CN102278082A - 一种智能动力猫道 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能动力猫道。它是由支架、轨道、轮组、机械臂组件和猫道主体组成的，猫道主体通过轮组安置在支架的轨道上，机械臂组件安装在猫道主体上。猫道主体通过普通轮和防风轮行驶在轨道上。本发明实现了动力猫道工作的运输过程自动化，降低工人劳动强度，减少事故发生几率以及意外事故所造成的损失。本发明采用编码器结构，提高动力猫道的智能化程度，使工作过程更加节约人力，提高工作效率，减少钻杆运输时间。模块化设计使设备具有快换的功能，及时排除故障，保证生产稳定，持续。可调节位置的猫道平台扩宽了本发明的应用范围，不同的实施方案提高了本发明的智能化水平。

Description

一种智能动力猫道
(一)技术领域
本发明涉及石油钻机配套设备，具体说就是一种智能动力猫道。
(二)背景技术
随着机械化自动化技术在石油钻机行业的应用，我国石油钻机制造技术得到了较快的发展，但对钻机外围配套设备的自动化问题研究和投入明显不足。目前我国钻机的钻具排放和上、下钻台的操作还停留在20世纪60～70年代的水平，这与钻机整体技术的发展水平不相适应。目前，油田钻杆传输过程中钻杆的装载大多靠人力完成，工作时每一次钻杆的运输都由工人重复性的控制整个过程，并靠工人的视觉来调整钻杆的位置，效率较低，设备出现故障维修周期长，造成生产间断。当前动力猫道存在以下缺点：自动化程度较低，工人劳动强度大；工人过于接近施工地点，安全保障系数较低；运输效率低，钻杆传输耗时长；设备出现问题维修周期长，不具备快换功能，造成生产间断降低了生产效率；通用性不强，不能适应不同高度的钻井平台；钻杆及负载运送方式单一，智能化程度低。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种智能动力猫道。
本发明的目的是这样实现的：它是由支架、轨道、轮组、机械臂组件和猫道主体组成的，猫道主体通过轮组安置在支架的轨道上，机械臂组件安装在猫道主体上。
本发明还有以下技术特征：
(1)所述的支架包括轨道、防护栏、上架、10型架、支撑腿、底座、支撑块、销轴、齿条、吊环、缓冲球和液压设备栏，支撑块与底座螺栓连接在一起，10型架通过螺栓连接到支撑块上，支撑腿通过螺栓分别连接到支撑块和10型架上，上架通过销轴与10型架相连，防护栏与上架之间用螺栓连接，轨道焊接在上架上，齿条通过螺钉安装在上架上，吊环用螺栓安装在上架上，缓冲球套装在上架的缓冲球安装处，液压设备通过螺栓安装在上架上。
(2)所述的猫道主体通过普通轮和防风轮行驶在轨道上，普通轮和防风轮分别通过轮组销轴和防风轮组销轴铰接在普通轮安装版和防风架上，普通轮安装版和防风架安装在本体焊接结构上，缓冲板固定在本体焊接结构上，吊环连接在本体焊接结构上，后道板和前部道板一、前部道板二通过螺栓连接在本体焊接结构上，张紧结构插装在本体焊接结构尾部。
(3)所述的机械臂组件包括与本体焊接结构连接的底板、连接在底板上的起吊装作用的耳环，机械臂提升液压缸由销铰接在底板(3与内臂之间，内臂通过销铰接在立柱上，立柱连接在底板上并与支撑板相连，外壁与内壁相连，横杆通过螺栓固定在横杆轴上，横杆轴与摇臂通过弹簧轴铰接在一起，弹簧套装在弹簧轴上，复位滚子安装在复位滚子支架上，摇臂固定在柱塞马达之上，柱塞马达与外臂相连，滚子支架通过销与外臂铰接，机械臂滚子用液压缸通过销与外臂和滚子支架铰接，滚子通过法兰与滚子支架相连。
本发明一种智能动力猫道，实现了动力猫道工作的运输过程自动化，减少了工人的劳动强度，减少了事故发生的几率以及意外事故所造成的损失。本发明采用编码器结构，提高了动力猫道的智能化程度，使工作过程更加的节约人力，提高了工作效率，减少了钻杆运输时间。模块化设计使设备具有快换的功能，及时的排除故障，保证了生产的稳定，持续。可调节位置的猫道平台扩宽了本发明的应用范围，不同的实施方案大大提高了本发明的智能化。
