本發(fā)明屬于石油鉆探設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動(dòng)化立體式鉆桿庫。

背景技術(shù)：

在鉆井輔助作業(yè)中，鉆柱的輸送勞動(dòng)量大而耗時(shí)長，一般的管柱處理化中都是低位貓道兩邊配置液壓排鉆桿架?，F(xiàn)有使用的普通液壓排鉆桿架，單層排放管柱，液壓油缸支腳，通過控制傾斜角度，管柱靠重力滾動(dòng)向貓道進(jìn)行鉆桿傳輸。這種液壓排鉆桿架的缺點(diǎn)是：單層排放管柱，占用空間大；需要提前將鉆桿鋪在鉆桿架上，后期將鉆桿收在放鉆桿的爬犁里；不能整體運(yùn)輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化立體式鉆桿庫，解決了現(xiàn)有技術(shù)的液壓鉆桿排放架單層排放管柱，占用空間大；不能整體運(yùn)輸?shù)膯栴}。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種自動(dòng)化立體式鉆桿庫，包括架體，在架體縱向兩端靠近外沿分別安裝有一對(duì)倒U形的導(dǎo)軌，每端的一對(duì)導(dǎo)軌之間設(shè)置有兩組鏈輪，每組鏈輪上套裝有一個(gè)鏈條，每端的兩個(gè)鏈條繞過各自一個(gè)鏈輪靠外端沿的一端向下共同與平衡桿連接，平衡桿向下與兩個(gè)提升油缸活塞桿同時(shí)連接，每端的兩個(gè)提升油缸的缸體下端與架體底板上的耳座鉸接；每端兩個(gè)鏈條靠內(nèi)側(cè)的一端向下依次固定連接有多組鉆桿架。

本發(fā)明的自動(dòng)化立體式鉆桿庫，其特征還在于：

每個(gè)鉆桿架橫向兩端分別固定安裝有一個(gè)豎立的擋桿，每個(gè)鉆桿架橫向兩端分別固定安裝有一個(gè)縱向懸臂，兩個(gè)縱向懸臂位于兩個(gè)擋桿之間的內(nèi)側(cè)，每個(gè)縱向懸臂的末端分別安裝有一個(gè)滾輪，每個(gè)滾輪都對(duì)應(yīng)套裝在所在一側(cè)的導(dǎo)軌中。

每端兩個(gè)鏈條靠內(nèi)側(cè)的最下端共同連接有一個(gè)配重塊。

每個(gè)鉆桿架的下端面設(shè)置有卡板。

架體縱向上沿一邊連接有兩組裝載機(jī)構(gòu)，每個(gè)裝載機(jī)構(gòu)包括一個(gè)框架結(jié)構(gòu)的裝載滾板，裝載滾板下表面中部耳座通過一個(gè)傾斜油缸與架體上的鉸接座鉸接，裝載滾板的外端鉸接有一個(gè)翻轉(zhuǎn)板，翻轉(zhuǎn)板內(nèi)端通過翻轉(zhuǎn)油缸與裝載滾板的耳座鉸接。

每端的平衡桿中水平開有兩個(gè)銷孔，在導(dǎo)軌的支撐架中對(duì)應(yīng)安裝有兩個(gè)鎖緊油缸，每個(gè)鎖緊油缸的活塞桿前端固定安裝有銷軸，一起構(gòu)成鎖緊機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是，包括以下幾個(gè)方面：

1)定滑輪采用鏈輪的起重方式，鏈條起重抗拉強(qiáng)度高，運(yùn)行平穩(wěn)，很好的解決了鉆桿架擋住下面鉆桿上來的問題。

2)鉆桿庫整體起吊、運(yùn)輸更加方便，垂直排放，占地面積小。

3)采用PLC控制各個(gè)油缸的電磁閥，使各個(gè)油缸按照工作流程順序動(dòng)作，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無人化操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明裝置的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2左側(cè)結(jié)構(gòu)局部放大示意圖；

