新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)，屬石油設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。它由液壓站、二層臺、閥島、小車、伸縮臂、夾持鉗構(gòu)成，二層臺上安裝有液壓站、閥島和小車，小車通過法蘭基座安裝有一伸縮臂，伸縮臂上安裝有夾持鉗和視頻監(jiān)控器。本實(shí)用新型采用小車和多級伸縮臂配合，通過液壓站、閥島和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)管柱排放全程自動化，工作穩(wěn)定可靠，集旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動于一體，可將管柱自如放入或從二層平臺指梁中取出，結(jié)構(gòu)輕便緊湊，操作簡單；該排管系統(tǒng)隨二層臺一體化運(yùn)輸，方便于陸地鉆機(jī)的頻繁拆裝和搬移，后期維護(hù)性好。解決了現(xiàn)有二層臺排管裝置整體高度高，運(yùn)輸困難，系統(tǒng)適配性差，排管時(shí)管柱晃動大，進(jìn)出指梁困難的問題。
【專利說明】新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)，屬石油鉆采設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]我國現(xiàn)有鉆井作業(yè)中，起下一柱立根，需要井架工人站在三十多米的二層臺高空依靠雙手移動立根上部才能完成起下作業(yè)。井架工人在二層臺上作業(yè)，集繁重的體力勞動、惡劣的工作環(huán)境、危險(xiǎn)的高空作業(yè)于一身，不僅工作效率低，而且任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都容易發(fā)生事故。針對這種狀況，國內(nèi)科研人員積極研發(fā)了一些類似機(jī)械抓手的二層臺管柱排放裝置，在一定程度上可降低井架工人的勞動強(qiáng)度，但由于種種原因，目前研發(fā)的一些二層臺排管裝置還存在許多不盡如人意的缺陷，比如:
[0003]專利號為200320109918.7，名稱為“”石油鉆機(jī)二層臺機(jī)械手”；及專利號為200520125802.1，名稱為“井架二層平臺使用的動力機(jī)械臂”的中國專利申請；兩者僅具備鉆井過程中特定某點(diǎn)對管柱的抓取和釋放動作，即只能定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，在作業(yè)時(shí)需要控制旋轉(zhuǎn)與臂伸縮兩個(gè)關(guān)節(jié)的插補(bǔ)運(yùn)動，控制較難實(shí)現(xiàn)，不具備良好的排管功能；且200520125802.1的液壓控制系統(tǒng)復(fù)雜，機(jī)械臂體積大、笨重，與二層臺的適配性差，維修困難，同時(shí)鉗口的張合度不可調(diào)。
[0004]專利號為201120075828.5，名稱為“二層臺管柱排放系統(tǒng)”；及專利號為2013205405626，名稱為“一種新型自動排管機(jī)械手”的中國專利申請，前者采用單臂平行四邊形機(jī)構(gòu)，由于單臂過長且不可折疊，使得排管過程中管柱晃動較大及進(jìn)出指梁較困難；后者具有很好的自動排管功能，但由于其高度過高，及機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分量重，體積大，因此不適合陸地鉆機(jī)二層臺應(yīng)用，更不能滿足陸地鉆機(jī)隨時(shí)、頻繁拆裝和搬移的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過小車的旋轉(zhuǎn)輸出軸和伸縮臂能完成旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)管柱排放全程自動化；且結(jié)構(gòu)簡單，收攏后體積小，對國內(nèi)二層臺適應(yīng)性強(qiáng)，后期維護(hù)性好，運(yùn)輸、安裝方便，管柱夾持安全高效；并能解決現(xiàn)有二層臺排管裝置采用折疊臂體積大、高度高、適配性差、排管時(shí)管柱晃動大及進(jìn)出指梁困難等問題的新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的
[0007]該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)由液壓站、二層臺、閥島、小車、伸縮臂、夾持鉗構(gòu)成，二層臺左側(cè)安裝有液壓站和閥島，二層臺上安裝有猴臺，猴臺上安裝有固定齒條，猴臺的框架兩邊鋪設(shè)有平行導(dǎo)軌，小車通過滾輪安裝在猴臺內(nèi)的平行導(dǎo)軌上；其特征在于:小車上安裝有旋轉(zhuǎn)輸出軸，旋轉(zhuǎn)輸出軸通過法蘭基座連接安裝有伸縮臂，伸縮臂的前端安裝有夾持鉗，伸縮臂上安裝有視頻監(jiān)控器。
[0008]所述的小車由蝸輪蝸桿減速器、蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)、直線移動驅(qū)動馬達(dá)、直線移動齒輪箱組成；蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)通過輸出軸與蝸輪蝸桿減速器裝接，提供伸縮臂旋轉(zhuǎn)動力；直線移動驅(qū)動馬達(dá)通過輸出軸與直線移動齒輪箱裝接，直線移動齒輪箱的齒輪與固定齒條嚙合，提供小車直線移動動力。
[0009]所述的伸縮臂由多級臂組成，伸縮臂通過法蘭基座與小車的旋轉(zhuǎn)輸出軸裝接，伸縮臂的每一級臂上均安裝有單獨(dú)的油缸，油缸提供夾持鉗直線伸出與收回運(yùn)動的動力；
