專利名稱：深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種陸地深井鉆機(jī)的鉆桿自動(dòng)運(yùn)移裝置，用于將地面鉆具輸送至鉆井平臺(tái)，特別涉及一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置。
背景技術(shù)：
陸地鉆機(jī)管具自動(dòng)化處理裝置對于陸地鉆機(jī)整機(jī)自動(dòng)化程度的提高，起到至關(guān)重要的作用。陸地深井鉆機(jī)所采用的常規(guī)貓道，尚不具備將地面鉆機(jī)自動(dòng)運(yùn)移至鉆臺(tái)面的功能，這不僅直接影響了鉆井系統(tǒng)的穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率，而且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)安全性低。全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置俗稱貓道，但其結(jié)構(gòu)和功能較普通貓道復(fù)雜。主要用于完成鉆桿、油管、套管、鉆鋌或其他鉆具從地面向底座平臺(tái)輸送或反向輸送。自動(dòng)貓道又稱動(dòng)力貓道，其結(jié)構(gòu)形式主要有固定式、舉升式和機(jī)械手臂等。固定式的動(dòng)力貓道適用于低鉆臺(tái)的小型鉆機(jī)，而機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)、安裝及維修費(fèi)用極高。深井鉆機(jī)的底座平臺(tái)的臺(tái)面高，同時(shí)考慮到鉆機(jī)支腿的承載能力，井口需設(shè)計(jì)在底座平臺(tái)的中心。因此現(xiàn)有貓道的坡道入口與鉆機(jī)井口距離L固定，但由于底座平臺(tái)入射角Θ過大，由距離L及平臺(tái)入射角Θ共同決定的抓持管柱的液壓吊卡位置H較高，管柱的接卸的難度較大。同時(shí)國內(nèi)外設(shè)計(jì)的動(dòng)力貓道的外形結(jié)構(gòu)尺寸較大，不符合運(yùn)輸尺寸的要求。中國專利(ZL.200920033104.7)提出的鋼絲繩拉升式鉆機(jī)動(dòng)力貓道，屬舉升式動(dòng)力貓道，其采用滾筒式絞車通過鋼絲繩拉動(dòng)鉆柱裝置起升，通過鋼絲繩的柔性起升方式不能保證較精確的傳動(dòng)比，因此運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，影響整機(jī)的穩(wěn)定性。并且鋼絲繩只能承受單向載荷，極易發(fā)生安全事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高的深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，集鉆桿支架、平臺(tái)、滑道、坡道為一體，舉升高度、運(yùn)輸長度可調(diào)，可以完成接單根、甩鉆桿、接卸孔底動(dòng)力等鉆具輸送功能，本實(shí)用新型是由鉆桿支架、平臺(tái)、翻板機(jī)構(gòu)、滑道變幅機(jī)構(gòu)、撐桿機(jī)構(gòu)、鉆桿推送機(jī)構(gòu)、鉆桿頂出機(jī)構(gòu)、防墜落機(jī)構(gòu)、舉升滑道、變角機(jī)構(gòu)、提升滑車、雙缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鏈條和坡道組成，平臺(tái)和舉升滑道均采用兩段式，前平臺(tái)與后平臺(tái)通過定位銷軸連接，前舉升滑道與后舉升滑道通過螺栓連接；鉆桿支架鉸接在平臺(tái)上，工作時(shí)，與平臺(tái)成直角，運(yùn)輸時(shí)，收回至平臺(tái)兩翼；舉升滑道上安裝有鉆桿推送機(jī)構(gòu)、鉆桿頂出機(jī)構(gòu)和防墜落機(jī)構(gòu)，提升滑車安裝在坡道的滑道上，利用變角機(jī)構(gòu)，通過銷軸連接舉升滑道；滑道變幅機(jī)構(gòu)通過四對滾輪組件安裝在平臺(tái)內(nèi)部的滑道上，其上安裝撐桿機(jī)構(gòu)及緩沖助力油缸，舉升滑道和撐桿機(jī)構(gòu)采用銷軸連接，提升滑車?yán)e升滑道使滑道變幅機(jī)構(gòu)在平臺(tái)內(nèi)部滑動(dòng)，撐桿機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)連接位；提升滑車由雙缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鏈條傳動(dòng)，拉升舉升滑道至底座上的平臺(tái)高度，提升滑車上安裝有變角機(jī)構(gòu)。所述鉆桿支架采用曲面結(jié)構(gòu)，一旦液壓缸動(dòng)作，將鉆桿滾向采用桁架式結(jié)構(gòu)的平臺(tái)，接觸內(nèi)有電感式接近開關(guān)的擋銷，利用分流集流閥實(shí)現(xiàn)液壓同步，通過PLC控制翻板機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將鉆桿滾入舉升滑道的V型槽道。