油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，包括設(shè)置在井架平臺上的平臺機(jī)架、設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂、設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架、設(shè)置在機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂上設(shè)置機(jī)械手。所述機(jī)械手處于水平方向設(shè)置。本實(shí)用新型將立柱人力擺放工作改變?yōu)闄C(jī)械手?jǐn)[放，以此降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度和提高安全性。
【專利說明】油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉆井作業(yè)的工具，尤指一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]井下作業(yè)修井過程中由于立柱相對與單根來說長度增加一倍，重量也增加了許多，相應(yīng)的它的慣量也增加許多，當(dāng)工人卸開接箍的絲扣將它移動到鉆臺的規(guī)定地方擺放時(shí)需要付出較大的力量，由于數(shù)量多、操作次數(shù)頻繁，連續(xù)工作時(shí)間長，使這項(xiàng)工作變?yōu)樾蘧鳂I(yè)中較為繁重工作之一；實(shí)際上自從采用了油管舉升機(jī)構(gòu)、液壓鉗、氣動卡瓦之后，人力擺放立柱的環(huán)節(jié)已成為修井作業(yè)中較高危的工作，因?yàn)榭咳肆Π釀恿⒅鶗r(shí)既要付出相應(yīng)的作用力又要時(shí)刻防范平臺上與其他移動的或固定的設(shè)施相碰撞，這樣容易使人處于高度緊張也容易使人疲勞，當(dāng)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤時(shí)(起鉆過快、停車不適當(dāng)、立柱儲存彎曲應(yīng)力、液壓鉗固定失效、立柱擺放位置不好等等)會容易造成作業(yè)人員受傷。
[0003]由于存在以上安全隱患，考慮將立柱人力擺放工作改變?yōu)闄C(jī)械手?jǐn)[放，以此降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度和提高安全性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度和提高安全性的油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型是一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，包括設(shè)置在井架一層平臺上的平臺機(jī)架、設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂、設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架、設(shè)置在機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂上設(shè)置機(jī)械手。
[0006]所述機(jī)械手處于水平方向設(shè)置。
[0007]所述平臺機(jī)架包括固定底座、分動變速機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂，所述分動變速機(jī)構(gòu)設(shè)置在固定底座上，分動變速機(jī)構(gòu)的第一輸出機(jī)構(gòu)與固定底座連接，分動變速機(jī)構(gòu)的第二輸出機(jī)構(gòu)與機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接，所述分動變速機(jī)構(gòu)設(shè)置行走齒輪。
[0008]所述固定底座包括前后兩個(gè)底座，支撐桿和齒條架，所述支撐桿設(shè)置在兩個(gè)底座之間，齒條架也設(shè)置在兩個(gè)底座之間，齒條架上的齒條與分動變速機(jī)構(gòu)的行走齒輪嚙合。
[0009]所述分動變速機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)，變速箱，兩個(gè)電磁離合器，所述液壓馬達(dá)與變速箱連接，變速器的第一輸出軸通過一個(gè)電磁離合器與分動變速機(jī)構(gòu)的行走齒輪連接，變速器的第二輸出軸通過一個(gè)電磁離合器與機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。
[0010]所述機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)外兩層圓筒體，內(nèi)置一個(gè)雙作用伸縮缸。
