CN108556945B - 一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构，该机构包括第一抓管固定组件、第一圆周转动组件、串联爬升组件、第二圆周转动组件以及第二抓管固定组件，其中，第一抓管固定组件设置在第一圆周转动组件上，第一抓管固定组件绕第一圆周转动组件转动；串联爬升组件的一端活动连接第一圆周转动组件、另一端活动连接第二圆周转动组件；第二抓管固定组件设置在第二圆周转动组件上，第二抓管固定组件绕第二圆周转动组件转动。本申请提供的爬管机构，通过抓管固定组件、圆周转动组件与串联爬升组件的配合，可以使爬管机构很好的通过弯管、变直径管等任意形状的管道，并且可以围绕管道旋转360度。

Description

一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构

技术领域

本申请涉及海上石油井口平台导管架清理技术领域，尤其涉及一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构。

背景技术

随着科学技术的发展，管道在当今社会已经得到了广泛的应用。处于恶劣环境中的管道，例如处于深海环境中的海上钻井平台的石油管道，长期受介质腐蚀，海流冲击，海洋生物管外壁附着等因素的影响，极易产生腐蚀等缺陷。我国大部分海洋石油井口平台都是由钢质管道、导管架和甲板组成的，井口平台的管道为海洋生物的生长提供了一个理想的场所，海洋生物会长期大量吸附在海水全浸区和潮差区的管道上，使管道承受更大的重量载荷、波浪载荷及海流作用力，平台稳定性及抗风暴能力下降，危险发生几率大大增加。

为了保证管道安全运营，必须定期对管道进行检测维护，目前海上井口平台导管架的清理方法主要依赖于潜水员潜入海底，人工对导管架外壁上附着的海洋生物进行清理，或者，通过爬管机构携带清理设备对导管架外壁进行清理。但是，现有的爬外管机器人结构过于复杂，功能单一，一般只能在直管上爬行，弯管或者其他复杂性状的管爬行很难实现。

因此，如何提供一种可以实现爬直管、弯管、变直径管以及围绕管外壁进行360度转动的井口平台导管架的爬管机构，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构，以解决现有的管外爬行机器人不能很好的通过弯管、变直径管以及不能围绕管外壁进行360度转动的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构，该机构包括第一抓管固定组件、第一圆周转动组件、串联爬升组件、第二圆周转动组件以及第二抓管固定组件，其中，

所述第一抓管固定组件设置在所述第一圆周转动组件上，所述第一抓管固定组件绕所述第一圆周转动组件转动；

所述串联爬升组件的一端活动连接所述第一圆周转动组件、另一端活动连接所述第二圆周转动组件；

所述第二抓管固定组件设置在所述第二圆周转动组件上，所述第二抓管固定组件绕所述第二圆周转动组件转动。

可选的，所述第一圆周转动组件与第二圆周转动组件均包括转动导轨以及与所述转动导轨活动连接的转动平台与俯仰旋转构件，其中，

所述转动导轨与转动平台的形状均为半圆形，所述转动导轨相对设置的两表面上分别设置有上T型轨道与下T型轨道，所述转动平台沿所述上T型轨道移动，所述俯仰旋转构件沿所述下T型轨道移动；

所述第一抓管固定组件固定连接所述第一圆周转动组件的转动平台，所述第二抓管固定组件固定连接所述第二圆周转动组件的转动平台。

可选的，所述转动平台靠近所述上T型轨道的一侧设置有上T型导轨，所述上T型导轨沿所述上T型轨道移动；所述俯仰旋转构件靠近所述下T型轨道的一侧设置有下T型导轨，所述下T型导轨沿所述下T型轨道移动。

可选的，所述转动导轨的内侧面上设置有内齿轮、外侧面上设置有外齿轮，所述转动平台上设置有外转动齿轮，所述俯仰旋转构件上设置有内转动齿轮，所述外转动齿轮与所述外齿轮啮合连接，所述内转动齿轮与所述内齿轮啮合连接。

可选的，所述转动平台上还设置有外驱动电机，所述外驱动电机驱动所述外转动齿轮转动；所述俯仰旋转构件上还设置有内驱动电机，所述内驱动电机驱动所述内转动齿轮转动。

可选的，所述串联爬升组件包括第一支链与第二支链，所述第一支链的一端与所述第二支链的一端活动连接，所述第一支链的另一端与所述第一圆周转动组件的俯仰旋转构件活动连接，所述第二支链的另一端与所述第二圆周转动组件的俯仰旋转构件活动连接。