[0010]所述的液壓站提供了包括小車直線移動、小車旋轉(zhuǎn)輸出軸旋轉(zhuǎn)、伸縮臂伸縮和夾持鉗開合的全部液壓動力源；閥島分別與液壓站、小車、伸縮臂聯(lián)接；計(jì)算機(jī)燒入軟件程序。
[0011 ] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于
[0012]該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)采用帶有蝸輪蝸桿減速器和直線移動驅(qū)動馬達(dá)的小車以及與小車旋轉(zhuǎn)輸出軸連接的多級伸縮臂，通過液壓站、閥島和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)管柱排放全程自動化，工作穩(wěn)定可靠；集旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動于一體，可將管柱自如放入或從二層平臺指梁中取出。與現(xiàn)有人工操作相比，有效降低工人勞動強(qiáng)度，避免人身傷害，并且提高了作業(yè)效率。結(jié)構(gòu)輕便緊湊，操作方便，對陸地鉆機(jī)二層臺改動量小，全自動抓取、排放管柱，全程可視頻監(jiān)控，由一人即可完成二層臺的排管作業(yè)。另外，該系統(tǒng)全部安裝集成在二層臺上，安裝時(shí)隨井架整體起升，搬運(yùn)時(shí)隨二層臺一體化運(yùn)輸，方便頻繁拆裝和搬移，后期維護(hù)性好。解決了現(xiàn)有二層臺排管裝置采用折疊臂體積大、高度高，且只能定點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)不能直線運(yùn)動，適配性差，加之機(jī)械手單臂過長不能伸縮，排管時(shí)管柱晃動大，進(jìn)出指梁困難的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)的液壓站、二層臺與閥島的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)的猴臺與小車的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)小車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)伸縮臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、液壓站，2、二層臺，3、閥島，4、小車，5、伸縮臂，6、夾持鉗，7、猴臺，8、平行導(dǎo)軌，9、滾輪，10、固定齒條，11、蝸輪蝸桿減速器，12、蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)，13、直線移動驅(qū)動馬達(dá)，14、直線移動齒輪箱，15、法蘭基座，16、旋轉(zhuǎn)輸出軸，17、油缸。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)由液壓站1、二層臺2、閥島3、小車4、伸縮臂5、夾持鉗6構(gòu)成，二層臺2左側(cè)安裝有液壓站I和閥島3，二層臺2上安裝有猴臺7，猴臺7上安裝有固定齒條10，猴臺7的框架兩邊鋪設(shè)有平行導(dǎo)軌8，小車4通過滾輪9安裝在猴臺內(nèi)的平行導(dǎo)軌8上。小車4上安裝有旋轉(zhuǎn)輸出軸16，旋轉(zhuǎn)輸出軸16通過法蘭基座15連接安裝有伸縮臂5，伸縮臂5的前端安裝有夾持鉗6，伸縮臂5上安裝有視頻監(jiān)控器，夾持鉗6的頭部安裝有限位機(jī)構(gòu)。
[0021]所述的小車4由蝸輪蝸桿減速器11、蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)12、直線移動驅(qū)動馬達(dá)13、直線移動齒輪箱14組成；蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)12與蝸輪蝸桿減速器11裝接，提供伸縮臂5的旋轉(zhuǎn)動力；直線移動驅(qū)動馬達(dá)13與直線移動齒輪箱14裝接，直線移動齒輪箱14的齒輪與固定齒條10嚙合，提供小車4的直線移動動力。
[0022]所述的伸縮臂5由多級臂組成，通過法蘭基座15與小車4的旋轉(zhuǎn)輸出軸16裝接，伸縮臂5的每一級臂上均安裝有單獨(dú)的油缸17，油缸17提供夾持鉗6的直線伸出與收回運(yùn)動的動力。
[0023]液壓站I包括小車直線移動、小車旋轉(zhuǎn)輸出軸、伸縮臂伸縮和夾持鉗6開合的全部機(jī)械動力源；閥島3分別與液壓站1、小車4、伸縮臂5聯(lián)接。(參見附圖1?5)
[0024]小車4的旋轉(zhuǎn)輸出軸16連接有多級伸縮臂5，可帶動伸縮臂5實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)角度傳感器可測量伸縮臂5的旋轉(zhuǎn)角度。伸縮臂5前端安裝的夾持鉗6，通過閥島3內(nèi)的控制單元可自動調(diào)節(jié)開合度，使得夾持鉗6的手指與立柱之間保留一定的間隙，同時(shí)，通過夾持鉗6頭部安裝的限位機(jī)構(gòu)防止立柱脫出。通過伸縮臂5上安裝的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可直觀看到立柱在夾持鉗6內(nèi)的狀態(tài)，便于隨時(shí)調(diào)整。
[0025]液壓站1、閥島3均安裝在二層臺2的左側(cè)位置，這樣設(shè)置不會影響二層臺2上人員的通行。
