CN108005593A - 小修作业自动排管测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了小修作业自动排管测量装置，包括油管传输机，油管传输机包括基座，举升机构，举升机构驱动装置及油管传送机构，举升机构包括举升臂、推送杆，推送杆驱动装置，举升机构设置在基座的顶部，举升臂的末端与基座枢轴连接，举升机构驱动装置设置在基座上，举升机构驱动装置用于驱动举升机构升降运动，推送杆设置在举升臂内，推送杆驱动装置设置在举升臂的末端，推送杆驱动装置用于驱动推送杆在举升臂的长度方向直线运动，油管传送机构通过多个支架安装在推送杆的顶部，油管传送机构用于传送或收取油管。该装置可实现油管的自动化排送，降低工人的劳动强度，提高修井作业的安全性，进一步提高了修井作业的机械化水平。

Description

小修作业自动排管测量装置

技术领域

本发明涉及油井井口作业设备领域，具体涉及小修作业自动排管测量装置。

背景技术

石油作为一种重要能源，对社会的发展起到了不可或缺的影响与作用。在石油油井勘探、开发及生产行业领域里，油田井口作业是油田生产过程中不可或缺的一项工作，钻井、修井是油田生产过程中的重要的环节。在钻修井过程中经常会对钻修井的管类型的一些工具，如油管、抽油杆、钻杆等进行搬运工作。

目前井下的管类型的工具搬运主要依靠人工搬抬油管、抽拉油管、拖拽油管及排放油管，作业工人的劳动强度大，工作效率低，且存在安全隐患，或者依靠专用吊车起吊，人工辅助摘挂吊钩实施作业。由于井口环境恶劣，操作人员不仅工作劳动强度大，工作环境十分艰苦，而且还往往由于在吊车下方工作，具有较大的危险性。而且，随着施工的开展，从井口中流出或随管件带出的井液洒落在井口周边或施工人员身上，造成施工人员工作环境进一步恶劣的同时也污染了环境。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术的不足，目的在于提供小修作业自动排管测量装置。

本发明通过下述技术方案实现：

小修作业自动排管测量装置，包括油管传输机，所述油管传输机包括基座、举升机构、举升机构驱动装置、油管传送机构，举升机构设置在基座的顶部，举升结构的末端与基座枢轴连接，举升机构驱动装置设置在基座上，举升机构驱动装置用于驱动举升机构相对于基座做来回旋转运动，所述举升机构包括举升臂、推送杆、推送杆驱动装置，所述推送杆设置在举升臂内，所述推送杆驱动装置设置在举升臂的末端，推送杆驱动装置用于驱动推送杆在举升臂的长度方向直线运动，所述油管传送机构通过多个支架安装在推送杆的顶部，油管传送机构用于传送或收取油管。

上述油管传输机，能够为井口输送要下井的油管或在井口接收要起井的油管。下井时把井场的油管放置在油管传送机构中，举升臂通过举升机构驱动装置把推送杆向上举升，推送杆通过推送杆驱动装置把油管传送机构向上推送，以此来把油管传送机构中油管举升到井口安装位置，把油管传递给井口工，进而可进行安装。反之，起井时把井口拆卸下来的油管放置在油管传送机构中，举升臂通过举升机构驱动装置把推送杆向向下收回，推送杆通过推送杆驱动装置把油管传送机构向下收缩，以此来把油管传送机构中油管传送到井场的油管收纳位置。

优选方案，所述用于油井起下油管作业的自动化装置还包括自动管排架，所述自动管排架包括管架、行吊、行吊导轨、机械手、机械手升降液压缸，所述管架的顶部固定设置有行吊支架，行吊支架上固定所述行吊导轨，所述行吊设置在行吊导轨上，行吊沿行吊导轨的长度方向移动，行吊的两端分别安装所述机械手，机械手用于抓取或放置油管，所述机械手升降液压缸设置在行吊上，机械手升降液压缸用于控制机械手的升降。

优选方案，所述举升机构驱动装置为第一液压缸，第一液压缸的缸体与基座枢轴连接，第一液压缸的伸缩臂与举升臂的底部枢轴连接，所述推送杆驱动装置为第二液压缸，第二液压缸的缸体与举升臂的末端枢轴连接，第二液压缸的伸缩臂与推送杆的底部枢轴连接，所述举升臂的左右两端设有推送杆运动的滑槽，推送杆的左右两端设置有多个滚轮，所述滚轮在举升臂的滑槽内滚动。

