CN105905731B - 钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置，在动力猫道斜坡道的中心横梁上焊有三个双耳板，每个双耳板分别与一个限位板铰接，每个限位板各自与拉杆铰接；最下限位板另外与双铰链Ⅱ铰接；双铰链Ⅱ另一端与双铰链Ⅰ铰接，双铰链Ⅰ另一端与调节螺栓铰接；在动力猫道斜坡道的另外两个横梁上焊有一对导向筒固定座，每个导向筒固定座分别铰接有导向筒，每个导向筒中套装有压缩弹簧，每个压缩弹簧中套装有导向杆，两个导向杆前端与滑轮轴固定连接，滑轮轴上套装有滑轮组，滑轮轴与拉杆前端铰接，拉杆后端通过限位板Ⅰ与双铰链Ⅱ传动连接。本发明的装置结构紧凑，工作可靠。

Description

钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置

技术领域

本发明属于石油钻采设备技术领域，涉及一种钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置。

背景技术

现有陆地钻机配套的钢丝绳拉升式动力猫道整体安装在钻机原猫道和坡道处，向钻台输送管柱时由位于坡道背部的液压马达驱动绞车滚筒旋转，通过缠绕在滚筒上的钢丝绳拉动送钻柱装置起升和下放，整个送钻柱装置的起升、下放是否安全，完全由钢丝绳是否安全决定，虽然要求在正常使用期间必须定期检查拉升钢丝绳的完好性，并要求按照钢丝绳报废标准进行钢丝绳的定期更换；但是在实际钻井作业过程中，仍然可能存在由于巡检人员检查疏忽或对钢丝绳是否需要更换判断不明确，这些人为因素都有可能导致已达到更换标准的破损钢丝绳仍在继续使用，从而大大增加了动力猫道在正常输送管柱时拉升钢丝绳意外断绳的情况发生。

如发生钢丝绳意外断绳，将会导致被拉升的送钻柱装置加速坠落的情况发生，如断绳发生在送钻柱装置距地面较高处，不仅会导致设备严重损坏，更有可能造成人员伤亡事故。因此，传统的钢丝绳拉升式动力猫道在工作时存在钢丝绳意外断绳的风险，设备及人员的安全性得不到有效的保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置，解决了现有技术中钢丝绳拉升式动力猫道在工作时存在钢丝绳意外断绳的风险，设备及人员安全性难以保障的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置，在动力猫道斜坡道的中心横梁上沿纵向中心线依次焊接有双耳板Ⅰ、双耳板Ⅱ、双耳板Ⅲ，双耳板Ⅰ、双耳板Ⅱ、双耳板Ⅲ分别与限位板Ⅲ、限位板Ⅱ、限位板Ⅰ中部接耳对应铰接，限位板Ⅲ、限位板Ⅱ、限位板Ⅰ的下端部长条孔各自与拉杆铰接；限位板Ⅰ的下端部小孔另外与双铰链Ⅱ一端铰接；双铰链Ⅱ另一端与双铰链Ⅰ铰接，双铰链Ⅰ另一端与调节螺栓前端铰接；

在动力猫道斜坡道的另外两个横梁上对称焊接有一对导向筒固定座，每个导向筒固定座分别铰接有一个导向筒，每个导向筒中套装有一个压缩弹簧，每个压缩弹簧中套装有一个导向杆，压缩弹簧的一端顶接在导向筒内底端，压缩弹簧的另一端顶接在导向杆的凸肩上，两个导向杆前端与滑轮轴固定连接，滑轮轴上套装有滑轮组，滑轮轴滑动设置在滑轮座的长条孔中，滑轮轴与拉杆前端铰接，拉杆后端通过限位板Ⅰ与双铰链Ⅱ传动连接。

本发明的钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置，其特征还在于：

调节螺栓后端穿过调节螺栓导向座后与调节手轮螺纹连接，调节手轮外侧的调节螺栓端头安装有锁紧螺母。

本发明的有益效果是，钢丝绳拉升式动力猫道在输送管柱上、下钻台作业时，不需要巡检人员花费大量的时间以及精力去检查不容易观察的危险区域的钢丝绳受损情况，即使出现钢丝绳意外断绳的情况发生，也能够保证被钢丝绳拉升的送钻柱装置锁定在安全位置，锁定过程不需要任何动力辅助，锁定动作实现靠自身完成，解决了钢丝绳拉升式猫道意外断绳坠落的风险，能够很好的保证设备及人员操作的安全性，同时能有效减轻巡检人员的劳动强度。当防坠落装置处于锁定状态后，需要紧急更换损坏的钢丝绳时对防坠落装置锁紧状态实现快速解锁，以便于及时更换钢丝绳，保证生产的顺利进行。该防坠落装置结构简单、成本低廉、安装方便，制动可靠、解锁迅速。