所述的舉升滑道、變角機(jī)構(gòu)、雙液壓缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的提升滑車與鏈條或齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成“爬鏈器”，提升滑車采用浮動(dòng)式，舉升時(shí)，變角機(jī)構(gòu)的液壓缸伸出，將舉升滑道一端抬起一定角度，而且提升滑車拖拽舉升滑道，緩沖助力油缸配合動(dòng)作，利用雙軸傾角傳感器檢測和調(diào)整空間位姿。所述鉆桿推送機(jī)構(gòu)采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)V型滑板(406)推送鉆桿；防墜落機(jī)構(gòu)的液壓缸動(dòng)作，將擋柱頂出。所述的平臺(tái)上設(shè)置有緩沖裝置。本實(shí)用新型的有益效果:1、本實(shí)用新型的平臺(tái)及舉升滑道均采用兩段式結(jié)構(gòu)，平臺(tái)桁架式，重量輕，容易拆卸，便于運(yùn)輸。2、本實(shí)用新型由機(jī)、電、液聯(lián)合控制，采用分流集流閥實(shí)現(xiàn)液壓同步，利用電感式接近開關(guān)自動(dòng)控制翻板機(jī)構(gòu)，通過PLC控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。3、提升滑車浮動(dòng)式，舉升動(dòng)作采用由舉升滑道、變角機(jī)構(gòu)、雙液壓缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的提升滑車及鏈條組成的“爬鏈器”，剛性連接，有精確的傳動(dòng)比，由緩沖助力油缸及滑道變幅機(jī)構(gòu)配合，采用雙軸傾角傳感器控制舉升滑道的空間位姿，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)快速，無晃動(dòng)，減少機(jī)構(gòu)之間的沖擊。4、鉆桿推送機(jī)構(gòu)采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)V型滑板，實(shí)現(xiàn)推送鉆桿功能。推送往復(fù)運(yùn)動(dòng)高效，并在工作過程中，防墜落機(jī)構(gòu)伸出擋柱，防止鉆桿墜落傷人，大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)的安全性。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中的局部放大示意圖。圖4為本實(shí)用新型的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5為本實(shí)用新型的舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6為本實(shí)用新型的爬升鏈機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7、圖8、圖9為本實(shí)用新型的鉆桿支架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實(shí)用新型的變角機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本實(shí)用新型的爬升鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本實(shí)用新型的鉆桿推送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1至圖12所示，本實(shí)用新型是由鉆桿支架1、平臺(tái)2、翻板機(jī)構(gòu)3、滑道變幅機(jī)構(gòu)4、撐桿機(jī)構(gòu)5、鉆桿推送機(jī)構(gòu)6、鉆桿頂出機(jī)構(gòu)7、防墜落機(jī)構(gòu)8、舉升滑道9、變角機(jī)構(gòu)10、提升滑車11、鏈條12和坡道13組成。平臺(tái)2采用兩段式，如圖4所示，前平臺(tái)303與后平臺(tái)301通過定位銷軸302連接，平臺(tái)2采用桁架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)承載力強(qiáng)并可進(jìn)行拆卸，方便運(yùn)輸。舉升滑道9是由前舉升滑道401與后舉升滑道403構(gòu)成，如圖5所示，前舉升滑道401與后舉升滑道403通過螺栓402連接。舉升滑道9上安裝有鉆桿推送機(jī)構(gòu)6、鉆桿頂出機(jī)構(gòu)7、防墜落機(jī)構(gòu)8，提升滑車11安裝在坡道13的鏈條12上，變角機(jī)構(gòu)10通過銷軸連接舉升滑道9。鉆桿推送機(jī)構(gòu)6焊接在舉升滑道9的后端，采用雙液壓馬達(dá)405驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈404帶動(dòng)V型滑板406推送鉆桿，防墜落機(jī)構(gòu)8由鉸接在舉升滑道9的液壓缸407及連桿機(jī)構(gòu)組成，當(dāng)液壓缸407動(dòng)作時(shí)，擋柱408伸出，防止鉆桿墜落傷人。