CN104265207A - 一种油缸起升式陆地动力猫道 - Google Patents

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    • E21B19/14Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/15Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • E21B19/155Handling between horizontal and vertical position

Abstract

本发明公开一种油缸起升式陆地动力猫道,属于石油钻井设备技术领域。本发明的油缸起升式陆地动力猫道,包括坡道、底座、旋臂和V型钻具支撑梁,坡道的上端设有坡道导向轮,坡道导向轮位于坡道与钻台面的连接部位;V型钻具支撑梁的底部设有与坡道导向轮配合的支撑梁导轨,支撑梁导轨可以相对坡道导向轮移动。本发明的油缸起升式陆地动力猫道,V型钻具支撑梁底部支撑梁导轨与坡道上端的坡道导向轮配合,可以直接将钻杆送至井口附近,提高了送钻工作的工作效率,特别地,这种结构应用于高钻台面的送钻效果更明显。

Description

一种油缸起升式陆地动力猫道
技术领域
[0001] 本发明涉及一种动力猫道,特别涉及一种油缸起升式陆地动力猫道,属于石油钻井设备技术领域。
背景技术
[0002]目前,钻机上运送钻柱到钻台面使用的机械化工具有多种方式,比较常见且自动化程度较高的机械化运送钻柱用动力猫道是钢丝绳起升方式动力猫道或平行四连杆机构的动力猫道。
[0003] 钢丝绳起升方式动力猫是利用支腿与进料机构将钻具送入V型送钻装置,起升绞车安装在坡道后部,绞车缠绳时拉动V型送钻具装置,将钻柱具到钻台面;绞车放绳时,V型送钻具装置靠自重下滑,直到下放至水平位置。这种动力猫道主要存在以下缺点:l、v型送钻具装置只能运动至坡道上端,不能脱离坡道导轨,因为无法直接将钻具送至钻井进口附近,还需人工在钻台面上二次送钻,特别是对于高钻台面的钻井工程,这种问题更为明显突出,大大降低了钻具送钻效率;2、钻具进料机构与支腿分离,钻具进料过程存在碰撞死点,钻具轨迹易偏位,其轨迹不可控,不利于一键式操作;3、V型送钻装置下放时,靠钻柱与V型送钻具装置自重实现运动,当V型送钻具装置处于坡道下部位置时,下滑分力较小;V型送钻具装置前端越是接近坡道的下端,下滑的分力越小,容易出现卡死并存在V型送钻柱装置较难回到水平位置现象;4、由于钢丝绳具有柔性特性,移送钻具时V型送钻装置晃动较大,且钢丝绳存在断裂危险,保养维护不易;5、此类动力猫道往往外形尺寸较大,往往分为两段运输,安装运输要求较高。
[0004] 而对不使用坡道而采用油缸顶升平行四连杆机构的动力猫道,虽然避免了钢丝绳起升不稳定的弊端,但其主要适用于较低钻台面的钻机。对于高钻台面,四连杆机构的动力猫道由于机构限制的原因,起升油缸往往需要两个双级油缸,控制困难;一旦油缸出现故障,由于无坡道,存在潜在危险,且四连杆机构式动力猫道高度普遍较高,不能当普通猫道使用。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种可将钻具直接送至井口附近的动力猫道,这种动力猫道送钻效率高,且钻具上下钻台能准确到位,不存在下滑死角;
[0006] 进一步地,本发明的进一步目的还在于提供一种钻具进料时,支腿、整料机构和V型钻具支撑梁连接为一体、钻具进料过程不存在碰撞死点、钻具轨迹定位准确的动力猫道;
[0007] 本发明的进一步目的还在于提供一种便于收纳和整体运输的动力猫道。
[0008] 为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
[0009] 一种油缸起升式陆地动力猫道,包括坡道、底座、旋臂和V型钻具支撑梁,所述底座的前端与所述坡道的后端连接,所述V型钻具支撑梁的前端与所述坡道接触并能沿所述坡道长度方向移动,所述V型钻具支撑梁的后端与所述旋臂的后端铰接;所述底座上安装有滑车和滑车驱动装置,所述滑车驱动装置驱动所述滑车沿所述底座钢轨移动;所述旋臂的前端铰接在所述滑车上,所述滑车上还铰接有主臂油缸,所述主臂油缸的另一端铰接在所述旋臂上,其特征在于:所述坡道的上端设有坡道导向轮,所述坡道导向轮位于所述坡道与钻台面的连接部位;所述V型钻具支撑梁的底部设有与所述坡道导向轮配合的支撑梁导轨,所述支撑梁导轨可以相对所述坡道导向轮移动。上述结构的动力猫道,在坡道的上端设有坡道导向轮,在V型钻具支撑梁的底部设有与所述坡道导向轮配合的支撑梁导轨,V型钻具支撑梁在旋臂的推动下送钻,当V型钻具支撑梁前端运动至坡道上端时,所述支撑梁导轨与所述坡道导向轮接触,V型钻具支撑梁可以进一步前移滑动,进而可以将钻具直接送至钻台面井口附近,大大提高了钻井过程中,猫道的送钻效率,特别是对于高钻台面的钻井工程,这种优势尤为明显。