[0026]小車4安裝在猴臺7內(nèi)構(gòu)成了該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)的整體移動導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。整體移動導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的兩邊鋪設(shè)有平行導(dǎo)軌8，小車4通過滾輪9安裝在平行導(dǎo)軌8上。猴臺7上還安裝有固定齒條10，小車4的直線移動齒輪箱14的齒輪與固定齒條10嚙合，通過直線移動驅(qū)動馬達(dá)13驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)小車4在平行導(dǎo)軌8上的直線移動。蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)12驅(qū)動蝸輪蝸桿減速器11的蝸桿轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，并將此旋轉(zhuǎn)動力輸出到伸縮臂5上。
[0027]伸縮臂5由多級臂組成，可以直線伸出和收攏。伸縮臂5通過法蘭基座15與小車4的旋轉(zhuǎn)輸出軸16裝接，伸縮臂5的每一個(gè)臂的運(yùn)動均由單獨(dú)配置的油缸驅(qū)動，這樣在伸縮臂5運(yùn)動時(shí)總能使夾持鉗6保持水平伸出與收回狀態(tài)，從而保證了立柱排放的穩(wěn)定性。
[0028]該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)通過夾持鉗6的開合和伸縮臂5的伸縮與轉(zhuǎn)動，并配合小車4的直線移動，實(shí)現(xiàn)從不同位置對管柱的抓取與擺放動作，再通過計(jì)算機(jī)程序控制最后實(shí)現(xiàn)二層臺2立柱的自動排放。
[0029]該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，體積和重量大大減少，整體輕巧、緊湊。采用伸縮臂5的結(jié)構(gòu)形式，較現(xiàn)有的二層臺排管系統(tǒng)機(jī)械臂高度大大降低，使得與二層臺一起整體運(yùn)輸變?yōu)榭赡?。伸縮臂5的每一級臂均由單獨(dú)油缸驅(qū)動，可實(shí)現(xiàn)較高的控制精度。通過液壓站1、閥島3和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化控制；整體動力單元包括三個(gè)油缸和兩個(gè)低速大扭矩油馬達(dá)對運(yùn)動軌跡進(jìn)行控制。由于不需要改變原有二層臺的基本形式，保留了原有二層臺的所有特征，該新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)可方便快捷地應(yīng)用于新、舊陸地鉆機(jī)上。該排管系統(tǒng)制造費(fèi)用和維護(hù)成本低，通用性強(qiáng)，后期維護(hù)性好，特別適合國內(nèi)陸地鉆井和修井作業(yè)使用。
[0030]以上所述只是該實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，上述舉例說明不對本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在閱讀了本說明書后可以對上述的【具體實(shí)施方式】做修改或變形，而不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)，它由液壓站(I)、二層臺(2)、閥島(3)、小車(4)、伸縮臂(5)、夾持鉗(6)構(gòu)成，二層臺(2)左側(cè)安裝有液壓站(I)和閥島(3)，二層臺(2)上安裝有猴臺(7)，猴臺(7)上安裝有固定齒條(10)，猴臺(7)的框架兩邊鋪設(shè)有平行導(dǎo)軌(8)，小車(4)通過滾輪(9)安裝在猴臺(7)內(nèi)的平行導(dǎo)軌上(8);其特征在于:小車(4)上安裝有旋轉(zhuǎn)輸出軸(16)，旋轉(zhuǎn)輸出軸(16)通過法蘭基座(15)連接安裝有伸縮臂(5)，伸縮臂(5 )的前端安裝有夾持鉗(6 )，伸縮臂(5 )上安裝有視頻監(jiān)控器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)，其特征在于:所述的小車(4)由蝸輪蝸桿減速器(11)、蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)(12)、直線移動驅(qū)動馬達(dá)(13)、直線移動齒輪箱(14)組成；蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動馬達(dá)(12)通過輸出軸與蝸輪蝸桿減速器(11)裝接，提供伸縮臂(5)的旋轉(zhuǎn)動力；直線移動驅(qū)動馬達(dá)(13)通過輸出軸與直線移動齒輪箱(14)裝接，直線移動齒輪箱(14)的齒輪與固定齒條(10)嚙合，提供小車(4)的直線移動動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)，其特征在于:所述的伸縮臂(5 )由多級臂組成，伸縮臂(5 )通過法蘭基座(15 )與小車(4)的旋轉(zhuǎn)輸出軸(16 )裝接，伸縮臂(5)的多級臂上均安裝有單獨(dú)的油缸，提供夾持鉗(6)的直線伸出與收回運(yùn)動的動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型陸地鉆機(jī)用二層臺排管系統(tǒng)，其特征在于:所述的液壓站(I)提供包括小車(4)的直線移動、小車(4)的旋轉(zhuǎn)輸出軸(16)、伸縮臂(5)的伸縮和夾持鉗(6)開合的全部機(jī)械動力源；閥島(3)分別與液壓站(I)、小車(2)、伸縮臂(5)聯(lián)接；計(jì)算機(jī)燒入軟件程序。
【文檔編號】E21B19/14GK203939464SQ201420315566
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月15日
【發(fā)明者】閆琳, 張卡, 劉嗣云, 王治雲(yún), 陳昌斌, 王欣異, 車俊龍 申請人:武漢市元博智能控制技術(shù)研究設(shè)計(jì)院（有限合伙）