CN107100561B - 一种二支点转动式钻杆翻送机构 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种二支点转动式钻杆翻送机构，该装置采用两组广口卡槽二点支撑，单个电动缸驱动一体式翻架，其总构成包括基座和翻杆装置；基座两侧与排管架相接触，两个翻杆装置在基座两侧对称安装，该机构的主要工作是完成钻杆从排管架翻送至基座V型槽内的往复输送，V型槽内的直线输送和推出V型槽的输送由其他装置完成，本装置主要用于自动化钻井中管柱的输送，整个装置结构简单，一个电动缸替代了六个液压缸的工作，简化了管柱输送的程序，提高了管柱输送的效率。

Description

一种二支点转动式钻杆翻送机构
技术领域
本发明涉及石油钻井钻具输送领域，是一种实现钻杆从地面排管架与输送设备之间的基座平面上的自动输送钻杆的机构。
背景技术
石油钻井作业过程中，经常需要在钻具存放区与钻井平台之间往返输送钻杆。钻杆在排管架与输送设备之间转移工作，需要相应的辅助自动化设施或人工操作。本发明采用一个电动缸替代三套双缸顶杆装置辅助钻杆来回输送，三套双缸需要六个液压缸同步工作，难以满足操作稳定性与同步性要求，随着现代石油钻井工作强度加大与自动化程度的提高，需要研发高效、低功耗和维修简单的设备来完成钻杆在排管架与输送设备之间转移工作。
发明内容
针对上述问题，提出一种二支点转动式翻送机构，采用两组广口卡槽二点支撑，单个电动缸驱动一体式翻架，同步性高，运行功耗小，安装操作便捷，能够高效地实现钻杆在排管架与输送设备之间的运移。
为弥补现有技术中存在的不足，一种二支点转动式钻杆翻送机构技术方案如下：其总构成包括基座和翻杆装置；基座两侧与排管架相接触，两个翻杆装置在基座两侧对称安装，该机构的主要工作是完成钻杆从排管架翻送至基座V型槽内的往复输送，V型槽内的直线输送和推出V型槽的输送由其他装置完成。
基座主要为钢桁架结构，用于支撑和输送钻杆，同时为翻杆装置提供安装的空间。基座上表面两侧为平面钢板，在每侧开有三个横向长槽，便于翻杆装置中的翻架嵌入安装；基座中间为纵向V型槽结构，用于钻杆短时间内稳定存放后通过其他机构进行纵向输送。
翻杆装置包括电动缸、转动连接头、支撑钢板和翻架。电动缸通过铰链固定在基座内，转动连接头通过圆柱销连接电动缸轴与翻架转轴，电动缸与翻架活动连接可相对转动，电动缸轴的伸缩实现翻架转动，进行拨杆动作；支撑钢板焊接在基座长槽内，两端开有广口内卡槽和外卡槽，用于翻杆工作过程中对翻架的支撑；钢制翻架主要由三个拨杆梁、两个横梁和支撑梁通过肋板焊接成一体，每个拨杆梁两侧焊有内支撑轴和外支撑轴，与支撑钢板上广口卡槽配合可实现翻架不同支点的支撑和转动，便于单个电动缸控制与驱动。
二支点转动式钻杆翻送机构的工作过程如下：以右侧翻杆装置取杆为例，右侧电动缸轴缩回，翻架顺时针转动，翻架从排管架取杆后，右侧电动缸轴前伸，翻架以内支撑轴为支撑旋转中心逆时针回转，并拨动钻杆；钻杆被拨至基座平面钢板上时，右侧电动缸轴继续前伸，翻架上内支撑轴与支撑钢板上的内卡槽分离，外支撑轴与外卡槽接合对翻架起支撑作用，以此来继续向左拨动钻杆，之后左侧电动缸轴回缩，左侧翻架逆时针转动至拨杆梁露出基座表面，防止钻杆由于惯性滚出基座V型槽到左侧平面上，待钻杆稳定落在基座V型槽内后，左、右翻杆装置复位，等待下一轮工作。
相比现有技术，该机构具有如下优点：(1)操作便捷，运行功耗低，能快速实现钻杆在排管架与待输送区之间的转移；(2)单个电动缸驱动控制一体式翻架，拨杆同步性高；(3)采用广口式卡槽二支点非定位特殊支撑方式，可实现一体式翻架二端分别抬高出基座平面较大距离。
附图说明
图1为钻杆翻送总布局图
图2为翻杆装置工作简图
图3为翻架结构图
图4为钻杆翻送过程图
图中：1-钻杆；2-基座；3-翻杆装置；4-排管架；5-长槽；6-基座V型槽；7-固定铰链；8-电动缸；9-电动缸轴；10-转动连接头；11-圆柱销；12-翻架；13-支撑钢板：14-内卡槽；15-外卡槽；16-拨杆梁；17-外支撑轴；18-内支撑轴；19-横梁；20-支撑梁；21-肋板；22-翻架转轴
具体实施方式
如图1，一种二支点转动式钻杆翻送总布局图包括基座2和翻杆装置3；基座2两侧与排管架4相接触，两套翻杆装置3在基座2两侧对称安装，该机构的主要工作是将钻杆1从排管架4翻送至基座V型槽6内，或反向输送。基座2主要为钢桁架结构，用于支撑和输送钻杆1，同时为翻杆装置3提供安装的空间。基座2上表面两侧为平面钢板，在每侧开有三个长槽5，便于翻杆装置3中的翻架12嵌入安装；基座2中间为V型槽6结构，用于钻杆1短时间内稳定存放。
如图2，翻杆装置3包括电动缸8、转动连接头10、支撑钢板13和翻架12。电动缸8通过铰链7固定在基座2内，转动连接头10通过圆柱销11连接电动缸轴9与翻架转轴22，电动缸8与翻架12连接相对转动，电动缸轴9的伸缩实现翻架12转动，进行拨杆动作；支撑钢板13焊接在基座长槽5内，两端开有广口内卡槽14和外卡槽15，用于拨杆工作过程中对翻架12的分别支撑。
如图3，钢制翻架12主要由三个拨杆梁16、两个横梁19和支撑梁20通过肋板21焊接成一体，每个拨杆梁两侧焊有内支撑轴18和外支撑轴17，与支撑钢板13上广口卡槽配合可实现翻架12在其支点的支撑和转动，便于单个电动缸8控制与驱动。
如图4，二支点转动式钻杆翻送机构的工作过程如下：以右侧翻杆装置3取杆为例，(图4a)右侧电动缸轴9缩回，翻架12顺时针转动，翻架12从排管架4取杆，(图4b)右侧电动缸轴9前伸，翻架12以内支撑轴18为支撑旋转中心逆时针回转，并拨动钻杆1；钻杆1被拨至基座2平面钢板上时，右侧电动缸轴9继续前伸，翻架12上内支撑轴18与支撑钢板13上的内卡槽14分离，外支撑轴17与外卡槽15接合对翻架12起支撑作用，以此来继续向左拨动钻杆1，之后左侧电动缸轴回缩，同时左侧翻架逆时针转动至拨杆梁露出基座表面，防止钻杆1由于惯性滚出基座V型槽6到左侧表面，待钻杆1稳定落在基座V型槽6内，(图4c)左、右翻杆装置3复位，等待下一轮工作。
本发明保护范围以权力要求书为准。