[0010] 作为本发明的优选方案,所述V型钻具支撑梁的前端设有坡道连接V槽,所述坡道连接V槽上设有可沿自身轴线转动的导轮,所述导轮的上端位于所述坡道连接V槽上表面上端,所述导轮的轴线与所述V型钻具支撑梁长度方向垂直。V型钻具支撑梁运动到位后,V型钻具支撑梁与水平方向有一夹角,钻具沿V型钻具支撑梁的V型槽前移过程中,钻具的中心位于V型钻具支撑梁的前端,上述结构的V型钻具支撑梁,钻具与导轮滚动接触,可以减小钻具相对V型钻具支撑梁的摩擦力,钻具更容易相对V型钻具支撑梁向前移动。
[0011] 作为本发明的优选方案,所述底座上设有底座钢轨和限位导轨,所述底座钢轨和限位导轨沿所述底座长度方向延伸,且所述限位导轨位于所述底座钢轨的外侧;所述滑车底部设有滑车滚轮,所述滑车滚轮与所述底座钢轨接触并能沿所述底座钢轨移动;所述滑车上还设限位滑板,所述限位滑板一端固定在滑车上,另一端安装在所述限位导轨上,所述限位滑板可以沿所述限位导轨滑动。上述结构的滑车和底座安装位置关系,钻具输送过程中,滑车沿底座钢轨运行,并通过所述限位导轨和所述限位滑板对滑车左右限位,钻具输送过程平稳、安全。
[0012] 进一步优选的,所述限位滑板上设有腰形孔,所述腰形孔内设有螺栓,所述限位滑板通过所述腰形孔和所述螺栓固定在所述滑车上。上述结构的限位滑板,螺栓固定在滑车上,由于腰形孔的作用,松开螺栓可以人为调节限位滑板的左右移动距离,然后拧紧螺栓,使限位滑板与限位导轨匹配。这样设置可调节限位滑板,可以使滑车运行过程更流畅,滑车运行过程不会出现卡死的故障;同时,还可以方便滑车的更换。
[0013] 作为本发明的优选方案,所述限位滑板和所述限位导轨包括两组,两组所述限位滑板和所述限位导轨对称设置在所述底座钢轨两侧。设置两组所述限位滑板和所述限位导轨,滑车的左右定位效果更好。
[0014] 作为本发明的优选方案,所述底座上还设有限位装置,所述限位装置位于底座钢轨的前端;所述旋臂的下端设有限位滚轮,两个所述限位滚轮对称分布在所述旋臂的两侧;所述底座上还设有与所述限位滚轮配合的旋臂导向组件,所述旋臂导向组件分布在所述底座钢轨的两侧。上述结构的动力猫道,滑车与所述限位装置接触限位后,旋臂下放,待旋臂快转动至水平方向时,所述限位滚轮与所述旋臂导向组件接触,所述限位滚轮沿所述旋臂导向组件下滑,旋臂能够准确落在底座钢轨上,旋臂不会发生偏移,装置生产过程故障少、效率高。
[0015] 作为本发明的优选方案,所述动力猫道还包括支腿和整料机构,所述支腿包括横梁,所述整料机构铰接在所述横梁上;所述整料机构包括整料耳座,所述整料耳座呈三叶型,三叶型的三个叶片分别为整料液缸连接端、V型槽连接端和钻杆翻转端,三叶型的中心铰接在所述横梁上;所述整料液缸连接端位于所述横梁的下方,所述整料液缸连接端铰接有支腿整料油缸,所述支腿整料油缸的另一端铰接在所述横梁上;整料前,所述钻杆翻转端位于所述横梁上表面的下方,所述V型槽连接端位于所述横梁上表面的上方,且所述V型槽连接端与所述V型钻具支撑梁分离;整料完成后,所述钻杆翻转端位于所述横梁上表面的上方;所述V型槽连接端位于所述横梁上表面的下方,且所述V型槽连接端与所述V型钻具支撑梁的上表面接触。上述结构的整料机构,钻具进料时,支腿、整料机构和V型钻具支撑梁连接为一体,钻具进料过程不存在碰撞死点,钻具轨迹定位准确,装置自动化程度高、工作效率高。
[0016] 作为本发明的优选方案,所述钻杆翻转端上安装有可拆卸的挡板,所述挡板的长度大于所述钻杆翻转端的长度。上述结构的整料机构,在钻杆翻转端设置可拆卸的挡板,整料机构可以适用于不同大小尺寸的钻具;当钻具的尺寸很小时,可以直接卸掉挡板,通过所述钻杆翻转端的部分将钻具翻转至V型钻具支撑梁内,这样可以保证每次只有一根钻具进入V型钻具支撑梁内,整料机构工作精确且可广泛应用于不同尺寸的钻具。
[0017] 作为本发明的优选方案,所述支腿还包括支腿油缸,所述横梁的一端通过支腿连接装置铰接安装在所述底座上,所述横梁的另一端与所述支腿油缸的上端铰接,所述支腿油缸的下端通过外接装置连接固定;所述横梁上还安装有拉杆,所述拉杆位于靠近所述支腿油缸的一端;所述拉杆的下端通过外接装置连接固定,所述拉杆的上端通过销轴安装在所述横梁上的滑槽内,所述滑槽沿横梁长度方向延伸。上述结构的所述支腿,在支腿油缸端设置所述拉杆,所述拉杆对所述横梁具有一定的支撑作用,可以提高所述横梁的承重能力,保护所述支腿油缸不被损坏。
