CN101718177B - 水平自动排管装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水平自动排管装置，包括钻柱运输储存盒，钻柱运输储存盒的两纵端安装有带齿条的导轨，轨道上安装有抓管机，抓管机与抓管控制装置连接，所述的钻柱运输储存盒包括两个立挡板和底板固定连接而成，构成一个截面为U形的空间，在底板上设置有若干V型槽；抓管机上设置有伸缩油缸和夹紧油缸，伸缩油缸与导向架连接，夹紧油缸与夹紧钳头连接；所述的抓管控制装置包括主控器，主控器与绝对值位置编码器、行程位置传感器、触点开关、清零位置开关、比例电磁阀分别连接，比例电磁阀与液压马达连接，主控器还与伸缩油缸和夹紧油缸连接。本发明的装置，可以实现无人化钻柱的抓取处理。

Description

水平自动排管装置
技术领域
本发明属于石油钻机设备技术领域，涉及一种水平自动排管装置。
背景技术
钻机的自动化程度要求越来越高，实现无人干预的自动管子排放处理是钻机实现自动化的必要条件。在现有的海洋平台中，管子处理采用抓管机(关节吊)将钻柱、套管等管柱从管子堆场吊起放入猫道，抓管机(关节吊)由抓管机上的操作人员或司钻房内的操作人员操作，无法完全实现无人干预的自动操作。陆地钻机普遍采用的是将排管架上的管柱由人工推入或推出猫道，有部份钻机采用小吊机将钻柱吊上机械手或猫道的形式，但是，由于现有抓管机没有设置自动控制系统，无法自行正确抓到每个(或多个)钻柱，同样也无法实现无人干预的自动操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平自动排管装置，能够实现钻柱的自动放入或取出，从而实现无人干预下的钻柱水平自动排放。
本发明所采用的技术方案是，一种水平自动排管装置，包括钻柱运输储存盒，钻柱运输储存盒的两纵端水平安装有带齿条的轨道，轨道上安装有抓管机，抓管机与抓管控制装置连接；所述的抓管控制装置包括主控器，主控器与绝对值位置编码器、行程位置传感器、触点开关、清零位置开关、比例电磁阀分别连接，比例电磁阀与液压马达连接；所述的抓管机上设置有伸缩油缸和夹紧油缸，伸缩油缸与导向架连接，夹紧油缸与夹紧钳头连接，伸缩油缸和夹紧油缸均与主控器连接。
本发明的水平自动排管装置，其特征还在于：
所述的绝对值位置编码器安装在抓管机上；行程位置传感器安装在伸缩油缸的内部；触点开关安装在夹紧钳头上；清零位置开关安装在轨道的端头。
所述的钻柱运输储存盒的结构是，包括两个立挡板和底板固定连接而成，构成一个截面为U形的空间，在底板上与立挡板平行方向设置有若干V型槽。
所述的V型槽的尺寸与钻柱相适应。
所述的抓管机与轨道之间依靠定位滚轮连接。
本发明的有益效果是，依靠比例电磁阀控制的液压马达带动抓管机左右行走，依靠位置编码器检测并通过程序控制抓管机的位置与同步，实现抓管机的精确定位；抓管机可以在轨道未端进行零位校正；抓管机依靠定位滚轮保证抓管机使用在动态坏境；由于采用上述的程序控制，钻柱定位准确，实现了无人化钻柱的抓取处理，实现与外部的联动、防碰等自动化操作。
附图说明
图1是本发明装置中的钻柱运输储存盒结构示意图；
图2本发明装置中的抓管控制装置的结构示意图；
图3是本发明水平自动排管装置一个实施例的结构示意图；
图4是本发明水平自动排管装置另一实施例的结构示意图。
图中，1.钻柱运输储存盒，2.V型槽，3.钻柱，4.轨道，5.齿条，6.主动齿轮，7.抓管机，8.夹紧钳头，9.绝对值位置编码器，10.导向架，11.立挡板，12.底板，13.行程位置传感器，14.夹紧油缸，15.伸缩油缸，16.比例电磁阀，17.液压马达，18.主控器，19.清零位置开关，20.触点开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的水平自动排管装置，包括钻柱运输储存盒1，钻柱运输储存盒1的两纵端上水平安装有带齿条5的轨道4，轨道4上安装有抓管机7，抓管机7与抓管控制装置连接，钻柱运输储存盒1与抓管机7的数量根据实际需要设置。抓管机7负责从钻柱运输储存盒1中将钻柱按程序自动取出，然后放入到指定的位置；或从固定的位置取回，然后放入到钻柱运输储存盒1的指定位置。