可选的，所述串联爬升组件还包括第一驱动电机、第二驱动电机与第三驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述第一支链与所述第一圆周转动组件的俯仰旋转构件相互转动，所述第二驱动电机驱动所述第一支链与第二支链相互转动，所述第三驱动电机驱动所述第二支链与所述第二圆周转动组件的俯仰旋转构件相互转动。

可选的，所述第一抓管固定组件与第二抓管固定组件均包括固定支架、驱动杆与对称设置的两机械手指，所述驱动杆活动安装在所述固定支架上，所述机械手指分别活动连接所述固定支架，所述驱动杆驱动所述机械手指张开/抓紧。

可选的，所述第一抓管固定组件与第二抓管固定组件还包括短连接杆、连接板以及长连接杆，每个所述机械手指均通过所述短连接杆与连接板连接所述固定支架，所述连接板通过所述长连接杆连接所述驱动杆。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本发明提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构包括第一抓管固定组件、第一圆周转动组件、串联爬升组件、第二圆周转动组件以及第二抓管固定组件，其中，第一抓管固定组件设置在第一圆周转动组件上，第一抓管固定组件绕第一圆周转动组件转动；串联爬升组件的一端活动连接第一圆周转动组件、另一端活动连接第二圆周转动组件；第二抓管固定组件设置在第二圆周转动组件上，第二抓管固定组件绕第二圆周转动组件转动。本申请提供的爬管机构采用串联式爬升机构，结构简单紧凑，配合圆周转动组件带动其他组件围绕导管架的外管壁转动，从而可以按要求到达导管架的任意位置，可以实现抓管固定组件对外管壁的360度抓管固定；抓管固定组件与被抓管外壁接触面积较大，可以保证在管道上爬行时不打滑，抓管固定组件可以进行张大和收紧，可以实现抓管固定组件抓不同直径、变直径的外管壁；该爬管机构通过各组件的配合运动可以实现抓直管、弯管以及各种形状的不同直径的管。本申请提供的爬管机构结构简单，容易控制，重量轻，操作简单，运动灵活，可以携带不同类型的高压水喷枪、涂料喷枪、检测传感器等，可以广泛应用于管道的清洗、涂装和检测等维护工作。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构中第一抓管固定组件与第一圆周转动组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构中第一抓管固定组件与第一圆周转动组件的另一视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构中第一俯仰旋转构件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构中第二抓管固定组件与第二圆周转动组件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构中第二抓管固定组件与第二圆周转动组件的另一视角的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构中第一抓管固定组件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构爬直管时的示意图；

图9为本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构爬弯管时动作一的示意图；

图10为本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构爬弯管时动作二的示意图；

图1-图10符号表示：1-第一抓管固定组件，11-第一机械手指，12-第二机械手指，13-第一固定支架，14-第一驱动杆，151-第一短连接杆，152-第二短连接杆，161-第一连接板，162-第二连接板，171-第一长连接杆，172-第二长连接杆，2-第一圆周转动组件，21-第一转动导轨，212-第一下T型轨道，213-第一内齿轮，214-第一外齿轮，22-第一转动平台，23-第一俯仰旋转构件，231-第一下T型导轨，24-第一内转动齿轮，25-第一外转动齿轮，26-第一内驱动电机，27-第一外驱动电机，3-串联爬升组件，31-第一支链，32-第二支链，33-第一驱动电机，34-第二驱动电机，35-第三驱动电机，4-第二圆周转动组件，41-第二转动导轨，411-第二上T型轨道，412-第二下T型轨道，413-第二内齿轮，414-第二外齿轮，42-第二转动平台，43-第二俯仰旋转构件，44-第二内转动齿轮，45-第二外转动齿轮，46-第二内驱动电机，47-第二外驱动电机，5-第二抓管固定组件，51-第三机械手指，52-第四机械手指，53-第二固定支架，54-第二驱动杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构包括第一抓管固定组件1、第一圆周转动组件2、串联爬升组件3、第二圆周转动组件4以及第二抓管固定组件5，其中，

第一抓管固定组件1设置在第一圆周转动组件2上，且第一抓管固定组件1绕第一圆周转动组件2转动；串联爬升组件3的一端活动连接第一圆周转动组件2、另一端活动连接第二圆周转动组件4；第二抓管固定组件5设置在第二圆周转动组件4上，第二抓管固定组件5绕第二圆周转动组件4转动。