[0018] 作为本发明的优选方案,所述支腿连接装置为升降杆组和固定支座,所述固定支座固定在所述底座上,所述升降杆组插入安装在所述固定支座上,所述升降杆组的上端与所述横梁铰接,所述升降杆组在水平方向可沿所述固定支座转动;所述升降杆组和所述固定支座间设有可拆卸销轴i^一,所述升降杆组和所述横梁之间设有可拆卸销轴一;工作状态下,拆卸掉所述销轴一并安装所述销轴十一,所述升降杆组和所述固定支座无相对运动;运输状态下,支腿转至运输状态并同时安装所述销轴十一和所述销轴一,所述支腿相对所述底座无相对运动。上述结构的动力猫道,猫道工作状态下,拆卸所述销轴一,装上销轴十一,升降杆组与固定座相对静止,且横梁可以绕升降杆组与横梁的铰接轴转动,完成钻具的进料;工作状态转至运输状态时,拆卸掉所述销轴i ,转动支腿至与底座同轴向的运输状态,同时安装所述销轴十一和所述销轴一,所述升降杆组与所述横梁物相对运动,所述支腿整体相对所述底座无相对运动。所述运输状态即支腿长度方向与底座长度方向相同,这样,运输状态下的整个动力猫道的体积小,可以方便动力猫道的收纳和整体运输。
[0019] 作为本发明的优选方案,所述底座的前端与所述坡道的后端铰接。将坡道铰接在底座上,运输时,将坡道转动至于底座重叠,猫道的总体积小,可以方便猫道的收纳和整体运输。
[0020] 与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0021] 1、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,所述V型钻具支撑梁底部支撑梁导轨与所述坡道上端的坡道导向轮配合,可以直接将钻杆送至井口附近,提高了送钻工作的工作效率,特别地,这种结构应用于高钻台面的送钻效果更明显。
[0022] 2、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,采用主臂油缸和滑车油缸两端双向动力驱动装置,钻具下放过程中,主臂油缸和滑车油缸的液缸轴缩回,为V型钻具支撑梁下放提供主动力,钻具下放过程中不存在死点现象,很好的解决了原来被动下滑易出现V型钻具支撑梁在坡道下方下滑分力小处被卡住的问题。
[0023] 3、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,在旋臂上设置限位滚轮和在底座上设置与限位滚轮配合的旋臂导向组件,能够准确将旋臂下端的旋臂滚轮落在底座钢轨上,旋臂不会发生偏移,装置生产过程故障少、效率高。
[0024] 4、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,坡道与底座,支腿与底座均相互铰接,方便动力猫道的收纳、储存和运输,大大降低了猫道的安装、运输要求。
[0025] 5、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,钻具进料时,支腿、整料机构和V型钻具支撑梁连接为一体,钻具进料过程不存在碰撞死点,钻具轨迹定位准确,装置自动化程度高、工作效率高。
[0026] 6、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,旋臂位于水平方向时,主臂油缸收缩在旋臂和滑车之间,V型钻具支撑梁处于水平位置,即使自动送钻功能失效,该装置仍然可当作普通钻杆猫道使用。
[0027] 7、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,整料耳座上安装可拆卸的挡板,可以应用于不同尺寸的钻杆。
[0028] 8、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,滑车上的限位滑板与底座上的限位滑板配合对滑车左右限位,滑车在底座钢轨上的移动过程平稳、安全,装置的运输安全系数提高。
附图说明
:
[0029] 图1为本发明实施例1动力猫道的初始位置示意图(轴视图);
[0030] 图2为本发明实施例1动力猫道的初始位置示意图(主视图);
[0031] 图3为本发明实施例1动力猫道的支腿初始位置示意图(主视图);
[0032] 图4为本发明实施例1动力猫道的钻具进料支腿示意图一(主视图);
[0033] 图5为本发明实施例1动力猫道的钻具进料支腿示意图二(主视图);
[0034] 图6为整料机构的结构示意图(轴视图);
[0035] 图7为本发明实施例1动力猫道的钻具进料示意图(轴视图);
[0036] 图8为本发明实施例1动力猫道的滑靴运动示意图;
[0037] 图9为本发明实施例1动力猫道的滑车油缸运动示意图;
[0038] 图10为图9中I放大示意图;
[0039] 图11为本发明实施例1动力猫道的主臂油缸运动示意图;