鉆桿頂出機(jī)構(gòu)7鉸接在頂出座筋板上，筋板焊接在舉升滑道內(nèi)部，帶甩桿時(shí)，將鉆桿從舉升滑道9頂出至鉆桿支架I上。鉆桿支架I鉸接在平臺(tái)2上，工作時(shí)，與平臺(tái)2成90°直角，運(yùn)輸時(shí)，收回至平臺(tái)2兩翼，減小運(yùn)輸尺寸。如圖7所示，鉆桿支架I采用曲面結(jié)構(gòu)，并通過液壓缸601控制抬起動(dòng)作，觸發(fā)內(nèi)有電感式接近開關(guān)的擋銷602。翻板機(jī)構(gòu)3由雙缸液壓缸控制，液壓缸安裝至缸筒耳座上，只有一個(gè)自由度，缸筒耳座焊接在平臺(tái)上，通過PLC控制液壓缸推動(dòng)翻板，從而控制鉆桿的翻進(jìn)翻出。如圖6所示，滑道變幅機(jī)構(gòu)4通過四對滾輪組件501安裝在平臺(tái)2內(nèi)部的滑道上，其上安裝撐桿機(jī)構(gòu)5及緩沖助力油缸502，舉升滑道9和撐桿機(jī)構(gòu)5采用銷軸連接。提升滑車11拉升舉升滑道9使滑道變幅機(jī)構(gòu)4在平臺(tái)2內(nèi)部滑動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置。撐桿機(jī)構(gòu)5設(shè)置了兩個(gè)連接位，可以適用不同尺寸鉆機(jī)的需求。坡道13鉸接在平臺(tái)2—端，在運(yùn)輸時(shí)，可以收回至平臺(tái)2上，坡道13上安裝有浮動(dòng)式的提升滑車11，運(yùn)行中根據(jù)坡道13自動(dòng)調(diào)節(jié)，運(yùn)行平穩(wěn)，無沖擊。提升滑車11由雙缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈12傳動(dòng)，拉升舉升滑道9至底座102上的平臺(tái)106高度，提升滑車11上安裝有變角機(jī)構(gòu)10，當(dāng)舉升動(dòng)作開始前，先變角機(jī)構(gòu)10的液壓缸動(dòng)作，將與之鉸接的舉升滑道9舉升一定角度，便于提升滑車11的拉升動(dòng)作。本實(shí)用新型的工作過程:配合圖1至圖12所示:整個(gè)系統(tǒng)由液壓站提供動(dòng)力，控制箱控制系統(tǒng)動(dòng)作。當(dāng)深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置101安放在底座102上的平臺(tái)106下面時(shí)，鉆桿100擺放在鉆桿支架I上。液壓缸601動(dòng)作，支腿抬起，翻板機(jī)構(gòu)3配合動(dòng)作，鉆桿100接觸到內(nèi)置電感式接近開關(guān)的擋銷602，自動(dòng)控制鉆桿100滾入舉升滑道9的V型槽上，此時(shí)防墜落機(jī)構(gòu)8的擋柱伸出，防止鉆桿墜落傷人。而后變角機(jī)構(gòu)10的液壓缸動(dòng)作，將與之鉸接的舉升滑道9舉升一定角度，便于提升滑車11的拉升動(dòng)作。提升滑車11的雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提升滑車11在坡道13的鏈12上滑動(dòng)，并與變角機(jī)構(gòu)10組成“爬鏈器”，在舉升滑道9向上舉升時(shí)，滑道變幅機(jī)構(gòu)4向前適應(yīng)動(dòng)作，緩沖助力油缸502在起升中起到緩沖助力的作用。利用雙軸傾角傳感器進(jìn)行檢測、調(diào)整、控制舉升機(jī)構(gòu)9的空間位姿，保證機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定、迅速。鉆桿推送機(jī)構(gòu)6采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈404帶動(dòng)V型滑板406，推送鉆桿100，沿著舉升滑道9的V型槽道，送至底座102上的平臺(tái)106，由井架103上的頂驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)104的液壓吊卡將鉆桿100拾起，送給至鐵鉆工105進(jìn)行鉆桿的擰卸。待甩干時(shí)，鉆桿100隨舉升滑道9落回平臺(tái)2上，鉆桿頂出機(jī)構(gòu)7動(dòng)作，將鉆桿100頂出送回至鉆桿支架I上。
權(quán)利要求1.