本申请实施例中，第一圆周转动组件2与第二圆周转动组件4用于实现该爬管机构绕导管架的管外壁进行360度旋转。第一圆周转动组件2与第二圆周转动组件4均包括转动导轨以及与转动导轨活动连接的转动平台与俯仰旋转构件，其中，

转动导轨与转动平台的形状均为半圆形，转动导轨与转动平台的圆心为导管架的管道。转动导轨相对设置的两表面上分别设置有上T型轨道与下T型轨道，转动平台沿上T型轨道移动，俯仰旋转构件沿下T型轨道移动；第一抓管固定组件1固定连接第一圆周转动组件2的转动平台，第二抓管固定组件5固定连接第二圆周转动组件4的转动平台。

转动平台靠近上T型轨道的一侧设置有上T型导轨，上T型导轨沿上T型轨道移动；俯仰旋转构件靠近下T型轨道的一侧设置有下T型导轨，下T型导轨沿下T型轨道移动。

转动导轨的内侧面上设置有内齿轮、外侧面上设置有外齿轮，转动平台上设置有外转动齿轮，俯仰旋转构件上设置有内转动齿轮，外转动齿轮与外齿轮啮合连接，内转动齿轮与内齿轮啮合连接。

为了区分第一圆周转动组件2与第二圆周转动组件4的结构，在第一圆周转动组件2的结构名称前添加第一，第二圆周转动组件4的结构名称前添加第二。

如图2、图3所示，第一圆周转动组件2包括第一转动导轨21以及与第一转动导轨21活动连接的第一转动平台22、第一俯仰旋转构件23，其中，

第一转动导轨21与第一转动平台22的形状均为半圆形，第一转动导轨21相对设置的两表面上(上、下表面)分别设置有第一上T型轨道(附图中未标注)与第一下T型轨道212，第一转动平台22靠近第一上T型轨道的一侧设置有第一上T型导轨，第一上T型导轨与第一上T型轨道相配合，即第一上T型导轨可沿第一上T型轨道移动。因第一转动导轨21的形状为半圆形，故第一上T型轨道与第一下T型轨道212的形状也为半圆形，第一转动平台22上的第一上T型导轨沿第一上T型轨道做同心转动，从而可以实现第一转动平台22绕第一转动导轨21的转动。

如图4所示，第一俯仰旋转构件23靠近第一下T型轨道212的一侧设置有第一下T型导轨231，第一下T型导轨231沿第一下T型轨道212做同心转动，因第一下T型轨道212的形状为半圆形，故第一下T型导轨231的形状为弧形导轨，从而可以实现第一俯仰旋转构件23绕第一转动导轨21的转动。

为了驱动第一转动平台22与第一俯仰旋转构件23的转动，第一转动导轨21的内弧形侧面上设置有第一内齿轮213、外弧形侧面上设置有第一外齿轮214，第一转动平台22上设置有第一外转动齿轮25，第一外转动齿轮25与第一外齿轮214啮合连接，两者可实现齿轮传动。第一俯仰旋转构件23上设置有第一内转动齿轮24，第一内转动齿轮24与第一内齿轮213啮合连接，两者可实现齿轮传动。

第一转动平台22上还设置有第一外驱动电机27，第一外驱动电机27驱动第一外转动齿轮25转动，第一外转动齿轮25可沿着第一外齿轮214转动，从而带动第一转动平台22绕被抓管转动。同理，第一俯仰旋转构件23上还设置有第一内驱动电机26，第一内驱动电机26驱动第一内转动齿轮24转动，第一内转动齿轮24可沿着第一内齿轮213转动，从而带动第一俯仰旋转构件23绕被抓管转动。

因第一转动导轨21的形状为半圆形，第一转动平台22与第一俯仰旋转构件23均绕第一转动导轨21做同心转动，故第一转动平台22上的第一外转动齿轮25与第一俯仰旋转构件23上的第一内转动齿轮24可为半齿轮结构。

同理，如图5、图6所示，第二圆周转动组件4包括第二转动导轨41以及与第二转动导轨41活动连接的第二转动平台42、第二俯仰旋转构件43，其中，

第二转动导轨41与第二转动平台42的形状均为半圆形，第二转动导轨41相对设置的两表面上(上、下表面)分别设置有第二上T型轨道411与第二下T型轨道412，第二转动平台42靠近第二上T型轨道411的一侧设置有第二上T型导轨，第二上T型导轨与第二上T型轨道411相配合，即第二上T型导轨可沿第二上T型轨道411做同心转动，从而可以实现第二转动平台42绕第二转动导轨41转动。