附图说明

图1是本发明在动力猫道斜坡道上的防坠落状态结构示意图；

图2是本发明在动力猫道斜坡道上的解锁状态结构示意图；

图3是图1中的A处局部放大图；

图4是图2中的B处局部放大图；

图5是本发明在动力猫道斜坡道上的安装状态仰视图；

图6是图5中的C处局部放大图；

图7是图5中的D处局部放大图；

图8是本发明动力猫道工作在低位斜坡道后部钢丝绳松弛状态示意图；

图9是本发明动力猫道工作在高位斜坡道后部钢丝绳绷紧状态示意图；

图10是本发明动力猫道工作在高位动力猫道下放状态示意图；

图11是本发明动力猫道工作在高位动力猫道下放时斜坡道后部钢丝绳断裂状态示意图；

图12是本发明动力猫道工作在高位钢丝绳断裂后动力猫道被锁紧后的解锁状态示意图。

图中，1.双耳板Ⅰ，2.双耳板Ⅱ，3.双耳板Ⅲ，4.双铰链Ⅰ，5.调节螺栓，6.调节螺栓导向座，7.锁紧螺母，8.调节手轮，9.双铰链Ⅱ，10.销轴Ⅰ，11.销轴Ⅱ，12.限位板Ⅰ，13.限位板Ⅱ，14.拉杆，15.限位板Ⅲ，16.导向筒固定座，17.压缩弹簧，18.轴，19.滑轮组，20.导向杆，21.导向筒，22.销轴Ⅲ，23.送钻杆机构，24.钻台，25.吊机钢丝绳。

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。

本发明的结构是，包括防坠落部分和解锁部分，

参照图1、图2、图3、图4、图7，在动力猫道斜坡道的中心横梁上沿纵向中心线依次焊接有双耳板Ⅰ1、双耳板Ⅱ2、双耳板Ⅲ3，双耳板Ⅰ1、双耳板Ⅱ2、双耳板Ⅲ3分别与限位板Ⅲ15、限位板Ⅱ13、限位板Ⅰ12中部接耳对应铰接，限位板Ⅲ15、限位板Ⅱ13、限位板Ⅰ12的下端部长条孔各自(通过一个销轴Ⅱ11)与拉杆14铰接；限位板Ⅰ12的下端部小孔另外通过销轴Ⅰ10与双铰链Ⅱ9一端铰接；双铰链Ⅱ9另一端与双铰链Ⅰ4铰接，双铰链Ⅰ4另一端与调节螺栓5前端铰接，调节螺栓5后端穿过调节螺栓导向座6后与调节手轮8螺纹连接，调节手轮8外侧的调节螺栓5端头安装有锁紧螺母7；

参照图5、图6，在动力猫道斜坡道的另外两个横梁上对称焊接有一对导向筒固定座16，每个导向筒固定座16分别通过一个销轴Ⅲ22铰接有一个导向筒21，每个导向筒21中套装有一个压缩弹簧17，每个压缩弹簧17中套装有一个导向杆20，压缩弹簧17的一端顶接在导向筒21内底端，压缩弹簧17的另一端顶接在导向杆20的凸肩上，两个导向杆20前端与滑轮轴18固定连接，滑轮轴18上套装有滑轮组19，滑轮轴18滑动设置在滑轮座的长条孔中，在外力作用下滑轮轴18带动滑轮组19沿长条孔滑动实现位置移动，滑轮轴18与拉杆14前端铰接，拉杆14后端通过限位板Ⅰ12与双铰链Ⅱ9传动连接。

上述的双铰链Ⅱ9、双铰链Ⅰ4、调节螺栓5、调节手轮8、锁紧螺母7一起称为解锁部分，其他部件一起称为防坠落部分。

本发明的装置只有两种状态：防坠落的锁紧状态(工作状态)及解锁状态(非工作状态)。

参照图8、图9、图10，液压绞车滚筒带动钢丝绳拉动送钻杆机构23沿着斜坡道的轨道滑行上行，液压绞车滚筒正转使钢丝绳绷紧并拉动送钻杆机构23上行，此时绷紧的钢丝绳的拉力全部作用在滑轮组19上，滑轮组19通过滑轮轴18固定在滑轮座中，滑轮座轴孔为长条孔，滑轮轴18与滑轮组19在钢丝绳的沿斜坡道向下的拉力作用沿长条孔向下滑动，由于限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15与拉杆14铰接的孔也为长条孔，因此拉杆14将保持向下运行轨迹不变，同时由于两个导向杆20连接在滑轮轴18的两端，因此滑轮轴18向下滑动的同时将带动拉杆14沿着斜坡道向下运动，两个导向杆20同时穿入各自对应的压缩弹簧17中，滑轮轴18向下运动的同时将压缩两个压缩弹簧17，拉杆14与限位板Ⅰ12，限位板Ⅱ13，限位板Ⅲ15通过销轴较链，因此三个限位板将绕双耳板Ⅰ1、双耳板Ⅱ2、双耳板Ⅲ3中间连接轴转动到图9所示状态，即全部转动到斜坡道轨道面以下，保证送钻杆机构23在向上运行时畅通无阻。转动过程由于是在压缩两个压缩弹簧17，两个压缩弹簧17起到缓冲作用，因此运行平稳无剧烈冲击，拉杆14下端连接的双铰链Ⅰ4与双铰链Ⅱ9处于折叠收紧状态，调节螺栓5不动，因此该解锁部分处于随动状态，此时不起任何作用。反之送钻杆机构23向下运行时，与送钻杆机构23向上运行时的状态一样，即钢丝绳在绷紧的状态下，防坠落部分处于非锁紧(非工作状态)，保证送钻杆机构23上、下运行顺利，保证动力猫道正常向钻台24上、下输送钻杆。

