專利名稱：一種鐵鉆工回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井行業(yè)井口自動(dòng)化設(shè)備，特別涉及一種鐵鉆工回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鐵鉆工是一種井口自動(dòng)化設(shè)備，該設(shè)備中的回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)主要功能是將鐵鉆工旋扣和卸扣鉗鉗體準(zhǔn)確、穩(wěn)定、快速地送到鉆桿中心以完成夾持?jǐn)Q卸動(dòng)作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種鐵鉆工回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作平穩(wěn)、準(zhǔn)確、高效，所占空間小。此外，本實(shí)用新型增大了鐵鉆工的平移伸展活動(dòng)半徑，以方便鐵鉆工的安裝；在完成擰卸作業(yè)后，伸展臂收回，以便為鉆井平臺(tái)留出空間。本實(shí)用新型是由底座、由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿式的回轉(zhuǎn)裝置、支撐機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)和伸展機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的平移機(jī)構(gòu)是由平移導(dǎo)軌、平移滑車和平移驅(qū)動(dòng)油缸組成，所述的伸展機(jī)構(gòu)是由第一伸展拉桿、第二伸展拉桿和伸展驅(qū)動(dòng)油缸組成；回轉(zhuǎn)裝置安裝在底座上，支撐機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)部分固定，平移導(dǎo)軌與支撐機(jī)構(gòu)固聯(lián)；平移驅(qū)動(dòng)油缸的一端連接在平移導(dǎo)軌的支座上，平移驅(qū)動(dòng)油缸的另一端與平移滑車相鉸接，平移驅(qū)動(dòng)油缸能驅(qū)動(dòng)平移滑車沿平移導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第一伸展拉桿和第二伸展拉桿的末端均與平移滑車相鉸接，第一伸展拉桿和第二伸展拉桿的前端均與鉗體部分鉸接，構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)，保證了鉗體始終處于豎直位置；伸展驅(qū)動(dòng)油缸的缸體與平移滑車鉸接，伸展驅(qū)動(dòng)油缸的活塞桿與第一伸展拉桿鉸接，用于驅(qū)動(dòng)第一伸展拉桿和第二伸展拉桿同步運(yùn)動(dòng)。所述的回轉(zhuǎn)裝置具有回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)及其上部裝置回轉(zhuǎn)，機(jī)身可在360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，并可以在任意位置實(shí)現(xiàn)自鎖。所述的平移機(jī)構(gòu)是由平移導(dǎo)軌、平移滑車、平移驅(qū)動(dòng)油缸組成；平移驅(qū)動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)平移滑車沿平移導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鐵鉆工靠近與遠(yuǎn)離鉆桿的相關(guān)動(dòng)作。所述的伸展機(jī)構(gòu)是由第一伸展拉桿、第二伸展拉桿和伸展驅(qū)動(dòng)油缸組成；伸展驅(qū)動(dòng)油缸的伸縮決定了第一伸展拉桿和第二伸展拉桿與水平方向所成角度以及伸展距離，進(jìn)而決定整個(gè)鉗體部分豎直方向的高度及水平方向的位置。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:1、本實(shí)用新型鐵鉆工的回轉(zhuǎn)裝置采用了由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。利用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)傳遞扭矩大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作平穩(wěn)、迅速、準(zhǔn)確的動(dòng)作要求。此夕卜，利用蝸輪蝸桿自鎖特性，可以實(shí)現(xiàn)鐵鉆工機(jī)身在水平面內(nèi)任意角度的可靠鎖緊。2、為了使與伸展桿前端鉸接的鐵鉆工鉗體穩(wěn)定、迅速、準(zhǔn)確的靠近鉆桿，本實(shí)用新型的鐵鉆工摒棄了傳統(tǒng)伸縮臂式鐵鉆工的設(shè)計(jì)方法。