(四)附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的支架结构图；
图3为本发明的猫道主体仰视图；
图4为本发明的猫道主体左视图；
图5为分发明的猫道主体俯视图；
图6为本发明的机械臂结构与猫道主体组合左视图；
图7为本发明的机械臂结构示意图；
图8为本发明的动力猫道位置调节功能示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。
实施例1：结合图1-图7，本发明一种智能动力猫道，它是由支架(1)、轨道(4)、轮组(3)、机械臂组件(225)和猫道主体(2)组成的，猫道主体(2)通过轮组(3)安置在支架(1)的轨道(4)上，机械臂组件(225)安装在猫道主体(2)上。
本发明还有以下技术特征：
所述的支架(1)包括轨道(4)、防护栏(101)、上架(102)、10型架(103)、支撑腿(104)、底座(105)、支撑块(106)、销轴(107)、齿条(108)、吊环(109)、缓冲球(110)和液压设备栏(111)，支撑块(106)与底座(105)螺栓连接在一起，10型架(103)通过螺栓连接到支撑块(106)上，支撑腿(104)通过螺栓分别连接到支撑块(106)和10型架(103)上，上架(102)通过销轴(107)与10型架(103)相连，防护栏(101)与上架(102)之间用螺栓连接，轨道(4)焊接在上架(102)上，齿条(108)通过螺钉安装在上架(102)上，吊环(109)用螺栓安装在上架(102)上，缓冲球(110)套装在上架(102)的缓冲球安装处，液压设备栏(111)通过螺栓安装在上架(102)上。
所述的猫道主体(2)通过普通轮(204)和防风轮(205)行驶在轨道(4)上，普通轮(204)和防风轮(205)分别通过轮组销轴(220)和防风轮组销轴铰接在普通轮安装版(231)和防风架(232)上，普通轮安装版(231)和防风架(232)安装在本体焊接结构(203)上，缓冲板(210)固定在本体焊接结构(203)上，吊环(224)连接在本体焊接结构(203)上，后道板(234)和前部道板一(248)、前部道板(248)通过螺栓连接在本体焊接结构(203)上，张紧结构(251)插装在本体焊接结构(203)尾部。
所述的机械臂组件(225)包括与本体焊接结构(203)连接的底板(301)、连接在底板(301)上的起吊装作用的耳环(302)，机械臂提升液压缸(304)由销(303)铰接在底板(301)与内臂(321)之间，内臂(321)通过销(322)铰接在立柱(323)上，立柱(323)连接在底板(301)上并与支撑板(324)相连，外壁(320)与内壁(321)相连，横杆(305)通过螺栓固定在横杆轴(306)上，横杆轴(306)与摇臂(311)通过弹簧轴(310)铰接在一起，弹簧(309)套装在弹簧轴上，复位滚子(307)安装在复位滚子支架(308)上，摇臂(311)固定在柱塞马达(312)之上，柱塞马达(312)与外臂(320)相连，滚子支架(316)通过销(317)与外臂(320)铰接，机械臂滚子用液压缸(314)通过销(315)与外臂(320)和滚子支架(316)铰接，滚子(318)通过法兰(319)与滚子支架(316)相连。
实施例2：结合图8，实施方案一：猫道主体位置及角度调节
两底座(105)采用一端固定一段游离的方式安装在工作台底面，支撑腿(106)通过液压缸的驱动相应的伸长，从而通过两支撑腿(106)的配合实现猫道主体(2)的高度和角度的调节，达到目的工作平台的要求位置。实现多平台应用。
钻杆的装载
猫道主体(2)停留在等待工位，吊机将钻杆从杆堆中吊起放入装载板(243)上，装载板(243)一端以铰接的形式通过装载板用销轴(207)与装载板液压缸(206)连接，装载板液压缸(206)另一侧铰接在本体焊接结构(203)上，装载板(243)的另一端通过装载板卸载板共用销轴(240)与卸载板(242)连接。装载板液压缸(206)在控制系统的作用下推动装载板(243)翻转一定的角度使钻杆滑到梭车机架(217)和由连接在本体焊接结构(203)上的后道板(235)、道板(236)、道板一(244)、道板二(245)、道板三(246)组成的钻杆滑道槽(219)中。
