CN106194064A - 一种油管自动排放机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油管自动排放机械臂，包括丝杆、丝杆驱动装置、蜗轮、滚轮、滚轮驱动装置、底板、油管抓取手，所述丝杆与蜗轮啮合，油管抓取手安装于丝杆的底端，蜗轮与丝杆驱动装置连接，所述丝杆驱动装置安装在底板上，底板安装有滚轮并通过滚轮运行于运行轨道上，所述底板还设置有用来驱动滚轮的滚轮驱动装置。所述油管抓取手与地板之间还连接有反扭矩杆。所述反扭矩杆下端与油管抓取手刚性连接，上端位于底板上的导向孔内，反扭矩杆与丝杆同步运动。本发明可代替人工进行油管的取放，降低作业工人劳动强度，提高作业效率和作业安全性，同时，有利于实现油管排放的自动化。

Description

一种油管自动排放机械臂

技术领域

本发明涉及油管排放技术，具体地说是一种油管自动排放机械臂。

背景技术

国内广泛采用的油水井修井作业方式是井口工进行井口的吊卡搬抬等工序的操作，场地工进行油管的排放工作。其中，在油管排放过程中，工人需要在油管排及油管凳子之间搬抬油管，并在油管排上滚油管，油管排放不整齐时还需要抽拉油管，工序繁琐，工人劳动量大，容易造成工人的人身伤害。

国内修井作业的机械化比过去有了很大的进步，如拆装、搬运已实现了吊、装、运的一体化。在起下作业方面已有通井机(修井机)、液压油管钳和半自动吊卡等，这些机械化配套设备和装置的出现，对提高起下作业效率，减轻工人劳动强度，起到了较好的作用。

为了实现油管的自动排放，国内外进行了相关技术研究。首先，合理设置油管轨道，使油管依靠重力沿着轨道滚动是研究最早，也是最多的一种方式。大庆石油学院的谭云等分析了修井起下作业中的油管机械化排放问题(石油机械，1997年，第25卷，第3期)，介绍了一种通过油管接送装置和倾斜的管排利用重力原理进行油管排放的装置；中国石油大学(华东)2006年王路林的硕士论文《自动化起下油管作业控制系统研究》中也涉及一种管排倾斜进行油管排放的装置；专利号为ZL201420018526.8、ZL201420018597.8分写介绍了依靠管排的倾斜进行排管的装置，其具体实施形式有所区别；专利号为US4604724、US7736119均介绍了一种油管输送装置及依靠液压缸举升管排，利用重力进行排管的装置。但是，依靠重力进行排管的装置，存在如下问题：①油管滚动的过程中无外力干预，容易出现滚偏、滚斜的问题，可靠性差；②在油管的起、下两个过程中，油管排的倾斜方向需要调整，在此过程中油管可控性低，易出现意外事故。

辽河油田的戴长生等设计了一种油管机械化拉排装置(油气井测试，2007年，第16卷，增刊)，该装置采用钢丝绳拖动油管，虽然实现了油管的机械化排放，但该装置现场安装繁琐，且整体尺寸较大，移动不方便，并未得到广泛应用。

当前已有技术中，利用重力排管可控性差，钢丝绳拖动油管排放时现场安装繁琐，油管的机械化、自动化排放方式存在诸多问题，导致自动化排管现场应用较少，缺乏一种准确性好，稳定性高，可以满足现场排管需要的油管排放的方式及相关的装置。

为此，为降低作业工人劳动强度，提高油管排放的效率和可靠性，发明了一种油管自动排放机械臂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油管自动排放机械臂，可代替人工进行油管的取放，降低作业工人劳动强度，提高作业效率和作业安全性，同时，有利于实现油管排放的自动化。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种油管自动排放机械臂，包括丝杆、丝杆驱动装置、蜗轮、滚轮、滚轮驱动装置、底板、油管抓取手，所述丝杆与蜗轮啮合，油管抓取手安装于丝杆的底端，蜗轮与丝杆驱动装置连接，所述丝杆驱动装置安装在底板上，底板安装有滚轮并通过滚轮运行于运行轨道上，所述底板还设置有用来驱动滚轮的滚轮驱动装置。