圖4為本發(fā)明裝置中的壓板及安裝位置示意圖；

圖5為本發(fā)明裝置中鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明裝置的工作原理示意圖；

圖7為本發(fā)明的鉆桿架在鉆桿庫向貓道傳輸鉆桿時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；

圖8為本發(fā)明裝置在鉆桿庫向貓道傳輸鉆桿時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；

圖9為本發(fā)明的鉆桿架在貓道向鉆桿庫傳輸鉆桿時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；

圖10為本發(fā)明裝置在貓道向鉆桿庫傳輸鉆桿時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。

圖中，1.鏈輪，2.架體，3.提升油缸，4.平衡桿，5.導(dǎo)軌，6.裝載機(jī)構(gòu)，7.鏈條，8.滾輪，9.擋桿，10.鉆桿架，11.壓板，12.卡板，13.鎖緊機(jī)構(gòu)，14.傾斜油缸，15.翻轉(zhuǎn)油缸，16.翻轉(zhuǎn)板，17.鎖緊油缸，18.銷軸，19.配重塊，20.裝載滾板，21.縱向懸臂，22.支撐臂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

以下文本中的上、下、左、右、前、后位置均以附圖中的顯示為準(zhǔn)，實(shí)際安裝位置以此類推。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，包括作為安裝主體的架體2，在架體2縱向兩端(圖1左右兩端)靠近外沿分別安裝有一對(duì)倒U形導(dǎo)軌5，每端的一對(duì)導(dǎo)軌5之間設(shè)置有兩組鏈輪1，每組鏈輪1上套裝有一個(gè)鏈條7(總共四個(gè)導(dǎo)軌5四個(gè)鏈輪1四個(gè)鏈條7)，每端的兩個(gè)鏈條7繞過各自一個(gè)鏈輪1靠外端沿的一端向下共同與平衡桿4連接，平衡桿4向下與兩個(gè)提升油缸3活塞桿同時(shí)連接(總共兩個(gè)平衡桿4四個(gè)提升油缸3)，每端的兩個(gè)提升油缸3的缸體下端與架體2底板上的耳座鉸接，提升油缸3活塞桿的伸縮帶動(dòng)平衡桿4及其鏈條7的位置移動(dòng)；每端兩個(gè)鏈條7靠內(nèi)側(cè)的一端向下依次固定連接有多組鉆桿架10(實(shí)施例附圖均顯示為六組鉆桿架10)，每個(gè)鉆桿架10橫向兩端分別固定安裝有一個(gè)豎立的擋桿9，每個(gè)鉆桿架10橫向兩端分別固定安裝有一個(gè)縱向懸臂21，兩個(gè)縱向懸臂21位于兩個(gè)擋桿9之間的內(nèi)側(cè)，每個(gè)縱向懸臂21的末端分別安裝有一個(gè)滾輪8，每個(gè)滾輪8都對(duì)應(yīng)套裝在所在一側(cè)的導(dǎo)軌5中(就近位置)，每個(gè)鉆桿架10的支撐臂22與鏈條7上的一段鏈板固定焊接，在繞過鏈輪1時(shí)，不影響鏈條7的各段彎折；每端兩個(gè)鏈條7靠內(nèi)側(cè)的最下端共同連接有一個(gè)配重塊19；

每個(gè)鉆桿架10的下端面設(shè)置有卡板12，見圖3，用于上下相鄰的鉆桿架10互相配合，卡緊其間的鉆桿；最上層的一個(gè)鉆桿架10裝滿鉆桿后在所有鉆桿上面扣壓有壓板11，見圖4；

見圖4、圖6，在架體2縱向上沿一邊連接有兩組裝載機(jī)構(gòu)6，每個(gè)裝載機(jī)構(gòu)6包括一個(gè)框架結(jié)構(gòu)的裝載滾板20，裝載滾板20下表面中部耳座通過一個(gè)傾斜油缸14與架體2上的鉸接座鉸接，裝載滾板20的外端鉸接有一個(gè)翻轉(zhuǎn)板16，翻轉(zhuǎn)板16內(nèi)端通過翻轉(zhuǎn)油缸15與裝載滾板20的耳座鉸接，傾斜油缸14的伸縮實(shí)現(xiàn)裝載滾板20整體向上或向下傾斜，引導(dǎo)鉆桿進(jìn)行滾動(dòng)，翻轉(zhuǎn)油缸15的伸縮實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)板16外端的上翹或下沉，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿的限定；