优选方案，所述油管传送机构包括U形槽体，滑动小车，限位板，所述滑动小车设置在U形槽体内，U形槽体的开口部分别设置所述限位板，U形槽体的底部设有滑轨，滑动小车的滚轮在滑轨上直线运动，所述限位板用于防止滑动小车从U形槽体内脱出。

优选方案，所述支架包括上支架和下支架，所述下支架与推送杆固定连接，所述上支架与油管传送机构固定连接，上支架与下支架通过轴销连接，所述推送杆与油管传送机构之间还设有第三液压缸，所述第三液压缸的缸体与推送杆连接，第三液压缸的伸缩臂与油管传送机构连接，所述第三液压缸用于翻转所述油管传送机构。

优选方案，所述管架两端的底部各设置有第四液压缸，第四液压缸的缸体与管架枢轴连接，第四液压缸的伸缩臂与驱动板连接，所述驱动板为三角形结构，驱动板的斜面上配合有油管升降横担，所述油管升降横担跟随驱动板来回运动做上下垂直运动。

优选方案，所述第一液压缸上安装有第一位移传感器，所述第一位移传感器用于测量油管被举升的高度，所述第二液压缸上安装有第二位移传感器，所述第二位移传感器用于测量油管被推送的距离。

优选方案，所述U形槽体的两端分别设有限位挡板，所述限位挡板上分别安装有第一接近开关，所述限位挡板用于限制滑动小车从U形槽体内脱出，所述第一接近开关用于检测滑动小车在U形槽体内的位置。

优选方案，所述下支架与推送杆连接处均设有称重传感器，所述称重传感器用于检测油管传送机构内是否有油管及检测油管在油管传送机构中所处的位置。

优选方案，所述行吊导轨的两端分别设有第二接近开关，所述第二接近开关用于控制行吊的移动范围，所述行吊与行吊导轨的连接处设有滑块式移传感器，所述滑块式移传感器用于测量行吊在行吊导轨上的位置，所述机械手上设有第三接近开关，所述第三接近开关用于检测所述机械手是否抓取到油管。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：该装置由油管传输机和自动管排架组成，油管传输机和自动管排架协同工作，自动管排架通过机械手和行吊实现油管的自动抓取和排放，油管传输机通过举升机构及油管传送机构来实现油井起下油管的作业排送，通过第一液压缸的和第二液压缸的伸缩实现整套油管传输机的斜向举升和复位最终实现油管在井口与井场之间的移送。该装置能与现有修井作业配套使用，可实现油管的自动化排送，降低场地工人的劳动强度，提高修井作业的安全性，同时进一步提高了修井作业的机械化水平。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的油管传输机结构示意图；

图2为本发明的自动管排架结构示意图；

图3为本发明的自动管排架中机械手的结构示意图；

图4为图1所示的油管传输机的A处局部放大图；

图5为本发明的油管传输机的第一液压缸的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-基座，2-第一液压缸，3-举升臂，4-推送杆，5-U形槽体，6-滑动小车，7-管架，8-行吊，9-行吊导轨，10-机械手升降液压缸，11-行吊支架，12-机械手，13-驱动板，14-第四液压缸，15-油管升降横担，16-第三接近开关，17-油管，18-上支架，19-下支架，20-称重传感器，21-第一位移传感器，101-油管传输机，102-自动管排架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明小修作业自动排管测量装置，包括油管传输机101，具体的，油管传输机101包括基座1、举升机构、第一液压缸2及油管传送机构、举升机构包括举升臂3、推送杆4、第二液压缸，举升机构设置在基座1的顶部，举升臂3的末端与基座1的一端部枢轴连接，第一液压缸2的缸体与基座1枢轴连接，第一液压缸2的伸缩臂与举升臂3的底部枢轴连接，第一液压缸2用于驱动举升机构相对于基座1做来回旋转运动；推送杆4设置在举升臂3内，第二液压缸设置在举升臂3的末端，第二液压缸的缸体与举升臂3的末端枢轴连接，第二液压缸的伸缩臂与推送杆4的底部枢轴连接，第二液压缸用于驱动推送杆4在举升臂3的长度方向直线运动，举升臂3的左右两端设有推送杆4运动的滑槽，推送杆4的左右两端设置有多个滚轮，滚轮在举升臂3的滑槽内滚动，滚轮为推送杆4在举升臂3上提供运动的导向，同时也能减少推送杆4在举升臂3上运动的摩擦力。油管传送机构通过多个支架安装在推送杆4的顶部，油管传送机构用于传送或收取油管17。油管传送机构包括U形槽体5，滑动小车6，限位板，滑动小车6设置在U形槽体5内，U形槽体5的开口部分别设置限位板，U形槽体5的底部设有滑轨，滑动小车6的滚轮在滑轨上直线运动，限位板用于防止滑动小车6从U形槽体5内脱出。

