。本發(fā)明的安裝基座固定結(jié)構(gòu)，安裝在鉆臺(tái)絞車側(cè)上端的井架橫梁上，首先用雙頭螺桿、下壓板將安裝基座與井架橫梁固定安裝，安裝基座和下壓板上有長腰形孔，通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓的旋入深度，可滿足不同規(guī)格的井架橫梁的安裝要求，然后將方鉆桿接單根對(duì)扣裝置底座通過螺栓與安裝基座固定實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置在井口的固定連接。同時(shí)本發(fā)明的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置的安裝基座為前伸式結(jié)構(gòu)，裝置安裝后處于井架橫梁外側(cè)，不與井架構(gòu)件在一個(gè)平面內(nèi)，故安裝和工作時(shí)不會(huì)與井架上側(cè)的構(gòu)件發(fā)生干涉，滿足了任何井架結(jié)構(gòu)的安裝和使用要求。
[0009]為進(jìn)一步防止裝置動(dòng)作時(shí)與井架上的其它構(gòu)桿發(fā)生干涉，所述后連桿呈向前折的折形，所述前連桿呈向后折的折形。此結(jié)構(gòu)可以使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)更緊湊，為井架上其它構(gòu)件讓出更多的空間，以防止工作過程中與其它構(gòu)件發(fā)生干涉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置收回時(shí)處于待命狀態(tài)的示意圖。
[0012]圖3為圖1在I處的局部放大圖。
[0013]圖4為安裝基座與井架橫梁的安裝示意圖。
[0014]圖5為機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中，1下壓板；2安裝基座；3井架橫梁；4支腳二；5后連桿；6支撐架；61支臂一 ；7擺桿油缸；8擺桿；81支臂二 ；9裝置底座；10支腳一 ；11前連桿；12頂頭；13拐桿；14機(jī)械臂；15擺動(dòng)油缸；16機(jī)械手；17鉸接銷軸；18限位銷軸；19凹形彈簧片；20調(diào)節(jié)螺栓；21雙頭螺桿。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1一圖5所示為本發(fā)明的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，包括安裝基座2和固定在安裝基座2上的裝置底座9，為實(shí)現(xiàn)裝置與不同規(guī)格的井架橫梁3的固定安裝，安裝基座2下側(cè)設(shè)有下壓板1，下壓板I和安裝基座2之間連接井架橫梁3并通過若干雙頭螺桿21拉緊固定，安裝基座2伸出井架橫梁3的側(cè)向外端上側(cè)固定連接裝置底座9，井架橫梁3內(nèi)側(cè)的裝置底座9和下壓板I的伸出端上安裝雙頭螺桿21的位置分別設(shè)有長腰形孔，裝置底座9和下壓板I的伸出端的垂直端面設(shè)有貫穿至長腰形孔壁的調(diào)節(jié)螺孔，調(diào)節(jié)螺孔內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓20 ;裝置底座9上通過支腳一 10鉸接有折形支撐架6，支撐架6頂端設(shè)有向前折的支臂一 61，支撐架6上鉸接連接有折形擺桿8，擺桿8頂端設(shè)有與支臂一 61折向相反的支臂二 81，裝置底座9上還設(shè)有向后支出的支腳二 4，支腳二 4頂端與支臂二 81的頂端之間鉸接連接有后連桿5，擺桿8的下端鉸接連接有三折拐桿13，支臂一 61的未端鉸接連接前連桿11，前連桿11的下端與拐桿13的第一折點(diǎn)鉸接連接，支撐架6、支臂二 81、后連桿5和支腳二 4構(gòu)成后端擺桿機(jī)構(gòu)，擺桿8、支臂一 61、前連桿11和拐桿13構(gòu)成前端平行四邊形機(jī)構(gòu)，支撐架6與擺桿8之間連接有擺桿油缸7，靠近拐桿13的第二折點(diǎn)的折臂上連接有機(jī)械臂14，機(jī)械臂14上連接有用于抓取鉆桿的機(jī)械手16和用于左右調(diào)節(jié)機(jī)械手16抓取鉆桿對(duì)準(zhǔn)位置的擺動(dòng)油缸15。
[0017]為加強(qiáng)裝置的穩(wěn)定性，支撐架和前連桿分別并列設(shè)有兩組，連接時(shí)，擺桿8上端折角處通過銷軸鉸接連接于兩支撐架6上端的折角之間，拐桿13鉸接設(shè)置于兩前連桿11之間，機(jī)械臂14鉸接于拐桿13前端。
[0018]為使機(jī)械臂14動(dòng)作穩(wěn)定，機(jī)械臂14處于垂直狀態(tài)時(shí)，機(jī)械臂14與拐桿13的鉸接銷軸17軸心偏離機(jī)械臂14的重心，擺桿8對(duì)應(yīng)機(jī)械臂14的一側(cè)設(shè)有用于頂推機(jī)械臂14使機(jī)械臂14保持平衡的頂頭12，拐桿13內(nèi)還固定連接有凹形彈簧片19，凹形彈簧片19彈性抵靠機(jī)械臂14的末端用于援沖機(jī)械臂14繞鉸接銷軸17轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊，機(jī)械臂14上還設(shè)有限位銷軸18，限位銷軸18兩端伸出機(jī)械臂14外并且當(dāng)機(jī)械臂14處于水平工作位置時(shí)限位銷軸18的兩伸出端與拐桿13的折角處的邊緣抵靠以保持機(jī)械臂處于水平狀態(tài)。