Claims (3)

1.一种二支点转动式钻杆翻送机构，特征在于：翻杆装置(3)包括电动缸(8)、转动连接头(10)、支撑钢板(13)和翻架(12)；电动缸(8)通过铰链(7)固定在基座(2)内，转动连接头(10)通过圆柱销(11)连接电动缸轴(9)与翻架转轴(22)，电动缸(8)与翻架(12)连接相对转动，电动缸轴(9)的伸缩实现翻架(12)转动，进行拨杆动作；支撑钢板(13)焊接在基座长槽(5)内，两端开有广口内卡槽(14)和外卡槽(15)，用于拨杆工作过程中对翻架(12)的分别支撑。
2.根据权利要求1所述翻送机构，特征在于：钢制翻架(12)主要由三个拨杆梁(16)、两个横梁(19)和支撑梁(20)通过肋板(21)焊接成一体，每个拨杆梁两侧焊有内支撑轴(18)和外支撑轴(17)，与支撑钢板(13)上广口卡槽配合可实现翻架(12)在其支点的支撑和转动，便于单个电动缸(8)控制与驱动。
3.根据权利要求2所述翻送机构，特征在于：以取杆时右侧电动缸轴(9)缩回，翻架(12)顺时针转动，翻架(12)从排管架(4)取杆，右侧电动缸轴(9)前伸，翻架(12)以内支撑轴(18)为支撑旋转中心逆时针回转，并拨动钻杆(1)；钻杆(1)被拨至基座(2)平面钢板上时，右侧电动缸轴(9)继续前伸，翻架(12)上内支撑轴(18)与支撑钢板(13)上的内卡槽(14)分离，外支撑轴(17)与外卡槽(15)接合对翻架(12)起支撑作用，以此来继续向左拨动钻杆(1)，之后左侧电动缸轴回缩，同时左侧翻架(12)逆时针转动至拨杆梁露出基座(2)表面，待钻杆(1)稳定落在基座V型槽(6)内，左右翻杆装置(3)同时复位。
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