[0040] 图12为图11中II放大示意图;
[0041]图13为本发明实施例1动力猫道的主臂油缸运动、V型钻具支撑梁沿坡道导向轮运动不意图;
[0042] 图14为图13中III放大示意图;
[0043] 图15为本发明实施例1动力猫道的滑靴推动钻具运动示意图;
[0044] 图16为本发明实施例1动力猫道出料过程示意图一;
[0045] 图17为本发明实施例1动力猫道出料过程示意图二 ;
[0046] 图18为本发明实施例1动力猫道出料过程示意图三;
[0047] 图19为本发明实施例1动力猫道出料过程示意图四;
[0048] 图20为本发明实施例1动力猫道运输状态示意图一;
[0049] 图21为本发明实施例1动力猫道运输状态示意图二 ;
[0050] 图22为整料机构爆炸结构示意图;
[0051] 图23为本发明实施例1油缸未伸出状态下支腿的结构示意图(轴视图);
[0052] 图24为本发明实施例1油缸未伸出状态下支腿与底座连接结构半剖示意图(主视图)。
[0053] 图中标记:1-坡道,2-底座,3-支腿,4-滑车,5-旋臂,6_滑车油缸,7_V型钻具支撑梁,8-滑靴,9-坡道导向轮,10-支腿油缸,11-拉杆,12-横梁,13-固定支座,14-升降杆组,15-支腿整料油缸,16-整料机构,17-钻具,18-整料耳座,1801-整料液缸连接端,1802-V型槽连接端,1803-钻杆翻转端,19-挡板一,20-挡板二,21-挡料机构,22-链轮,23-主臂油缸,24-限位装置,25-支撑梁轮,26-坡道导轨,27-限位导轨,28-限位滑板,29-滑车滚轮,30-悬臂滚轮,31-底座钢轨,32-限位滚轮,33-旋臂导向组件,34-支撑梁导轨,35-销轴一,36-销轴二,37-销轴三,38-销轴四,39-销轴五,40-销轴六,41-销轴七,42-销轴八,43-销轴九,44-销轴十,45-滑车主臂油缸铰孔,46-出料机构,47-坡道连接V槽,48-销轴i^一,49-销轴十二,50-导轮。
具体实施方式
[0054] 下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
[0055] 实施例1
[0056] 本发明中所述前端为朝着钻台方向的一端,反之则称为后端;底座长度方向的中心线为对称中心的两侧,所述内侧为靠近底座的一端,反之为外侧。
[0057] 如图1、图9、图11和图15所示,本发明的油缸起升式陆地动力猫道包括坡道1、底座2、支腿3、滑车4、旋臂5和V型钻具支撑梁7,其具体连接结构如下:
[0058] 如图1,坡道I的前端安装在钻台面上,坡道I的后端与底座2的前端通过销轴十二 49铰接。如图9所示,坡道I上安装有坡道导轨26,坡道导轨26沿坡道I长度方向延伸;坡道I的前端设有坡道导向轮9,坡道导向轮9位于坡道I与钻台面的连接部位。
[0059] 如图8所示,底座2安装在水平方向,底座2上设有底座钢轨31,底座钢轨31沿底座2长度方向延伸。如图8、图10所示,滑车4上设有滑车滚轮29,滑车滚轮29安装在底座钢轨31上,滑车4通过滑车滚轮29沿底座钢轨31移动。如图9、图10所示,底座2上还设有限位导轨27,限位导轨27沿底座2长度方向延伸,且限位导轨27位于底座钢轨31的外侧;滑车4上设限位滑板28,限位滑板28 —端设有腰形孔,螺栓穿过所述腰形孔将限位滑板28固定在滑车4上,限位滑板28的另一端安装在限位导轨27上,滑车4沿底座钢轨31移动时,限位滑板28沿限位导轨27滑动,限位导轨27与限位滑板28配合对滑车4左右限位,滑车4移动过程平稳、安全。设置限位滑板28通过腰形孔与滑车4连接,限位滑板28相对滑车4的左右方向具有可调节性,限位滑板28和限位导轨27配合更流畅,滑车4运行过程不会出现卡住的状态且还可以方便更换滑车4。图9、图10所示,底座钢轨31的前端设置有限位装置24,限位装置24安装在底座2上;滑车4滑动至底座2前端时,限位装置24限制滑车4的进一步向前运动,用于滑车4的定位。底座2上还还设有滑车油缸6,如图9、图12,滑车油缸6的后端通过销轴七41铰接在底座2的后端,滑车油缸6的前端通过销轴十44铰接在滑车4的后端。滑车油缸6伸缩推动滑车4沿底座钢轨31运动。图1为本发明的动力猫道处于初始位置示意图,此时滑车油缸6收缩;图9为滑车油缸6伸出推动滑车4向前运动的示意图;此时滑车4运动至限位装置24处,滑车4不再继续向前运动。