特別是，創(chuàng)造性的引入了平移機(jī)構(gòu)，大大改善了系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性，而油缸式驅(qū)動(dòng)的采用則可以提高機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度，進(jìn)而提升整體效率。3、為了使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、占用空間小，本實(shí)用新型鐵鉆工的伸展機(jī)構(gòu)采用了四根伸展拉桿組成的平行四連桿結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的鐵鉆工折疊式伸展臂八根伸展桿(近似二個(gè)平行四連桿)的復(fù)雜設(shè)計(jì)，也使運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)、高效。本實(shí)用新型的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，使用方便；動(dòng)作平穩(wěn)，對(duì)鉆桿損傷??；增大了鐵鉆工作業(yè)有效半徑，提高鐵鉆工布置的靈活性；非作業(yè)工況收回鉗體，增大鉆井平臺(tái)空間使用率；回轉(zhuǎn)、平移、伸展運(yùn)動(dòng)基本獨(dú)立，利于維護(hù)。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型的伸展機(jī)構(gòu)收回75度時(shí)的示意圖。圖4是本實(shí)用新型的立體示意圖。其中:1.底座、2.回轉(zhuǎn)裝置、3.支撐裝置、4.平移導(dǎo)軌、5.平移滑車、6.平移驅(qū)動(dòng)油缸、7.第一伸展拉桿、8.第二伸展拉桿、9.伸展驅(qū)動(dòng)油缸。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3和圖4所不，本實(shí)施例是由底座1、由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿式的回轉(zhuǎn)裝置2、支撐機(jī)構(gòu)3、平移機(jī)構(gòu)和伸展機(jī)構(gòu)構(gòu)成，平移機(jī)構(gòu)是由平移導(dǎo)軌4、平移滑車5和平移驅(qū)動(dòng)油缸6組成，伸展機(jī)構(gòu)是由第一伸展拉桿7、第二伸展拉桿8和伸展驅(qū)動(dòng)油缸9組成；回轉(zhuǎn)裝置2安裝在底座I上，支撐機(jī)構(gòu)3與回轉(zhuǎn)裝置2的旋轉(zhuǎn)部分固定，平移導(dǎo)軌4與支撐機(jī)構(gòu)固聯(lián)；平移驅(qū)動(dòng)油缸6的一端連接在平移導(dǎo)軌4的支座上，平移驅(qū)動(dòng)油缸6的另一端與平移滑車5相鉸接，平移驅(qū)動(dòng)油缸6能驅(qū)動(dòng)平移滑車5沿平移導(dǎo)軌4往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第一伸展拉桿7和第二伸展拉桿8的末端均與平移滑車5相鉸接，第一伸展拉桿7和第二伸展拉桿8的前端均與鉗體部分鉸接，構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)，保證了鉗體始終處于豎直位置；伸展驅(qū)動(dòng)油缸9的缸體與平移滑車5鉸接，伸展驅(qū)動(dòng)油缸9的活塞桿與第一伸展拉桿7鉸接，用于驅(qū)動(dòng)第一伸展拉桿7和第二伸展拉桿8同步運(yùn)動(dòng)。所述的回轉(zhuǎn)裝置2具有回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)及其上部裝置回轉(zhuǎn)，機(jī)身可在360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，并可以在任意位置實(shí)現(xiàn)自鎖。所述的平移機(jī)構(gòu)是由平移導(dǎo)軌4、平移滑車5、平移驅(qū)動(dòng)油缸6組成；平移驅(qū)動(dòng)油缸6驅(qū)動(dòng)平移滑車5沿平移導(dǎo)軌4運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鐵鉆工靠近與遠(yuǎn)離鉆桿的相關(guān)動(dòng)作。所述的伸展機(jī)構(gòu)是由第一伸展拉桿7、第二伸展拉桿8和伸展驅(qū)動(dòng)油缸9組成；伸展驅(qū)動(dòng)油缸9的伸縮決定了第一伸展拉桿7和第二伸展拉桿8與水平方向所成角度以及伸展距離，進(jìn)而決定整個(gè)鉗體部分豎直方向的高度及水平方向的位置。