一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，其特征在于:是由鉆桿支架(I)、平臺(tái)(2)、翻板機(jī)構(gòu)(3 )、滑道變幅機(jī)構(gòu)(4 )、撐桿機(jī)構(gòu)(5 )、鉆桿推送機(jī)構(gòu)(6 )、鉆桿頂出機(jī)構(gòu)(7 )、防墜落機(jī)構(gòu)(8)、舉升滑道(9)、變角機(jī)構(gòu)(10)、提升滑車(11)、雙缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鏈條(12)和坡道(13)組成，平臺(tái)(2)和舉升滑道(9)均采用兩段式，前平臺(tái)(303)與后平臺(tái)(301)通過定位銷軸(302 )連接，前舉升滑道(401)與后舉升滑道(403 )通過螺栓(402 )連接；鉆桿支架(I)鉸接在平臺(tái)(2)上，工作時(shí)，與平臺(tái)(2)成直角，運(yùn)輸時(shí)，收回至平臺(tái)(2)兩翼；舉升滑道(9)上安裝有鉆桿推送機(jī)構(gòu)(6 )、鉆桿頂出機(jī)構(gòu)(7 )和防墜落機(jī)構(gòu)(8 )，提升滑車(11)安裝在坡道(13)的滑道上，利用變角機(jī)構(gòu)(10)，通過銷軸連接舉升滑道(9);滑道變幅機(jī)構(gòu)(4)通過四對滾輪組件(501)安裝在平臺(tái)(2)內(nèi)部的滑道上，其上安裝撐桿機(jī)構(gòu)(5)及緩沖助力油缸(502)，舉升滑道(9)和撐桿機(jī)構(gòu)(5)采用銷軸連接，提升滑車(11)拉升舉升滑道(9)使滑道變幅機(jī)構(gòu)(4 )在平臺(tái)(2 )內(nèi)部滑動(dòng)，撐桿機(jī)構(gòu)(5 )設(shè)置有兩個(gè)連接位；提升滑車(11)由雙缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鏈條(12)傳動(dòng)，拉升舉升滑道(9)至底座(102)上的平臺(tái)(106)高度，提升滑車(11)上安裝有變角機(jī)構(gòu)(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，其特征在于:所述鉆桿支架(I)采用曲面結(jié)構(gòu)，一旦液壓缸(601)動(dòng)作，將鉆桿(100)滾向采用桁架式結(jié)構(gòu)的平臺(tái)(2)，接觸內(nèi)有電感式接近開關(guān)的擋銷(602)，利用分流集流閥實(shí)現(xiàn)液壓同步，通過PLC控制翻板機(jī)構(gòu)(3 )動(dòng)作，將鉆桿(100 )滾入舉升滑道(9 )的V型槽道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，其特征在于:所述的舉升滑道(9)、變角機(jī)構(gòu)(10)、雙液壓缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的提升滑車(11)與鏈條(12)或齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成“爬鏈器”，提升滑車(11)采用浮動(dòng)式，舉升時(shí)，變角機(jī)構(gòu)(10)的液壓缸伸出，將舉升滑道(9) 一端抬起一定角度，而且提升滑車(11)拖拽舉升滑道(9)，緩沖助力油缸(502)配合動(dòng)作，利用雙軸傾角傳感器檢測和調(diào)整空間位姿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，其特征在于:所述鉆桿推送機(jī)構(gòu)(6)采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)V型滑板(406)推送鉆桿(100)；防墜落機(jī)構(gòu)(8 )的液壓缸(407 )動(dòng)作，將擋柱(408 )頂出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，其特征在于:所述的平臺(tái)(2)上設(shè)置有緩沖裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種深井鉆機(jī)全液壓自動(dòng)鉆具輸運(yùn)裝置，是由支架、平臺(tái)、翻板機(jī)構(gòu)、滑道變幅機(jī)構(gòu)、撐桿機(jī)構(gòu)、推送機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、防墜落機(jī)構(gòu)、舉升滑道、變角機(jī)構(gòu)、提升滑車、鏈條和坡道組成，用于和頂驅(qū)配合完成鉆具從地面到底座平臺(tái)的輸運(yùn)；所述的平臺(tái)和舉升滑道采用分體結(jié)構(gòu)，支架設(shè)計(jì)有階梯形滾道，鉸接在平臺(tái)兩側(cè)；鉆具擋銷內(nèi)安裝有接近開關(guān)，用于翻板機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制；采用提升滑車驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑道舉升，配以緩沖助力油缸，利用雙軸傾角傳感器檢測并調(diào)整滑道位姿，確保運(yùn)行平穩(wěn)；采用雙液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推送鉆具；該裝置采用機(jī)電液一體化控制，工作效率高，精度高，穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)E21B19/14GK203066900SQ20122062763
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者孫友宏, 呂蘭, 于萍, 張春鵬, 劉文東, 王清巖, 張鵬, 張飛宇 申請人:吉林大學(xué)