如图1，为钻柱运输储存盒1的结构示意图，钻柱运输储存盒1可以提供钻柱的整体运输与定位，包括两个立挡板11和底板12固定连接而成，构成一个截面为U形的空间，在底板12上与立挡板11平行方向设置有若干定位钻柱用的V型槽2，每个V型槽2中放置一个钻柱3，钻柱放置要求有序，根据不同外径钻柱，制做相应尺寸的V型槽2。
根据钻柱的不同尺寸控制V型槽2的间距，从而可将最下部的每根钻柱3在横向与储存盒的某一边立挡板11的间距保持一个固定的尺寸，第二排的钻柱摆放在下排钻柱上形成的类似于V型槽中，也同样与储存盒的某一边立挡板11的间距保持一个固定的尺寸，以此类推，在钻柱运输储存盒1中储存若干层钻柱，V型槽确定后，每一根钻柱3均可以看成以钻柱运输储存盒1的横截面为X-Y坐标系的一个固定点，从而为后面的自动程序控制提供可能。
抓管机7沿轨道4上的移动位置与同步，靠安装在抓管机7上的绝对值位置编码器9控制，保证两台抓管机的同步运行；抓管机7上安装有防止抓管机左右、上下跳动的定位滚轮，定位滚轮与轨道4相配，能可靠的实现移动和定位，能保证抓管机使用在陆地或动态的船体上。
如图2，是本发明水平自动排管装置中抓管控制装置的结构示意图，抓管控制装置包括主控器18，主控器18与绝对值位置编码器9、行程位置传感器13、触点开关20、清零位置开关19、比例电磁阀16分别连接，比例电磁阀16与液压马达17连接，液压马达17设置在抓管机7上，通过主动齿轮6在齿条5上移动，主控器18还与伸缩油缸15和夹紧油缸14连接。
参照图3，是本发明水平自动排管装置一个实施例的结构示意图，两台抓管机7安装在钻柱运输储存盒1上方的两端，抓管机7通过自身安装的液压马达17带动主动齿轮6，通过齿条5沿轨道4移动，抓管机7自身带有上下可伸缩的伸缩油缸15，为保证两台抓管机上的伸缩油缸15和导向架10同步控制，在伸缩油缸15的内部安装有行程位置传感器13。在每台抓管机上均安装有绝对值位置编码器9，当抓管机7运行时，绝对值位置编码器9通过与齿条5连接的齿轮6的转动，定位抓管机在轨道上的相对位置。为防止两台抓管机7在长时间运行后产生累积误差较大，在轨道4上的一端设有清零位置开关19，程序控制两台抓管机在运行几次后自动清零一次。
本实施例抓管机的自动程序控制是：
参照图3，要求将钻柱从钻柱运输储存盒1中抓出放入到导向架10时，两个抓管机7通过各自比例电磁阀16控制的两个液压马达17，在轨道4上沿水平齿条5运行；两台抓管机左右运行时需要同步，左右运行位置由程序指定，防止抓住管子时不同步引起抓管机夹紧钳头8损坏，两台抓管机中的绝对值位置编码器9提供的信号精确定位，如果产生误差大于某值(如设定为2mm)，主控器18就会通过控制两个比例电磁阀16中的一个较快的减少流量输出，从而使两台抓管机控制在同步同位置水平。
两台抓管机7同时运行到左右某个指定位置后，抓管机7停止运行，由伸缩油缸15确定上下的位置定位，程序控制伸缩油缸15伸出到某一确定位置附近，触点开关20控制伸缩油缸15的关停，伸缩油缸15停止运行并通过程序控制夹紧油缸14，夹紧油缸14收缩使得夹紧钳头8将钻柱抓起，当液压到达某个压力值后，伸缩油缸15收回到最高位置。两台抓管机然后同步同位置运行到程序指定的位置，伸缩油缸15再将钻柱放下，抓管机回位待机。
当需要将钻柱从导向架10中抓回放入到钻柱运输储存盒1时，原理与钻柱的抓出过程相同，只是程序不同。
如图4，是本发明水平自动排管装置另一实施例的结构示意图，为一台抓管机7与两个钻柱运输储存盒1进行搭配设置，抓管机7可以左右移动，以便抓取两个钻柱运输储存盒1中的钻柱3。抓管机7的夹紧钳头8的两个夹紧手可以在张开状态从同一水平面摆放的钻柱中间缝隙中进入(考虑定位误差)并夹紧其中的一个钻柱。
本发明的装置，抓管机依靠比例电磁阀控制的压马达带动实现左右行走，抓管机的位置与同步依靠位置编码器检测并通过程序控制，实现抓管机的精确定位；抓管机上可以在轨道未端进行零位校正；抓管机依靠定位滚轮防止上、下、左、右跳动，可以保证抓管机使用在动态坏境；由于采用上述的装置及程序控制，钻柱抓取的定位准确，可以实现无人化钻柱的抓取操作，可以与外部实现联动、防碰等远程自动化操作。

Claims (3)

1.一种水平自动排管装置，其特征在于：包括钻柱运输储存盒(1)，钻柱运输储存盒(1)的两纵端水平安装有带齿条(5)的轨道(4)，轨道(4)上安装有抓管机(7)，抓管机(7)与抓管控制装置连接；