请参照图2和图3所示，本装置还包括自动管排架102，具体的，自动管排架102包括管架7，行吊8，行吊导轨9，机械手12，机械手升降液压缸10，管架7的顶部两端固定设置有两个相互平行且处于同一高度的行吊支架11，行吊支架11上固定行吊导轨9，行吊8设置在行吊导轨9上，行吊8沿行吊导轨9的长度方向移动，行吊8的两端分别安装机械手12，机械手12用于抓取或放置油管17，机械手升降液压缸10设置在行吊8上，机械手升降液压缸10用于控制机械手12的升降。

工作原理：本装置由油管传输机101和自动管排架102组成。油管传输机101和自动管排架102相互协同工作，但油管传输机101也可以独立工作。当油管传输机101和自动管排架102协同工作时：在油井需要下油管17时，自动管排架102上的行吊8的机械手12抓取管架7中的油管17，然后行吊8把单根油管17放置到油管传输机101上的U形槽体5内，然后油管传输机101的举升臂3向上抬升到预定位置，油管传输机101的推送杆4向上伸出到预定位置，推送杆4把油管17移送到井口安装位置后传递给井口工，井口工取到油管17后油管传输机101复位到初始状态，回到初始位置进行下一根油管17的传输。在油井需要起油管17时，井口工把单根油管17放置在油管传输机101上的U形槽体5内，然后举升臂3向下收回到预定位置，推送杆4向下收缩到预定位置，然后自动管排架102的行吊8的机械手12来抓取油管传输机101上的U形槽体5内的油管17，机械手12抓取到油管17后，行吊8把油管17放置在管架7中，此时油管传输机101复位到初始状态，再回到井口进行下一根油管17的传输。当油管传输机101独立工作时(自动管排架102不参与作业)，在油井需要下油管17时，通过人工把油管17放置到油管传输机101上的U形槽体5内，然后油管传输机101的举升臂3向上抬升到预定位置，油管传输机101的推送杆4向上伸出到预定位置，推送杆4把油管17移送到井口后传递给井口工，井口工取到油管17后油管传输机101复位到初始状态，回到初始位置进行下一根油管17的传输。在油井需要起油管17时，井口工把单根油管17放置在油管传输机上101的U形槽体5内，然后举升臂3向下收回到预定位置，推送杆4向下收缩到预定位置，第三液压缸通过翻转U形槽体5把U形槽体5内的油管17排出，油管17排出后油管传输机101复位到初始状态，再回到井口进行下一根油管17的传输。

优选实施例方案，请参照图4所示，支架包括上支架18和下支架19，下支架19与推送杆4固定连接，上支架18与U形槽体5固定连接，上支架18与下支架19通过轴销连接，推送杆4与U形槽体5之间还设有第三液压缸，第三液压缸的缸体与推送杆4连接，第三液压缸的伸缩臂与U形槽体5连接，第三液压缸用于翻转U形槽体5，U形槽体5翻转后，U形槽体5内的油管17被排出。

优选实施例方案，请参照图2所示，管架7两端的底部各设置有第四液压缸14，第四液压缸14的缸体与管架7枢轴连接，第四液压缸14的伸缩臂与驱动板13连接，驱动板13为三角形结构，驱动板13的斜面上配合有油管升降横担15，油管升降横担15跟随驱动板13来回运动做上下垂直运动，油管升降横担15设有一对，分别安装在管架7上，油管升降横担15夹在管架7上的两个竖梁之间，在第四液压缸14的伸缩臂伸出时机会推动驱动板13向前运动，驱动板13的斜面就会驱动油管升降横担15在管架7上的两个竖梁之间向上运动。由于油管17是放置在油管升降横担15上，因此达到把油管17向上移动的目的。

优选实施例方案，请参照图5所示，第一液压缸2上安装有第一位移传感器21，第一位移传感器21用于测量油管17被举升的高度，第二液压缸上安装有第二位移传感器，第二位移传感器用于测量油管17被推送的距离。

优选实施例方案，U形槽体5的两端分别设有限位挡板，限位挡板上分别安装有第一接近开关，限位挡板用于限制滑动小车6从U形槽体5内脱出，第一接近开关用于检测滑动小车6在U形槽体5内的位置。