[0060] 如图11所示,旋臂5的前端通过销轴九43铰接在滑车4的前端,旋臂5的后端与V型钻具支撑梁7的后端通过销轴六40铰接。如图8、图11,旋臂5的后端下方设有旋臂滚轮30 ;旋臂5位于水平方向时,如图8中所示位置,旋臂滚轮30位于底座钢轨31上,旋臂滚轮30可以沿底座钢轨31移动。滑车油缸6伸缩推动滑车4沿底座钢轨31运动时,旋臂5通过滑车4带动并通过旋臂滚轮30沿底座钢轨31运动。如图9、图11所示,V型钻具支撑梁7的前端设有支撑梁轮25,支撑梁轮25与坡道导轨26接触,支撑梁轮25可以沿坡道导轨26移动;V型钻具支撑梁7的前端通过支撑梁轮25沿坡道导轨26上下移动。如图11和图12所示,滑车4和旋臂5之间还设有主臂油缸23,主臂油缸23的一端与滑车4在滑车主臂油缸铰孔45处铰接,滑车主臂油缸铰孔45位于滑车4的中间部位;主臂油缸23的另一端通过销轴八42铰接在旋臂5中间;主臂油缸23伸缩用于驱动旋臂5绕销轴九43转动,完成钻具17的输送。如图1,装置处于初始状态,V型钻具支撑梁7和旋臂5处于折叠状态,图9中所示的主臂油缸23则收缩在旋臂5和滑车4之间,使得V型钻具支撑梁7处于水平位置,即使自动送钻功能失效,该装置仍然可当作普通钻杆猫道使用。
[0061] 如图11、图15所示,V型钻具支撑梁7上设有滑靴8,滑靴8的上端位于V型钻具支撑梁7的V型槽内;滑靴8的下端安装在V型钻具支撑梁7上的链条传动装置上,滑靴8可以沿V型钻具支撑梁7长度方向滑动。滑靴8沿V型钻具支撑梁7长度方向移动用于推动钻具17沿V型钻具支撑梁7长度方向的移动。图11与图15展示了滑靴8在V型钻具支撑梁7上不同位置的结构示意图;图11为运输过程中,钻具17在V型钻具支撑梁7上结构示意图;图15为V型钻具支撑梁7移动至钻台面上时,滑靴8推动钻具17沿V型钻具支撑梁7长度方向滑动的过程示意图。如图7和图16所示,V型钻具支撑梁7上还设有挡料机构21,挡料机构21包括两组,每组两个,两组挡料机构21对称分布在V型钻具支撑梁7的两侧;挡料机构21伸出时,挡料机构21的上端位于V型钻具支撑梁7上表面上方;挡料机构21缩回时,挡料机构21整体位于V型钻具支撑梁7的下方。挡料机构21用于防止钻具17进料和运输过程中滚出V型钻具支撑梁7。图13、图14所示,V型钻具支撑梁7的底部设有“工字型”支撑梁导轨34,V型钻具支撑梁7上钻台面时,支撑梁导轨34与坡道导向轮9接触,并且支撑梁导轨34可以相对坡道导向轮9移动,这样可以直接将V型钻具支撑梁7的前端送至钻井井口附近,大大提高了钻具的输送效率。图13为V型钻具支撑梁7沿坡道导向轮9运动的示意图;图14为图13中的III的局部放大图。如图14所示,V型钻具支撑梁7的前端设有坡道连接V槽47,坡道连接V槽47上设有可沿自身轴线转动的导轮50,导轮50的上端位于坡道连接V槽47上表面上端,导轮50的轴线与V型钻具支撑梁7长度方向垂直。坡道连接V槽47和导轮50用于钻具17上钻台面的导向,且导轮50与钻具17滚动接触,钻具17上钻台面更容易。
[0062] 如图2至图5所示,支腿3包括两组,两组支腿3对称布置在底座2的两侧,底座2的两侧各一组固定支座13,固定支座13固定在底座2上,固定支座13上插入安装有升降杆组14,升降杆组14和固定支座13之间设有销轴^ 48 ;拆掉销轴^ 48后,水平方向上,升降杆组14可绕固定支座13转动;安装上销轴十一 48后,销轴十一 48可限制升降杆组14和固定支座13之间的相对运动,图23、图24展示了升降杆组14与固定支座13连接示意图。支腿3通过固定支座13与升降杆组14铰接安装在底座2上。
[0063] 下面详细介绍支腿3的结构,及支腿3与底座2的连接关系:
[0064] 如图3、图23和图24所示,支腿3包括横梁12、支腿油缸10和拉杆11,横梁12的一端与升降杆组14的上端通过销轴三37铰接。横梁12的另一端与支腿油缸10的上端铰接,支腿油缸10的下端通过外接装置连接固定;拉杆11位于靠近支腿油缸12的一端,拉杆11的上端通过销轴安装在横梁12上的滑槽内,拉杆11的上端在滑槽内能沿横梁12长度方向滑动;拉杆11的下端通过外接装置连接固定。支腿3处于进料状态时,拆卸掉销轴一35,支腿油缸10的液缸轴伸出,横梁12绕销轴三37转动,横梁12相对水平方向有一倾斜夹角,钻具17沿横梁12上表面下滑至横梁12的另一端,准备进料;同时,拉杆11上端沿滑槽移动转动至如图3所示的位置,此时拉杆11对横梁12具有一定的支撑作用,可以提高横梁12的承重能力,保护支腿油缸10不被损坏。支腿3处于出料状态时,销轴一 35仍处于拆卸状态,支腿油缸10的液缸轴缩回,拉杆11转动至如图16所示的位置;如图16所示,横梁12相对水平方向有与进料方向相反方向一倾斜夹角,钻具17沿横梁12上表面下滑至钻具17进料的初始位置。支腿3不工作时,安装上销轴一 35,通过销轴一 35将横梁12与升降杆组I连接,销轴一 35和销轴三37配合限制横梁12与升降杆组14的相对运动,拆卸掉销轴i^一 48,转动支腿3和升降杆组14至运输状态,并安装上销轴i^一 48,如图20、21,此时,支腿3、升降杆组14整体相对底座2无相对运动。支腿3与底座2同轴向延伸,减小了动力猫道运输状态下的整体体积。