钻杆的运输
钻杆通过安装在梭车机架(217)上的后垫板(216)的推动前进完成运输，小车驱动组件(215)中的链轮在液压马达的作用下旋转带动传动链(218)，与被带座轴承组件(212)和被动轴(213)固定在本体焊接结构(203)上的被动链轮(214)形成传动关系，传动链(218)与梭车机架(216)相连接，从而推动后垫板(216)在滚子(250)的旋转下在滑道上运动，滚子(250)与滚架(249)铰接在一起连接在梭车机架上。传动链(218)遵循着固定在本体焊接结构(203)上的上链条垫板(241)和下链条垫板(233)确定的轨迹随链轮运行。梭车机架(218)运行前，铰接在张紧结构(251)和本体焊接结构(203)之间的张紧缸(222)启动，对传动链(217)进行预紧。第一次钻杆传动时安装在小车驱动组件(215)中的梭车编码器(200)记录整个钻杆传输过程并进行记忆，从而使以后的钻杆传输自动运行到目标位置，无需工人调节从而提高效率节约人力。
猫道主体的行走
猫道主体(2)依靠安装在本体焊接结构上的普通轮(204)和防风轮(205)在支架(1)的轨道(4)上行走。固定在本体焊接机构(203)上的大车驱动马达(209)带动齿轮旋转，齿轮与齿条(108)啮合，从而传递动力带动大车行走到目的地点，大车第一次行走过程中编码器组件(208)同时与齿条啮合，对行走过程进行记忆，从而使以后的猫道主体(2)自动行走到目的地点，实现智能化与自动化。
钻杆的调位
抬升臂(226)通过抬升臂连接销(229)铰接在本体焊接结构(203)上，抬升臂液压缸(227)通过抬升臂液压缸销轴(228)铰接在抬升臂(226)与本体焊接结构(203)上，抬升臂(226)在抬升臂液压缸(228)的推动下抬起已到达目的地点的钻杆到达指定的高度，由吊机将钻杆运送到目的位置继续工作。
钻杆的卸载
钻杆工作结束后，将由钻杆调位，猫道主体(2)行走，钻杆运输的逆过程完成钻杆的回运。卸载板(242)通过卸载板装载板公用销轴(240)与装载板铰接，卸载板液压缸(239)由卸载板用长销(238)和卸载板用短销(237)铰接在本体焊接结构(203)上。当钻杆回归到装载位置时，卸载板液压缸(239)工作，推动卸载板(242)翻转将钻杆移出换到由吊机运回杆堆，由此完成一个工作过程。机械臂组件(225)整个模块可以快速的从本体焊接结构(203)上拆除，其上的液压结构设有快换接头，使整个机械臂组件(225)模块化更强，出现故障时可以及时维修。
实施例3：结合图6，实施方案二：猫道主体位置及角度调节、钻杆的装载、钻杆的运输、猫道主体的行走、钻杆的卸载与实施方案一基本相同，不同之处在于钻杆的调位，实施方案二增加了机械臂组件(225)如图7所示。抬升臂(226)通过抬升臂连接销(229)铰接在本体焊接结构(203)上，抬升臂液压缸(227)通过抬升臂液压缸销轴(228)铰接在抬升臂(226)与本体焊接结构(203)上，抬升臂(226)在抬升臂液压缸(228)的推动下抬起已到达目的地点的钻杆到达指定的高度，由机械臂组件(225)辅助支撑调节钻杆到竖直位置，机械臂组件(225)主要包括与本体焊接结构(203)连接的底板(301)、连接在底板(301)上的起吊装作用的耳环(302)，机械臂提升液压缸(304)由销(303)铰接在底板(301)与内臂(321)之间，内臂(321)通过销(322)铰接在立柱(323)上，立柱(323)则连接在底板(301)上并同时与支撑板(324)相连，外臂(320)与内臂(321)相连。横杆(305)通过螺栓固定在横杆轴(306)上，横杆轴(306)与摇臂(311)通过弹簧轴(310)铰接在一起，弹簧(309)套装在弹簧轴上。复位滚子(307)安装在复位滚子支架(308)上。摇臂(311)固定在柱塞马达(312)之上，柱塞马达(312)与外臂(320)相连。