[0011]所述機(jī)械臂包括連接底座，主臂，副臂，拉桿，機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿，液壓缸，所述主臂的上端與副臂的上端通過鉸鏈連接，所述副臂向上的延伸端與拉桿的上端通過鉸鏈連接，拉桿的下端與連接底座鉸鏈連接，主臂的下端與連接底座通過鉸鏈連接，副臂的下端通過鉸鏈連接機(jī)械手，所述機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿的一端與機(jī)械手鉸鏈連接，另一端與主臂、另一端固定連接在主臂和副臂相連接用的鉸鏈銷子上，所述主臂中間靠上的位置鉸鏈連接液壓缸的缸體頂端，液壓缸的活塞頂端鉸鏈連接在副臂中間考下的位置。
[0012]所述機(jī)械臂固定架包括固定部分和橫向運(yùn)動驅(qū)動部分，固定部分包括兩個(gè)與二層臺邊緣鉸鏈連接的固定架和設(shè)置在兩個(gè)固定架之間的支撐桿，橫向運(yùn)動驅(qū)動部分包括與支撐桿上部平行安裝的驅(qū)動絲杠、與驅(qū)動絲杠一端連接的液壓馬達(dá)及由絲杠帶動的機(jī)械臂驅(qū)動架。
[0013]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于:將立柱人力擺放工作改變?yōu)闄C(jī)械手?jǐn)[放，以此降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度和提高安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1:本實(shí)用新型一層平臺的平臺機(jī)架及機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2:本實(shí)用新型二層平拍的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3:圖2的A向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0018]本實(shí)用新型是一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，包括設(shè)置在井架一層平臺上的平臺機(jī)架、設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂100、設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架、設(shè)置在機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂100，所述機(jī)械臂上設(shè)置機(jī)械手300。所述機(jī)械手處于水平方向設(shè)置。
[0019]所述平臺機(jī)架包括固定底座210、分動變速機(jī)構(gòu)220、機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)230，所述機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂100，所述分動變速機(jī)構(gòu)設(shè)置在固定底座上，分動變速機(jī)構(gòu)的第一輸出機(jī)構(gòu)與固定底座連接，分動變速機(jī)構(gòu)的第二輸出機(jī)構(gòu)與機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接，所述分動變速機(jī)構(gòu)的設(shè)置行走齒輪。
[0020]所述固定底座210包括前后兩個(gè)底座211，支撐桿212和齒條架213，所述支撐桿設(shè)置兩個(gè)，并設(shè)置在兩個(gè)底座之間，支撐桿的兩端分別固定在兩端的底座上(固定處有頂絲)，齒條架也設(shè)置在兩個(gè)底座之間，與底座固定連接，固定處有頂絲。齒條架上的齒條214與分動變速機(jī)構(gòu)的行走齒輪嚙合，齒條架上的“L”形軌道上有扶正輪，能夠在軌道上自由滾動。
[0021]所述分動變速機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)221，變速箱222，兩個(gè)電磁離合器，兩支撐桿分別從變速機(jī)構(gòu)的兩側(cè)穿過，變速箱可以在兩個(gè)支撐桿上滑動，所述液壓馬達(dá)與變速箱連接，用液壓馬達(dá)驅(qū)動變速箱中的兩組齒輪，使速度變?yōu)閮蓚€(gè)等級并分別從變速箱的第一輸出軸和第二輸出軸輸出，第一輸出軸的輸出端在變速器的底部，通過一個(gè)電磁離合器與分動變速機(jī)構(gòu)的行走齒輪連接，第二輸出軸從變速器的上部輸出動力，并通過一個(gè)電磁離合器與機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。兩個(gè)離合器既能全部處于“合”的狀態(tài)，也可以單獨(dú)處于“離”或“合”的狀態(tài)，只不過與第一輸出軸連接的離合器負(fù)責(zé)機(jī)械臂與井口的位置，與第二輸出軸連接的離合器負(fù)責(zé)機(jī)械手口所對的對象“井口立柱”或“擺放區(qū)立柱”，它處于“合”為時(shí)機(jī)械臂會旋轉(zhuǎn)90°，是順時(shí)針或逆時(shí)針有馬達(dá)轉(zhuǎn)向負(fù)責(zé)。