[0065] 如图3至图5所示,横梁12靠近底座2的一端铰接有整料机构16,钻具17滑动至横梁12的进料端,整料机构16将钻具17挡住并对钻具17整理后进料。
[0066] 如图6和图22所示,整料机构16包括整料耳座18、挡板一 19和挡板二 20,整料耳座18通过销轴四38铰接在横梁12,挡板一 19和挡板二 20通过螺栓安装在整料耳座18上。如图5和图22所示,整料耳座18以整料耳座18与横梁12的铰接孔呈三叶型向三个方向延伸,三叶型的三个叶片分别为整料耳座18的整料液缸连接端1801、V型槽连接端1802和钻杆翻转端1803 ;整料液缸连接端1801位于横梁12的下方,整料液缸连接端1801通过销轴五39铰接有支腿整料油缸15,支腿整料油缸15的另一端通过销轴二 36铰接在横梁12上;整料前,钻杆翻转端1803位于横梁12上表面的下方,V型槽连接端1802位于横梁12上表面的上方,且V型槽连接端1802与V型钻具支撑梁7分离;整料完成后,钻杆翻转端1803位于横梁12上表面的上方;V型槽连接端1802位于横梁12上表面的下方,且V型槽连接端1802与V型钻具支撑梁7的上表面接触。
[0067] 挡板一 19和挡板二 20通过螺栓安装在钻杆翻转端1803上,且挡板一 19和挡板二 20的长度大于钻杆翻转端1803的长度。如图3至图5所示,支腿整料油缸15伸缩带动整料耳座18整体绕整料耳座18与横梁12的铰接点旋转,挡板一 19和挡板二 20随整料耳座18转动。图3至图5所示为钻具17的由支腿3进入V型钻具支撑梁7的整料过程:图3中,支腿整料油缸15缩回,整料耳座18的V型槽连接端1802与V型钻具支撑梁7上表面接触,挡板一 19、挡板二 20和整料耳座18的钻杆翻转端1803转动至横梁12上表面的上方,将钻具17挡在横梁12上;钻具17进料时,如图4,支腿整料油缸15伸长,挡板一 19、挡板二 20和整料耳座18的钻杆翻转端1803转动至横梁12上表面的下方,同时整料耳座18的V型槽连接端1802与V型钻具支撑梁7分离,钻具17在重力的作用下继续靠近V型钻具支撑梁7,滚动至挡板一 19和挡板二 20的上方,同时整料耳座18的V型槽连接端1802将钻具17挡住;然后进行如图5所示的动作,支腿整料油缸15缩回,挡板一 19、挡板二 20和整料耳座18的钻杆翻转端1803将位于其上方的一根钻具17翻转至V型钻具支撑梁7内,同时将其余钻具17挡在横梁12上,整个钻具17的整料进料过程完成。设置上述结构的整料机构16,可以将挡板一 19和挡板二 20拆卸或者更换挡板一 19和挡板二 20的长度,这样整料机构16就可以适用于不同大小尺寸的钻具;当钻具17的尺寸很小时,可以直接卸掉挡板一 19和挡板二 20,通过整料耳座18的钻杆翻转端1803将钻具17翻转至V型钻具支撑梁7内,这样可以保证每次只有一根钻具17进入V型钻具支撑梁7内,整料机构16工作精确且可广泛应用于不同尺寸的钻具。
[0068] 进一步地,如图11所示,本发明的动力猫道,旋臂5的下端设有两个限位滚轮32,两个限位滚轮32对称分布在旋臂5的两侧;底座2上设有与限位滚轮32配合的旋臂导向组件33 ;旋臂导向组件33对称分布在底座钢轨31的两侧,两个旋臂导向组件33的上端内侧配合形成V型轨道,下端内侧配合形成竖直轨道。钻具17下放过程中,滑车4前端与限位装置24接触,旋臂5无水平移动。主臂油缸23收缩,驱动旋臂5绕销轴九43转动下放,旋臂5转动快至水平位置时,两个限位滚轮32分别与分布在底座钢轨31的两侧的旋臂导向组件33接触,限位滚轮32相对旋臂导向组件33下滑,可以保证旋臂滚轮30落在底座钢轨31上,旋臂5不会发生偏移,装置生产过程故障少、效率高。
[0069] 上述结构的油缸起升式陆地动力猫道,钻具17起升过程为:
[0070] 支腿油缸10的液缸轴伸出,横梁12绕销轴三37转动,横梁12相对水平方向有一倾斜夹角,钻具17沿横梁12上表面下滑至横梁12的进料端;在横梁12的进料端处,整料机构16将钻具17挡住,然后通过整料机构16将钻具17翻转至V型钻具支撑梁7内;进料时,V型钻具支撑梁7进料端的档杆机构21缩回方便进料,V型钻具支撑梁7非进料端的档杆机构21伸出,防止钻具17滚出V型钻具支撑梁7,进料后,V型钻具支撑梁7进料端的档杆机构21伸出,防止钻具17滚出V型钻具支撑梁7。图7为钻具进料示意图,图8为钻具进料完成后,本发明动力猫道的结构示意图。进料完成后,滑车油缸6的液缸轴伸出,将滑车4推送至限位装置24处;同时伴随着V型钻具支撑梁7前端的支撑梁轮25沿坡道导轨26向上滑动,图9为滑车4运动至限位装置24处时,本发明动力猫道的结构示意图。然后滑车油缸6保持不动,主臂油缸23的液缸轴伸出,驱动旋臂5绕铰接轴九43转动,同时伴随着V型钻具支撑梁7前端的支撑梁轮25沿坡道导轨26向上滑动。图11为旋臂5转动过程示意图。待V型钻具支撑梁7前端的支撑梁轮25滑动至钻台面上时,V型钻具支撑梁I的前端的支撑梁导轨34与坡道导向轮9接触,支撑梁导轨34相对坡道导向轮9继续向前滑行。图13、图15为V型钻具支撑梁7沿坡道导向轮9滑动的示意图。待V型钻具支撑梁7滑行到位后,启动V型钻具支撑梁7上的链条传动装置,驱动滑靴8沿V型钻具支撑梁7长度方向滑动将钻具17推动至井口附近,完整钻具17上钻台面的整个过程。
[0071] 钻具17下放过程与钻具17起升过程相反:
[0072] 通过钻台面上的吊车将钻具17吊运至V型钻具支撑梁7,并通过滑靴8调节钻具在V型钻具支撑梁7上的位置。然后主臂油缸23收回,驱动旋臂5绕销轴九43下放,通过限位滚轮32和旋臂导向组件34保证旋臂5的下放位置准确不偏移。待旋臂滚轮30与底座钢轨31接触时,主臂油缸23保持不动;滑车油缸6收回,带动滑车4和旋臂5沿底座钢轨31后移,同时带动V型钻具支撑梁7下放和后移至水平位置。然后通过V型钻具支撑梁7中的出料机构46和整料机构16将钻具17翻出V型钻具支撑梁7至支腿3上,整个钻具输送过程完成。
[0073] 进一步地,钻具输送完成后,将销轴i^一 48取出,将销轴一 35装上,将支腿3旋转至图20所示的位置,再将销轴十一 48装上,固定好支腿位置;坡道I与底座2通过销轴十二 49铰接,可将坡道I折叠放至图21所示位置。本发明的动力猫道,运输状态下,猫道的整体结构体积小,方便动力猫道的整体运输、很好地解决了整体运输问题。
[0074] 本发明的油缸起升式陆地动力猫道,具有以下优点:
[0075] 1、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,所述V型钻具支撑梁底部支撑梁导轨与所述坡道上端的坡道导向轮配合,可以直接将钻杆送至井口附近,提高了送钻工作的工作效率,特别地,这种结构应用于高钻台面的送钻效果更突出、明显。
[0076] 2、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,采用主臂油缸和滑车油缸两端双向动力驱动装置,钻具下放过程中,主臂油缸和滑车油缸的液缸轴缩回,为V型钻具支撑梁下放提供主动力,钻具下放过程中不存在死点现象,很好的解决了原来被动下滑易出现V型钻具支撑梁在坡道下方下滑分力小处被卡住的问题。
[0077] 3、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,在旋臂上设置限位滚轮和在底座上设置与限位滚轮配合的旋臂导向组件,能够准确将旋臂下端的旋臂滚轮落在底座钢轨上,旋臂不会发生偏移,装置生产过程故障少、效率高。
[0078] 4、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,坡道与底座,支腿与底座均相互铰接,方便动力猫道的收纳、储存和运输,大大降低了猫道的安装、运输要求。
[0079] 5、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,钻具进料时,支腿、整料机构和V型钻具支撑梁连接为一体,钻具进料过程不存在碰撞死点,钻具轨迹定位准确,装置自动化程度高、工作效率高。
[0080] 6、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,旋臂位于水平方向时,主臂油缸收缩在旋臂和滑车之间,V型钻具支撑梁处于水平位置,即使自动送钻功能失效,该装置仍然可当作普通钻杆猫道使用。
[0081] 7、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,整料耳座上安装可拆卸的挡板,可以应用于不同尺寸的钻杆。
[0082] 8、本发明的油缸起升式陆地动力猫道,滑车上的限位滑板与底座上的限位滑板配合对滑车左右限位,滑车在底座钢轨上的移动过程平稳、安全,装置的运输安全系数提高。