优选实施例方案，请参照图4所示，下支架19与推送杆4连接处均设有称重传感器20，称重传感器20用于检测U形槽体5内是否有油管17及检测油管17在U形槽体5中所处的位置。

优选实施例方案，行吊导轨9的两端分别设有第二接近开关，第二接近开关用于控制行吊8的移动范围，行吊8与行吊导轨9的连接处设有滑块式移传感器，滑块式移传感器用于测量行吊8在行吊导轨9上的位置，机械手12上设有第三接近开关16(参照图3所示)，第三接近开关16用于检测机械手12是否抓取到油管17。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.小修作业自动排管测量装置，其特征在于，包括油管传输机，所述油管传输机包括基座、举升机构、举升机构驱动装置、油管传送机构，举升机构设置在基座的顶部，举升结构的末端与基座枢轴连接，举升机构驱动装置设置在基座上，举升机构驱动装置用于驱动举升机构相对于基座做来回旋转运动，所述举升机构包括举升臂、推送杆、推送杆驱动装置，所述推送杆设置在举升臂内，所述推送杆驱动装置设置在举升臂的末端，推送杆驱动装置用于驱动推送杆在举升臂的长度方向直线运动，所述油管传送机构通过多个支架安装在推送杆的顶部，油管传送机构用于传送或收取油管。

2.根据权利要求1所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，还包括自动管排架，所述自动管排架包括管架、行吊、行吊导轨、，机械手、机械手升降液压缸、所述管架的顶部固定设置有行吊支架，行吊支架上固定所述行吊导轨，所述行吊设置在行吊导轨上，行吊沿行吊导轨的长度方向移动，行吊的两端分别安装所述机械手，机械手用于抓取或放置油管，所述机械手升降液压缸设置在行吊上，机械手升降液压缸用于控制机械手的升降。

3.根据权利要求1所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述举升机构驱动装置为第一液压缸，第一液压缸的缸体与基座枢轴连接，第一液压缸的伸缩臂与举升臂的底部枢轴连接，所述推送杆驱动装置为第二液压缸，第二液压缸的缸体与举升臂的末端枢轴连接，第二液压缸的伸缩臂与推送杆的底部枢轴连接，所述举升臂的左右两端设有推送杆运动的滑槽，推送杆的左右两端设置有多个滚轮，所述滚轮在举升臂的滑槽内滚动。

4.根据权利要求1所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述油管传送机构包括U形槽体，滑动小车，限位板，所述滑动小车设置在U形槽体内，U形槽体的开口部分别设置所述限位板，U形槽体的底部设有滑轨，滑动小车的滚轮在滑轨上直线运动，所述限位板用于防止滑动小车从U形槽体内脱出。

5.根据权利要求1所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述支架包括上支架和下支架，所述下支架与推送杆固定连接，所述上支架与油管传送机构固定连接，上支架与下支架通过轴销连接，所述推送杆与油管传送机构之间还设有第三液压缸，所述第三液压缸的缸体与推送杆连接，第三液压缸的伸缩臂与油管传送机构连接，所述第三液压缸用于翻转所述油管传送机构。

6.根据权利要求2所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述管架两端的底部各设置有第四液压缸，第四液压缸的缸体与管架枢轴连接，第四液压缸的伸缩臂与驱动板连接，所述驱动板为三角形结构，驱动板的斜面上配合有油管升降横担，所述油管升降横担跟随驱动板来回运动做上下垂直运动。

7.根据权利要求3所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述第一液压缸上安装有第一位移传感器，所述第一位移传感器用于测量油管被举升的高度，所述第二液压缸上安装有第二位移传感器，所述第二位移传感器用于测量油管被推送的距离。

8.根据权利要求4所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述U形槽体的两端分别设有限位挡板，所述限位挡板上分别安装有第一接近开关，所述限位挡板用于限制滑动小车从U形槽体内脱出，所述第一接近开关用于检测滑动小车在U形槽体内的位置。

9.根据权利要求5所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述下支架与推送杆连接处均设有称重传感器，所述称重传感器用于检测油管传送机构内是否有油管及检测油管在油管传送机构中所处的位置。

10.根据权利要求2所述的小修作业自动排管测量装置，其特征在于，所述行吊导轨的两端分别设有第二接近开关，所述第二接近开关用于控制行吊的移动范围，所述行吊与行吊导轨的连接处设有滑块式移传感器，所述滑块式移传感器用于测量行吊在行吊导轨上的位置，所述机械手上设有第三接近开关，所述第三接近开关用于检测所述机械手是否抓取到油管。