見圖5，在每端的平衡桿4中水平開有兩個(gè)銷孔，在導(dǎo)軌5的支撐架中對(duì)應(yīng)安裝有兩個(gè)鎖緊油缸17，每個(gè)鎖緊油缸17的活塞桿前端固定安裝有銷軸18，一起構(gòu)成鎖緊機(jī)構(gòu)13。每端兩個(gè)鎖緊油缸17同時(shí)動(dòng)作鎖緊，便于平衡桿4的受力平衡；鎖緊油缸17的活塞桿伸縮，帶動(dòng)銷軸18插入或脫出平衡桿4中的銷孔，實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡桿4的鎖定，平衡桿4鎖定后，鏈條7及其鉆桿架10均無法活動(dòng)，也就保證了對(duì)所有鉆桿架10上鉆桿位置的鎖定。

上述的四個(gè)提升油缸3、兩個(gè)傾斜油缸14、兩個(gè)翻轉(zhuǎn)油缸15、兩個(gè)鎖緊油缸17均與液壓控制系統(tǒng)連接，接受協(xié)調(diào)控制；采用PLC程序控制對(duì)應(yīng)的電磁閥，使各個(gè)油缸按照要求順序動(dòng)作，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

通過對(duì)兩對(duì)鏈條7進(jìn)行特別的設(shè)置，將各個(gè)鉆桿架10焊在兩端的鏈條7上，每個(gè)鉆桿架10橫向兩端焊上擋桿9；兩端對(duì)應(yīng)的鉆桿架10共同擔(dān)上鉆桿和鉆鋌，在垂直空間呈六層分布，稱為鉆桿庫。每端的平衡桿4通過兩個(gè)提升油缸3進(jìn)行上下移動(dòng)，通過兩個(gè)鏈條7帶動(dòng)各個(gè)鉆桿架10上下移動(dòng)。為了增加鉆桿架10提升的平穩(wěn)性，在鉆桿架10縱向懸臂21末端裝上滾輪8，提升時(shí)滾輪8在導(dǎo)軌5上滑動(dòng)，增加了對(duì)鉆桿架10的約束。為了防止鏈條7被拉到提升油缸3一側(cè)，在放鉆桿一側(cè)鏈條7末端連接有配重塊19。在鉆桿庫縱向一邊外側(cè)安裝有裝載機(jī)構(gòu)6，每層鉆桿架10所裝載的鉆桿到達(dá)鉆桿庫出口，滾動(dòng)到裝載機(jī)構(gòu)6上，再按需要分配鉆桿。為了防止在運(yùn)輸時(shí)，鉆桿和鉆鋌在鉆桿架上晃動(dòng)，在鉆桿架10下表面焊有卡板12，卡住下層鉆桿螺紋頭兩端，最上層的鉆桿利用壓板11扣住，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)輸。

在鉆桿輸送開始或者結(jié)束之后，沒有了提升油缸3的拉力，放鉆桿的鏈條重，兩邊力不平衡，需要啟動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)，每端用兩個(gè)鎖緊油缸17將銷軸18推進(jìn)平衡桿4中的銷孔里，實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡桿4的鎖緊，所有的鉆桿架10也就實(shí)現(xiàn)定位鎖緊。