滚子支架(316)通过销(317)与外臂(320)铰接。机械臂滚子用液压缸(314)通过销(315)与外臂(320)和滚子支架(316)铰接。滚子(318)通过法兰(319)与滚子支架(316)相连。当抬升臂(226)将钻杆运送到目标位置时，柱塞马达(312)运转将摇臂(311)抬起，横杆(305)跟随摇臂(311)展开，柱塞马达(312)继续运转将钻杆抬升到新的高度。机械臂滚子用液压缸(314)工作使滚子支架(316)转动，使滚子(318)运行到适当位置，与柱塞马达(312)配合完成钻杆的交接。此时机械臂提升液压缸(304)工作，将机械臂组件(225)提升置适宜高度，在梭车机架(217)的配合下将钻杆由原来的水平调节成竖直位置，同样梭车编码器(200)会对此过程编码记忆，后续重复过程将自动完成。钻杆调成竖直位置后，将由吊机运到目的位置进行后续工作。

Claims (4)

1.一种智能动力猫道，它是由支架(1)、轨道(4)、轮组(3)、机械臂组件(225)和猫道主体(2)组成的，其特征在于：猫道主体(2)通过轮组(3)安置在支架(1)的轨道(4)上，机械臂组件(225)安装在猫道主体(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种智能动力猫道，其特征在于：所述的支架(1)包括轨道(4)、防护栏(101)、上架(102)、10型架(103)、支撑腿(104)、底座(105)、支撑块(106)、销轴(107)、齿条(108)、吊环(109)、缓冲球(110)和液压设备栏(111)，支撑块(106)与底座(105)螺栓连接在一起，10型架(103)通过螺栓连接到支撑块(106)上，支撑腿(104)通过螺栓分别连接到支撑块(106)和10型架(103)上，上架(102)通过销轴(107)与10型架(103)相连，防护栏(101)与上架(102)之间用螺栓连接，轨道(4)焊接在上架(102)上，齿条(108)通过螺钉安装在上架(102)上，吊环(109)用螺栓安装在上架(102)上，缓冲球(110)套装在上架(102)的缓冲球安装处，液压设备栏(111)通过螺栓安装在上架(102)上。
3.根据权利要求1所述的一种智能动力猫道，其特征在于：所述的猫道主体(2)通过普通轮(204)和防风轮(205)行驶在轨道(4)上，普通轮(204)和防风轮(205)分别通过轮组销轴(220)和防风轮组销轴铰接在普通轮安装版(231)和防风架(232)上，普通轮安装版(231)和防风架(232)安装在本体焊接结构(203)上，缓冲板(210)固定在本体焊接结构(203)上，吊环(224)连接在本体焊接结构(203)上，后道板(234)和前部道板一(248)、前部道板二(248)通过螺栓连接在本体焊接结构(203)上，张紧结构(251)插装在本体焊接结构(203)尾部。
4.根据权利要求1所述的一种智能动力猫道，其特征在于：所述的机械臂组件(225)包括与本体焊接结构(203)连接的底板(301)、连接在底板(301)上的起吊装作用的耳环(302)，机械臂提升液压缸(304)由销(303)铰接在底板(301)与内臂(321)之间，内臂(321)通过销(322)铰接在立柱(323)上，立柱(323)连接在底板(301)上并与支撑板(324)相连，外壁(320)与内壁(321)相连，横杆(305)通过螺栓固定在横杆轴(306)上，横杆轴(306)与摇臂(311)通过弹簧轴(310)铰接在一起，弹簧(309)套装在弹簧轴上，复位滚子(307)安装在复位滚子支架(308)上，摇臂(311)固定在柱塞马达(312)之上，柱塞马达(312)与外臂(320)相连，滚子支架(316)通过销(317)与外臂(320)铰接，机械臂滚子用液压缸(314)通过销(315)与外臂(320)和滚子支架(316)铰接，滚子(318)通过法兰(319)与滚子支架(316)相连。
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