[0083] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油缸起升式陆地动力猫道,包括坡道、底座、旋臂和V型钻具支撑梁,所述底座的前端与所述坡道的后端连接,所述V型钻具支撑梁的前端与所述坡道接触并能沿所述坡道长度方向移动,所述V型钻具支撑梁的后端与所述旋臂的后端铰接;所述底座上安装有滑车和滑车驱动装置,所述滑车驱动装置驱动所述滑车沿所述底座钢轨移动;所述旋臂的前端铰接在所述滑车上,所述滑车上还铰接有主臂油缸,所述主臂油缸的另一端铰接在所述旋臂上,其特征在于:所述坡道的上端设有坡道导向轮,所述坡道导向轮位于所述坡道与钻台面的连接部位;所述V型钻具支撑梁的底部设有与所述坡道导向轮配合的支撑梁导轨,所述支撑梁导轨可以相对所述坡道导向轮移动。
2.根据权利要求1所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于:所述V型钻具支撑梁的前端设有坡道连接V槽,所述坡道连接V槽上设有可沿自身轴线转动的导轮,所述导轮的上端位于所述坡道连接V槽上表面上端,所述导轮的轴线与所述V型钻具支撑梁长度方向垂直。
3.根据权利要求1所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于: 所述底座上设有底座钢轨和限位导轨,所述底座钢轨和限位导轨沿所述底座长度方向延伸,且所述限位导轨位于所述底座钢轨的外侧; 所述滑车底部设有滑车滚轮,所述滑车滚轮与所述底座钢轨接触并能沿所述底座钢轨移动;所述滑车上还设限位滑板,所述限位滑板一端固定在滑车上,另一端安装在所述限位导轨上,所述限位滑板可以沿所述限位导轨滑动。
4.根据权利要求3所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于:所述限位滑板和所述限位导轨包括两组,两组所述限位滑板和所述限位导轨对称设置在所述底座钢轨两侧。
5.根据权利要求1所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于: 所述底座上还设有限位装置,所述限位装置位于底座钢轨的前端;所述旋臂的下端设有限位滚轮,两个所述限位滚轮对称分布在所述旋臂的两侧;所述底座上还设有与所述限位滚轮配合的旋臂导向组件,所述旋臂导向组件分布在所述底座钢轨的两侧。
6.根据权利要求1〜5任意一项所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于: 所述动力猫道还包括支腿和整料机构,所述支腿包括横梁,所述整料机构铰接在所述横梁上;所述整料机构包括整料耳座,所述整料耳座呈三叶型,三叶型的三个叶片分别为整料液缸连接端、V型槽连接端和钻杆翻转端,三叶型的中心铰接在所述横梁上;所述整料液缸连接端位于所述横梁的下方,所述整料液缸连接端铰接有支腿整料油缸,所述支腿整料油缸的另一端铰接在所述横梁上; 整料前,所述钻杆翻转端位于所述横梁上表面的下方,所述V型槽连接端位于所述横梁上表面的上方,且所述V型槽连接端与所述V型钻具支撑梁分离;整料完成后,所述钻杆翻转端位于所述横梁上表面的上方;所述V型槽连接端位于所述横梁上表面的下方,且所述V型槽连接端与所述V型钻具支撑梁的上表面接触。
7.根据权利要求6所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于: 所述钻杆翻转端上安装有可拆卸的挡板,所述挡板的长度大于所述钻杆翻转端的长度。
8.根据权利要求6所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于: 所述支腿还包括支腿油缸,所述横梁的一端通过支腿连接装置铰接安装在所述底座上,所述横梁的另一端与所述支腿油缸的上端铰接,所述支腿油缸的下端通过外接装置连接固定; 所述横梁上还安装有拉杆,所述拉杆位于靠近所述支腿油缸的一端;所述拉杆的下端通过外接装置连接固定,所述拉杆的上端通过销轴安装在所述横梁上的滑槽内,所述滑槽沿横梁长度方向延伸。
9.根据权利要求8所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于: 所述支腿连接装置为升降杆组和固定支座,所述固定支座固定在所述底座上,所述升降杆组插入安装在所述固定支座上,所述升降杆组的上端与所述横梁铰接,所述升降杆组在水平方向可沿所述固定支座转动; 所述升降杆组和所述固定支座间设有可拆卸销轴i^一,所述升降杆组和所述横梁之间设有可拆卸销轴一;工作状态下,拆卸掉所述销轴一并安装所述销轴十一,所述升降杆组和所述固定支座无相对运动;运输状态下,支腿转至运输状态并同时安装所述销轴十一和所述销轴一,所述支腿相对所述底座无相对运动。
10.根据权利要求9所述的油缸起升式陆地动力猫道,其特征在于:所述底座的前端与所述坡道的后端铰接。
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