本實(shí)用新型的工作流程如下:安裝好底座I后，根據(jù)鉆桿位置由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置2來(lái)調(diào)整鐵鉆工鉗體到合理位置，伸展驅(qū)動(dòng)油缸9驅(qū)動(dòng)第一伸展拉桿7和第二伸展拉桿8調(diào)整鐵鉆工鉗體在豎直方向以及水平方向位移，以確保鉗體在正確位置并對(duì)正鉆桿，然后由平移驅(qū)動(dòng)油缸6驅(qū)動(dòng)平移機(jī)構(gòu)進(jìn)而使鉗體平穩(wěn)地接近鉆桿，以便進(jìn)一步完成夾持?jǐn)Q卸作業(yè)。為保證鐵鉆工鉗體能穩(wěn)定、迅速、準(zhǔn)確地靠近或遠(yuǎn)離鉆桿，通過加裝的傳感器確定各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方位。由于本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)、平移和伸展動(dòng)作具有獨(dú)立性，所以無(wú)論在維修保養(yǎng)方面，還是控制策略上都有很大好處。
權(quán)利要求1.一種鐵鉆工回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于:是由底座(I)、回轉(zhuǎn)裝置(2)、支撐機(jī)構(gòu)(3)、平移機(jī)構(gòu)和伸展機(jī)構(gòu)構(gòu)成，平移機(jī)構(gòu)是由平移導(dǎo)軌(4)、平移滑車(5)和平移驅(qū)動(dòng)油缸(6)組成，伸展機(jī)構(gòu)是由第一伸展拉桿(7)、第二伸展拉桿(8)和伸展驅(qū)動(dòng)油缸(9)組成； 所述的回轉(zhuǎn)裝置(2)安裝在底座(I)上，支撐機(jī)構(gòu)(3)與回轉(zhuǎn)裝置(2)的旋轉(zhuǎn)部分固定，平移導(dǎo)軌(4)與支撐機(jī)構(gòu)固聯(lián)；平移驅(qū)動(dòng)油缸(6)的一端連接在平移導(dǎo)軌(4)的支座上，平移驅(qū)動(dòng)油缸(6)的另一端與平移滑車(5)相鉸接，平移驅(qū)動(dòng)油缸(6)能驅(qū)動(dòng)平移滑車(5)沿平移導(dǎo)軌(4)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第一伸展拉桿(7)和第二伸展拉桿(8)的末端均與平移滑車(5)相鉸接，第一伸展拉桿(7)和第二伸展拉桿(8)的前端均與鉗體部分鉸接，構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)，保證了鉗體始終處于豎直位置；伸展驅(qū)動(dòng)油缸(9)的缸體與平移滑車(5)鉸接，伸展驅(qū)動(dòng)油缸(9 )的活塞桿與第一伸展拉桿(7 )鉸接,用于驅(qū)動(dòng)第一伸展拉桿(7 )和第二伸展拉桿(8)同步運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鉆工回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的回轉(zhuǎn)裝置(2)具有回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)及其上部裝置回轉(zhuǎn)，機(jī)身可在360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，并可以在任意位置實(shí)現(xiàn)自鎖。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鐵鉆工回轉(zhuǎn)及平移伸展機(jī)構(gòu)，是由底座、由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿式的回轉(zhuǎn)裝置、支撐機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)和伸展機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的平移機(jī)構(gòu)是由平移導(dǎo)軌、平移滑車和平移驅(qū)動(dòng)油缸組成，所述的伸展機(jī)構(gòu)是由第一伸展拉桿、第二伸展拉桿和伸展驅(qū)動(dòng)油缸組成；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，使用方便；動(dòng)作平穩(wěn)，對(duì)鉆桿損傷??；增大了鐵鉆工作業(yè)有效半徑，提高鐵鉆工布置的靈活性；非作業(yè)工況收回鉗體，增大鉆井平臺(tái)空間使用率；回轉(zhuǎn)、平移、伸展運(yùn)動(dòng)基本獨(dú)立，利于維護(hù)。
文檔編號(hào)E21B19/16GK203066905SQ20132008373
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者孫友宏, 呂蘭, 王清巖, 沙永柏, 梁建明, 劉曉利 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)