[0022]所述機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)外兩層圓筒體，內(nèi)層圓筒體231和外層圓筒體232，內(nèi)置一個(gè)雙作用伸縮233。上部離合器輸出的動力首先傳給機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由于它是一個(gè)有里外兩層組成的圓筒體，內(nèi)置一個(gè)雙作用伸縮缸，通過缸的伸降來調(diào)節(jié)里層頂端的高度，同時(shí)里外兩層筒體之間用可以滑動的銷釘連接，從而保證在任何位置均可傳遞扭矩。在升高里層的頂端有一固定法蘭，用它來安裝設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂。
[0023]本實(shí)用新型設(shè)置兩個(gè)機(jī)械臂，分別是設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂、設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂，兩個(gè)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)相同，只是安裝位置不同，設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂采用了倒置的方法。
[0024]所述機(jī)械臂100包括連接底座110，主臂120，副臂130，拉桿140，機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿150，液壓缸160，所述主臂的上端與副臂的上端通過鉸鏈170連接，所述副臂向上的延伸端180與拉桿的上端通過鉸鏈連接，拉桿的下端與連接底座鉸鏈連接，主臂的下端與連接底座通過鉸鏈連接，副臂的下端通過鉸鏈連接機(jī)械手，所述機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿的一端與機(jī)械手鉸鏈連接，另一端固定連接在主臂和副臂相連接用的鉸鏈銷子上，并且與銷子成一定的旋轉(zhuǎn)角度，所述主臂中間靠上的位置鉸鏈連接液壓缸的缸體頂端，液壓缸的活塞頂端鉸鏈連接在副臂中間考下的位置。機(jī)械手是雙四連桿機(jī)構(gòu)，用一個(gè)小型伸縮液壓缸驅(qū)動，液壓缸活塞的往復(fù)運(yùn)動最終轉(zhuǎn)換為機(jī)械手指的開合運(yùn)動，為了減小機(jī)械手活動空間，到達(dá)立柱緊密擺放，機(jī)械手的手指合攏時(shí)還有一個(gè)空間；機(jī)械手始終處于水平方向，這是由機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿調(diào)解。設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂的連接底座設(shè)置在平臺機(jī)架的機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂的連接底座與機(jī)械臂驅(qū)動架固定連接。
[0025]所述二層臺的機(jī)械臂固定架包括固定部分和橫向運(yùn)動驅(qū)動部分，固定部分包括兩個(gè)與二層臺邊緣鉸鏈連接的固定架310和設(shè)置在兩個(gè)固定架之間的支撐桿320，橫向運(yùn)動驅(qū)動部分包括與支撐桿上部平行安裝的驅(qū)動絲杠410、與驅(qū)動絲杠一端連接的液壓馬達(dá)420及由絲杠帶動的機(jī)械臂驅(qū)動架430。井架豎起二層臺被放平時(shí)，機(jī)械臂固定架及機(jī)械臂部分將會靠自重垂吊與二層臺的邊緣下放，操作者在機(jī)械臂固定架鉸鏈處穿入銷釘之后，機(jī)械臂固定架就固定連接在了二層臺的邊上。馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動最終轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械臂驅(qū)動架的左右移動，支撐桿的作用是防止機(jī)械臂驅(qū)動架擺動，防止驅(qū)動絲杠彎曲，給機(jī)械臂的運(yùn)動提供反作用力。
[0026]工作時(shí)，平臺機(jī)架上的機(jī)械臂和二層臺機(jī)械臂配合使用才能完成工作
[0027]1.司鉆進(jìn)行起鉆操作，卷揚(yáng)機(jī)拉起立柱，兩根或三根連在一起的鉆桿或油管，上升到規(guī)定的高度，停起卷揚(yáng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動。
[0028]2.開動氣動卡瓦，卡緊立柱的下半部分，推動液壓鉗至立柱卸扣部位；平臺機(jī)械臂盛開抓住立柱，位置在液壓鉗的上部，同時(shí)二層臺機(jī)械臂盛開，抓住立柱的上端位置在吊卡下面。
[0029]3.液壓鉗啟動進(jìn)行卸扣作業(yè)，卸開后液壓鉗推至旁邊，司鉆操作開動卷揚(yáng)機(jī)，上提立柱少許(100-200nm)，然后下放立柱，啟動機(jī)械臂，機(jī)械臂回收，主副臂折疊。