参照图11，无论液压绞车滚筒是正转还是反转，也即不论送钻杆机构23是上行还是下行，钢丝绳都有可能出现拉断的情况，此时送钻杆机构23前部滚轴的位置可能出现在运行到限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13或限位板Ⅲ15中的任意一点，钢丝绳拉断瞬间，作用在滑轮组19上的方向向下的钢丝绳拉力将消失，钢丝绳由绷紧状态变为松弛状态，限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15前端上翘全部转动到斜坡道轨道面以上，此时送钻杆机构23前部滚轴将落在限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15任意一个上面并将自身重力以及其上钻杆的自重全部反作用到限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15任意一个上面，此反作用力沿拉杆14方向向上，外加两个此时处于压缩状态的压缩弹簧17复位产生的弹簧力，将使拉杆14向上运动，向上运动的同时，拉杆14带动滑轮轴18迅速沿滑轮固定座长条孔运行到上极限位置，从而使限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15全部处于图11所示状态，并使送钻杆机构23前部滚轴处于安全的限位状态，也即阻止送钻杆机构23继续下落，起到钢丝绳拉断后的防坠落锁紧作用。

参照图12，当钢丝绳拉断后，动力猫道将处于图11的锁定状态，此时如需更换破损拉断的钢丝绳，需要将当前的防坠落锁紧状态进行解锁，以方便快速的更换新的钢丝绳，解除当前锁紧状态的方法如下：

利用吊机钢丝绳25吊起送钻杆机构23上端起吊，消除作用在任一限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15上的力，用手或其他工具顺时针转动调节手轮8，此时调节螺栓5将沿着手轮8的轴向向下移动，由于此时销轴Ⅰ10是不动的，随着调节螺杆5的下移，双铰链Ⅰ4与调节螺杆5放入铰接点也会下移，导致该铰接点与销轴10距离逐渐变大，从而会使双铰链Ⅱ9与双铰链Ⅰ4间角度变大以补偿距离的变大，当双铰链Ⅱ9与双铰链Ⅰ4间得角度大到180度时，双铰链Ⅱ9与双铰链Ⅰ4以及调节螺杆5成直线状态，此时再继续顺时针转动调节手轮8，将会拉动限位板Ⅰ12、限位板Ⅱ13、限位板Ⅲ15各自绕双耳板Ⅰ1、双耳板Ⅱ2、双耳板Ⅲ3中间连接轴转动，继续调节手轮8直至将全部限位板转动到斜坡道轨道面以下(图9所示状态)，此时再下放吊机钢丝绳25，将送钻杆机构23全部下放到动力猫道初始位置，便于快速更换钢丝绳，至此解锁过程完成。

Claims (2)

1.一种钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置，其特征在于：在动力猫道斜坡道的中心横梁上沿纵向中心线依次焊接有双耳板Ⅰ(1)、双耳板Ⅱ(2)、双耳板Ⅲ(3)，双耳板Ⅰ(1)、双耳板Ⅱ(2)、双耳板Ⅲ(3)分别与限位板Ⅲ(15)、限位板Ⅱ(13)、限位板Ⅰ(12)中部接耳对应铰接，限位板Ⅲ(15)、限位板Ⅱ(13)、限位板Ⅰ(12)的下端部长条孔各自与拉杆(14)铰接；限位板Ⅰ(12)的下端部小孔另外与双铰链Ⅱ(9)一端铰接；双铰链Ⅱ(9)另一端与双铰链Ⅰ(4)铰接，双铰链Ⅰ(4)另一端与调节螺栓(5)前端铰接；

在动力猫道斜坡道的另外两个横梁上对称焊接有一对导向筒固定座(16)，每个导向筒固定座(16)分别铰接有一个导向筒(21)，每个导向筒(21)中套装有一个压缩弹簧(17)，每个压缩弹簧(17)中套装有一个导向杆(20)，压缩弹簧(17)的一端顶接在导向筒(21)内底端，压缩弹簧(17)的另一端顶接在导向杆(20)的凸肩上，两个导向杆(20)前端与滑轮轴(18)固定连接，滑轮轴(18)上套装有滑轮组(19)，滑轮轴(18)滑动设置在滑轮座的长条孔中，滑轮轴(18)与拉杆(14)前端铰接，拉杆(14)后端通过限位板Ⅰ(12)与双铰链Ⅱ(9)传动连接。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳拉升式动力猫道防坠落装置，其特征在于：所述的调节螺栓(5)后端穿过调节螺栓导向座(6)后与调节手轮(8)螺纹连接，调节手轮(8)外侧的调节螺栓(5)端头安装有锁紧螺母(7)。