所述的抓管控制装置包括主控器(18)，主控器(18)与绝对值位置编码器(9)、行程位置传感器(13)、触点开关(20)、清零位置开关(19)、比例电磁阀(16)分别连接，比例电磁阀(16)与液压马达(17)连接，液压马达(17)通过主动齿轮(6)驱动抓管机(7)在齿条(5)上移动；
所述的抓管机(7)上设置有伸缩油缸(15)和夹紧油缸(14)，伸缩油缸(15)与导向架(10)连接，夹紧油缸(14)与夹紧钳头(8)连接，伸缩油缸(15)和夹紧油缸(14)均与主控器(18)连接；
所述的绝对值位置编码器(9)安装在抓管机(7)上；行程位置传感器(13)安装在伸缩油缸(15)的内部；触点开关(20)安装在夹紧钳头(8)上；清零位置开关(19)安装在轨道(4)的端头；
所述的钻柱运输储存盒(1)的结构是，包括两个立挡板(11)和底板(12)固定连接而成，构成一个截面为U形的空间，在底板(12)上与立挡板(11)平行方向设置有若干V型槽(2)。
2.根据权利要求1所述的水平自动排管装置，其特征在于：所述的V型槽(2)的尺寸与钻柱(3)相适应。
3.根据权利要求1所述的水平自动排管装置，其特征在于：所述的抓管机(7)与轨道(4)之间依靠定位滚轮连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102654040B (zh) * 2012-05-28 2014-03-12 东北石油大学 石油钻柱仓储自动化装置
CN103452503B (zh) * 2013-09-12 2015-05-27 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种用于加杆装置的钻杆列定位系统
CN113202413A (zh) * 2021-06-18 2021-08-03 无锡市钻通工程机械有限公司 一种非开挖钻机用行走小车位置监测及自动减速系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877583A (en) * 1974-01-18 1975-04-15 Dolphin International Pipe racking system
US4591006A (en) * 1981-03-26 1986-05-27 Chevron Research Company Well servicing rig
CN2591214Y (zh) * 2002-11-16 2003-12-10 田富林 钻井钻具运移装置
US7540338B2 (en) * 2005-07-19 2009-06-02 National Oilwell Varco, L.P. Single joint drilling system with inclined pipe handling system
CN201546644U (zh) * 2009-11-06 2010-08-11 宝鸡石油机械有限责任公司 水平自动排管装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877583A (en) * 1974-01-18 1975-04-15 Dolphin International Pipe racking system
US4591006A (en) * 1981-03-26 1986-05-27 Chevron Research Company Well servicing rig
CN2591214Y (zh) * 2002-11-16 2003-12-10 田富林 钻井钻具运移装置
US7540338B2 (en) * 2005-07-19 2009-06-02 National Oilwell Varco, L.P. Single joint drilling system with inclined pipe handling system
CN201546644U (zh) * 2009-11-06 2010-08-11 宝鸡石油机械有限责任公司 水平自动排管装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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