[0030]4.機(jī)械臂第一離合器吸和底座在齒條上行走至橫向擺放位置，第一離合器脫離，第二離合器吸和，機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)90度，機(jī)械臂盛開至擺放位置，(卷揚(yáng)機(jī)一直在下放)立柱下端著地，機(jī)械臂張開機(jī)械手，機(jī)械臂回收(處于折疊狀態(tài))旋轉(zhuǎn)90度(旋向與前一次相反)，平臺機(jī)械手開始待命。卷揚(yáng)機(jī)停止工作，此時(shí)立柱處于傾斜位置，下端在擺放區(qū)域，上端在井架游車軌道上。
[0031]5.二層臺操作手打開吊卡活門，啟動二層臺機(jī)械臂開關(guān)，機(jī)械臂通過回收、移動(通過絲杠旋轉(zhuǎn))將立柱的上端擺正(與平臺垂直)，打開機(jī)械手，機(jī)械臂回收，并行走(絲杠旋轉(zhuǎn))至初始位置待命。
[0032]本裝置采用的機(jī)械臂在齒條上運(yùn)動，而齒條的擺放與修井機(jī)的擺放有三個(gè)可能，既同軸線、平行于軸線、垂直于軸線；機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)角度有90度、180度，其目的是為了機(jī)械臂通過這種特殊的運(yùn)動把立柱運(yùn)行的軌跡進(jìn)行分解，從而實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)。
[0033]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在井架一層平臺上的平臺機(jī)架、設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂、設(shè)置在井架二層平臺的機(jī)械臂固定架、設(shè)置在機(jī)械臂固定架上的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂上設(shè)置機(jī)械手。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手處于水平方向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述平臺機(jī)架包括固定底座、分動變速機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接設(shè)置在平臺機(jī)架上的機(jī)械臂，所述分動變速機(jī)構(gòu)設(shè)置在固定底座上，分動變速機(jī)構(gòu)的第一輸出機(jī)構(gòu)與固定底座連接，分動變速機(jī)構(gòu)的第二輸出機(jī)構(gòu)與機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接，所述分動變速機(jī)構(gòu)設(shè)置行走齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述固定底座包括前后兩個(gè)底座，支撐桿和齒條架，所述支撐桿設(shè)置在兩個(gè)底座之間，齒條架也設(shè)置在兩個(gè)底座之間，齒條架上的齒條與分動變速機(jī)構(gòu)的行走齒輪嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述分動變速機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)，變速箱，兩個(gè)電磁離合器，所述液壓馬達(dá)與變速箱連接，變速器的第一輸出軸通過一個(gè)電磁離合器與分動變速機(jī)構(gòu)的行走齒輪連接，變速器的第二輸出軸通過一個(gè)電磁離合器與機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)外兩層圓筒體，內(nèi)置一個(gè)雙作用伸縮缸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂包括連接底座，主臂，副臂，拉桿，機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿，液壓缸，所述主臂的上端與副臂的上端通過鉸鏈連接，所述副臂向上的延伸端與拉桿的上端通過鉸鏈連接，拉桿的下端與連接底座鉸鏈連接，主臂的下端與連接底座通過鉸鏈連接，副臂的下端通過鉸鏈連接機(jī)械手，所述機(jī)械手調(diào)節(jié)拉桿的一端與機(jī)械手鉸鏈連接，另一端固定連接在主臂和副臂相連接用的鉸鏈銷子上，所述主臂中間靠上的位置鉸鏈連接液壓缸的缸體頂端，液壓缸的活塞頂端鉸鏈連接在副臂中間靠下的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油氣田鉆井、修井機(jī)用立柱擺放系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂固定架包括固定部分和橫向運(yùn)動驅(qū)動部分，固定部分包括兩個(gè)與二層臺邊緣鉸鏈連接的固定架和設(shè)置在兩個(gè)固定架之間的支撐桿，橫向運(yùn)動驅(qū)動部分包括與支撐桿上部平行安裝的驅(qū)動絲杠、與驅(qū)動絲杠一端連接的液壓馬達(dá)及由絲杠帶動的機(jī)械臂驅(qū)動架。
【文檔編號】E21B19/14GK203603796SQ201320816938
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王吉福 申請人:王吉福