所述油管抓取手与地板之间还连接有反扭矩杆。

所述反扭矩杆下端与油管抓取手刚性连接，上端位于底板上的导向孔内，反扭矩杆与丝杆同步运动。

所述丝杆与油管抓取手之间为刚性连接。

所述油管抓取手采用电磁方式或机械方式，其形状为V形，适合不同直径的油管。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

结构简单，占地面积小，安装、调试方便；实现排放的自动化，大大降低工人劳动强度；轨道、丝杠等刚性部件组成机械臂，结构简单，准确控制位移；反扭矩梁会保证油管抓手与油管平行。V形油管抓取手，可以抓取不同直径的油管。

附图说明

图1为本发明的一种油管自动排放机械臂的结构示意图。

图中，1-运行轨道，2-滚轮，3-丝杆驱动装置，4-涡轮，5-丝杆，6-反扭矩杆，7-滚轮驱动装置，8-底板，9油管抓取手。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

根据图1所示，油管自动排放机械臂由运动轨道1，滚轮2，丝杠驱动装置3，涡轮4，丝杆5，反扭矩杆6，滚轮驱动装置7，底板8和油管抓取手9组成。运动轨道1架设在油管排的上方，垂直于油管排放的方向放置。滚轮2在滚轮驱动装置7的驱动下可沿轨道1前后滑动，带动油管抓取臂沿着油管排前后移动，实现油管在油管排上的移动。丝杆驱动装置3带动涡轮4旋转，涡轮4驱动丝杆5沿着其轴线方向上下运动，丝杠5是不转的，丝杆5的下端安装有油管抓取手9，油管抓取手9跟随丝杆上下运动，所述丝杆与油管抓取手之间为刚性连接。实现油管在不同高度油管排的排放。油管抓取手9可以为多种形式的结构，如电磁方式或机械方式，其形状为V形，可以适合不同直径的油管。反扭矩杆6用于抵消丝杆旋转时对油管抓取手9产生的扭力，从而保证油管抓取手9与油管排一直处于平行状态。

排放油管时，滚轮驱动装置7带动滚轮2沿运行轨道1移至油管进来的一侧，丝杠驱动装置3带动丝杠5上下运动将油管抓取手9调整至油管高度，抓取手9抓紧油管。丝杠驱动装置3带动丝杠5上移避开已有的油管，滚轮驱动装置7带动滚轮2沿轨道1运动至合适位置，丝杠驱动装置3将丝杠5下放至可顺序放置油管的位置，油管抓取手9松开，将油管放至管排上。尔后，重复上述过程，完成多根油管的顺序排放。

需要从管排上取出油管时，滚轮驱动装置7带动滚轮2沿运行轨道1移至需要抓取的单根油管上方，丝杆驱动装置3驱动丝杆5向下运动至油管所在高度，油管抓取手9抓住油管。丝杠驱动装置3驱动丝杠5向上运动至合适高度，滚轮驱动装置7带动滚轮2沿运行轨道1移至管排的外侧，丝杠驱动装置3驱动丝杠5运动至合适位置，油管抓手9放开油管，油管被取走。尔后，重复上述过程，将多根油管顺序取出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (5)

1.一种油管自动排放机械臂，其特征在于，包括丝杆、丝杆驱动装置、蜗轮、滚轮、滚轮驱动装置、底板、油管抓取手，所述丝杆与蜗轮啮合，油管抓取手安装于丝杆的底端，蜗轮与丝杆驱动装置连接，所述丝杆驱动装置安装在底板上，底板安装有滚轮并通过滚轮运行于运行轨道上，所述底板还设置有用来驱动滚轮的滚轮驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种油管自动排放机械臂，其特征在于，所述油管抓取手与底板之间还连接有反扭矩杆。

3.根据权利要求2所述的一种油管自动排放机械臂，其特征在于，所述反扭矩杆下端与油管抓取手刚性连接，上端位于底板上的导向孔内，反扭矩杆与丝杆同步运动。

4.根据权利要求1所述的一种油管自动排放机械臂，其特征在于，所述丝杆与油管抓取手之间为刚性连接。

5.根据权利要求1所述的一种油管自动排放机械臂，其特征在于，所述油管抓取手采用电磁方式或机械方式抓取油管。