參照?qǐng)D6、圖7、圖8、圖9、圖10，本發(fā)明的傳輸過程是，

方式1、鉆桿庫的鉆桿向貓道輸送(假設(shè)鉆桿庫為全滿)：

1.1)將所有的鎖緊油缸17活塞桿收回帶動(dòng)各個(gè)銷軸18退出，使得鉆桿架10解鎖；靠近裝載機(jī)構(gòu)6的兩個(gè)提升油缸3稱為3#、4#提升油缸3，遠(yuǎn)離裝載機(jī)構(gòu)6的兩個(gè)提升油缸3稱為1#、2#提升油缸3，再將全部提升油缸3的桿腔同時(shí)進(jìn)油將第一層鉆桿架10提上來，到達(dá)鉆桿庫出口，然后將1#、2#提升油缸3活塞桿同步向下收縮一定距離，使得(最上面第一層)鉆桿架10縱向外側(cè)再上移設(shè)定高度并向鉆桿庫出口處傾斜，見圖7。

1.2)將裝載機(jī)構(gòu)6上的兩個(gè)傾斜油缸14(5#、6#)活塞桿同時(shí)收縮，裝載滾板20外端下降，鉆桿口沿自動(dòng)滾到裝載機(jī)構(gòu)6的裝載滾板20上；然后將兩個(gè)翻轉(zhuǎn)油缸15(7#、8#)同步收縮，翻轉(zhuǎn)板16的外端下沉，單根鉆桿滾到貓道，后面的鉆桿被擋住，見圖8。

1.3)最上面的第一層鉆桿處理完之后，1#、2#提升油缸3活塞桿伸張復(fù)位，所有鉆桿架10水平之后，全部提升油缸3的桿腔同時(shí)進(jìn)油將第二層鉆桿架10提上來，到達(dá)鉆桿庫出口。而第一層鉆桿架10隨著鏈條7的移動(dòng)，沿著滑軌5滑出鉆桿庫，直至到另一邊去(提升油缸3所在的一邊)，見圖9。

1.4)依次循環(huán)，每層鉆桿架10及其鉆桿的處理都按前三步執(zhí)行。

方式2、貓道的鉆桿向鉆桿庫輸送(假設(shè)鉆桿庫為全空)：

2.1)鉆完井之后，裝載滾板20處于水平狀態(tài)，最下一層鉆桿架10水平處于鉆桿庫口位置，鉆桿用動(dòng)力貓道輸送下來，由貓道的踢出機(jī)構(gòu)將鉆桿踢出，裝載機(jī)構(gòu)6接住，鉆桿滾到最下一層鉆桿架10上，該層鉆桿架10上鉆桿排滿后，兩個(gè)翻轉(zhuǎn)油缸15(7#、8#)同步伸張，翻轉(zhuǎn)板16的外端上翹。

2.2)1#、2#提升油缸3的活塞桿同步伸張，所有鉆桿架10外側(cè)下降向著鉆桿庫里傾斜。兩個(gè)傾斜油缸14(5#、6#)活塞桿同時(shí)伸張，裝載滾板20外端上翹，鉆桿向最下一層鉆桿架10滾動(dòng)，滾到外側(cè)位置后被檔桿9擋住。最下一層鉆桿架10的鉆桿排滿之后，1#、2#提升油缸3的活塞桿同步收縮，將所有鉆桿架10拉成水平；然后，全部提升油缸3同時(shí)動(dòng)作，將最下一層鉆桿架10慢慢向下放。隨著鏈條7的移動(dòng)，倒數(shù)第二層鉆桿架10也到達(dá)鉆桿庫出口位置；見圖10是鉆桿滾入倒數(shù)第五層鉆桿架10鉆桿滾入的示意圖。

2.3)每層鉆桿按照前兩步執(zhí)行。全部鉆桿架10上的鉆桿排滿之后，將兩端的鎖緊油缸17活塞桿伸出將銷軸18推到平衡桿4的銷孔中，最后將壓板11壓住最上層鉆桿，即可完成鉆桿庫固定牢靠，進(jìn)行轉(zhuǎn)場運(yùn)輸。

本發(fā)明裝置用于管柱自動(dòng)化處理中，與貓道之間傳輸鉆桿；架體2整體起吊，運(yùn)輸更加方便，全部鉆桿架10依次上下排放，占用空間少；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無人化操作。