[0019]本發(fā)明的裝置安裝是，首先用雙頭螺桿21、下壓板I將安裝基座2與井架橫梁3固定安裝，通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓20的旋入長腰形孔橫向的旋入深度，可將不同規(guī)格尺寸的井架橫梁3固定連接，然后將方鉆桿接單根對(duì)扣裝置底座9通過螺栓與安裝基座2固定實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置在井口的固定連接，再連接油缸液壓管線即完成安裝。工作時(shí)，向擺桿油缸15供油使其活塞桿伸長，裝置就通過后端擺桿機(jī)構(gòu)和前端平行四邊形機(jī)構(gòu)構(gòu)成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)向前伸出，此時(shí)，機(jī)械臂14末端慢慢脫離頂頭12的頂推作用，在重力的作用下在拐桿13上繞鉸接銷軸17自行向前偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的機(jī)械臂14尾部與凹形彈簧片19彈性抵靠，以緩沖機(jī)械臂14的偏轉(zhuǎn)速度，直至機(jī)械臂14處于水平位置，機(jī)械手16抓到達(dá)方鉆桿并推動(dòng)方鉆桿向前運(yùn)動(dòng)，凹形彈簧片19還可以阻止機(jī)械臂14推動(dòng)方鉆桿前行時(shí)向上翻轉(zhuǎn)，同時(shí)，當(dāng)機(jī)械臂14處于水平工作位置時(shí)限位銷軸18與拐桿13的折角邊緣抵靠以保持機(jī)械臂14在方鉆桿反作用力的作用下處于水平狀態(tài)，隨著機(jī)械臂14的前伸，由前端的機(jī)械手16推動(dòng)方鉆桿由井口位置移動(dòng)到小鼠洞待接鉆桿位置，同時(shí)，通過擺動(dòng)油缸15的縮伸動(dòng)作實(shí)現(xiàn)機(jī)械手16抓持方鉆桿的左右移動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)扣和鉆具連接，最終實(shí)現(xiàn)方鉆桿接單根對(duì)扣連接。當(dāng)對(duì)扣結(jié)束后，擺桿油缸7反向供油，裝置就通過后端擺桿機(jī)構(gòu)和前端平行四邊形機(jī)構(gòu)的反向運(yùn)動(dòng)縮回至待命狀態(tài)，同時(shí)，機(jī)械臂14在頂頭12的推轉(zhuǎn)作用下收回并處于垂直狀態(tài)。本發(fā)明的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙，操作簡單、省力，動(dòng)作安全可靠，通過液壓缸的伸縮動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)精確的鉆桿接單根對(duì)扣連接，大大降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高工作效率。
[0020]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，凡是在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，包括與井架固定的安裝基座和固定在安裝基座上的裝置底座，其特征在于，所述裝置底座上通過支腳一鉸接有折形支撐架，所述支撐架頂端設(shè)有向前折的支臂一，所述支撐架上鉸接連接有折形擺桿，所述擺桿頂端設(shè)有與支臂一折向相反的支臂二，所述安裝底座上還設(shè)有向后支出的支腳二，所述支腳二頂端與支臂二的頂端之間鉸接連接有后連桿，所述擺桿的下端鉸接連接有三折拐桿，所述支臂一的未端鉸接連接前連桿，所述前連桿的下端與拐桿的第一折點(diǎn)鉸接連接，所述支撐架、支臂二、后連桿和支腳二構(gòu)成后端擺桿機(jī)構(gòu)，所述擺桿、支臂一、前連桿和拐桿構(gòu)成前端平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述支撐架與擺桿之間連接有擺桿油缸，靠近所述拐桿的第二折點(diǎn)的折臂上連接有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂上連接有用于抓取鉆桿的機(jī)械手和用于左右調(diào)節(jié)機(jī)械手抓取鉆桿對(duì)準(zhǔn)位置的擺動(dòng)油缸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，其特征在于，所述支撐架和前連桿分別并列設(shè)有兩組，所述擺桿鉸接連接于兩支撐架之間，所述拐桿鉸接設(shè)置于兩前連桿之間，所述機(jī)械臂鉸接于拐桿前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，其特征在于，所述機(jī)械臂處于垂直狀態(tài)時(shí)，所述機(jī)械臂與拐桿的鉸接銷軸軸心偏離機(jī)械臂的重心，所述擺桿對(duì)應(yīng)機(jī)械臂的一側(cè)設(shè)有用于頂推機(jī)械臂使機(jī)械臂保持平衡的頂頭，所述拐桿內(nèi)還固定連接有凹形彈簧片，所述凹形彈簧片彈性抵靠機(jī)械臂的末端用于援沖機(jī)械臂繞鉸接銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊，所述機(jī)械臂上還設(shè)有限位銷軸，所述限位銷軸兩端伸出機(jī)械臂外并且當(dāng)機(jī)械臂處于水平工作位置時(shí)所述限位銷軸的兩伸出端與拐桿的折角處邊緣抵靠以保持機(jī)械臂處于水平狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，其特征在于，所述安裝基座下側(cè)設(shè)有下壓板，所述下壓板和安裝基座之間連接井架橫梁并通過若干雙頭螺桿拉緊固定，所述安裝基座伸出井架橫梁的側(cè)向外端上側(cè)固定連接裝置底座，所述井架橫梁內(nèi)側(cè)的裝置底座和下壓板的伸出端上安裝雙頭螺桿的位置分別設(shè)有長腰形孔，所述裝置底座和下壓板伸出端的垂直端面設(shè)有貫穿至長腰形孔壁的調(diào)節(jié)螺孔，所述調(diào)節(jié)螺孔內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方鉆桿接單根對(duì)扣裝置，其特征在于，所述后連桿呈向前折的折形，所述前連桿呈向后折的折形。
【文檔編號(hào)】E21B15/00GK103573190SQ201310546735
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】高大軍, 崔鴻全 申請人:揚(yáng)州誠創(chuàng)石油機(jī)械有限公司