第二俯仰旋转构件43靠近第二下T型轨道412的一侧设置有第二下T型导轨，第二下T型导轨可沿第二下T型轨道412做同心转动，从而可以实现第二俯仰旋转构件43绕第二转动导轨41转动。

为了驱动第二转动平台42与第二俯仰旋转构件43的转动，第二转动导轨41的内弧形侧面上设置有第二内齿轮413、外弧形侧面上设置有第二外齿轮414，第二转动平台42上设置有第二外转动齿轮45，第二外转动齿轮45与第二外齿轮414啮合连接，两者可实现齿轮传动。第二俯仰旋转构件43上设置有第二内转动齿轮44，第二内转动齿轮44与第二内齿轮413啮合连接，两者可实现齿轮传动。

第二转动平台42上还设置有第二外驱动电机47，第二外驱动电机47驱动第二外转动齿轮45转动，第二外转动齿轮45可沿着第二外齿轮414转动，从而带动第二转动平台42绕被抓管转动。第二俯仰旋转构件43上设置有第二内驱动电机46，第二内驱动电机46驱动第二内转动齿轮44转动，第二内转动齿轮44可沿着第二内齿轮413转动，从而带动第二俯仰旋转构件43绕被抓管转动。

因第二转动导轨41的形状为半圆形，第二转动平台42与第二俯仰旋转构件43均绕第二转动导轨41做同心转动，故第二转动平台42上的第二外转动齿轮45与第二俯仰旋转构件43上的第二内转动齿轮44可为半齿轮结构。

由于转动平台与转动导轨的形状均为半圆形，当有一个机构(第一圆周转动组件或第二圆周转动组件)固定并处于重合状态时，另一个机构(第二圆周转动组件或第一圆周转动组件)可以沿着一个机构向两侧分别转动90度，即可以实现绕被抓管的360度旋转。

串联爬升组件3包括第一支链31与第二支链32，第一支链31的一端与第二支链32的一端活动连接，第一支链31的另一端与第一俯仰旋转构件23活动连接，第二支链32的另一端与第二俯仰旋转构件43活动连接。在具体实施过程中，第一支链31的一端与第二支链32的一端铰接，第一支链31与第二支链32之间可相互转动；第一支链31的另一端与第一俯仰旋转构件23铰接，第一支链31的与第一俯仰旋转构件23之间可相互转动；第二支链32的另一端与第二俯仰旋转构件43铰接，第二支链32与第二俯仰旋转构件43可相互转动。

串联爬升组件3还包括第一驱动电机33、第二驱动电机34与第三驱动电机35，第一驱动电机33驱动第一支链31与第一俯仰旋转构件23相互转动，第二驱动电机34驱动第一支链31与第二支链32相互转动，第三驱动电机35驱动第二支链32与第二俯仰旋转构件43相互转动。

在具体实施过程中，当第一支链31固定时，第一俯仰旋转机构23可在第一驱动电机33的驱动下相对于第一支链31的连接端做同轴转动，从而实现第一俯仰旋转构件23带动第一抓管固定组件1与第一圆周转动组件2组成的整体做俯仰调整动作，这可以实现更加容易的爬行复杂管道。

当第二支链32固定时，第一支链31在第二驱动电机34的驱动下相对于第二支链32的连接端做同轴转动动作，这一动作可以为整个爬管机构的爬升动作提供支撑和动力。

串联爬升组件3可带动第一俯仰旋转构件23及其上设置的第一圆周转动组件2与第一抓管固定组件1、第二俯仰旋转构件43及其上设置的第二圆周转动组件4与第二抓管固定组件5动作，从而实现爬管机构的爬升动作。

第一抓管固定组件1与第二抓管固定组件5用于抓紧导管架的外管壁，起到固定的作用。第一抓管固定组件1与第二抓管固定组件5均包括固定支架、驱动杆与对称设置的两机械手指，驱动杆活动安装在固定支架上，机械手指分别活动连接固定支架，驱动杆驱动机械手指张开或抓紧。

为了方便驱动杆驱动机械手指张开或抓紧，第一抓管固定组件1与第二抓管固定组件5还包括短连接杆、连接板以及长连接杆，每个机械手指通过短连接杆与连接板连接固定支架，连接板通过长连接杆连接驱动杆。

为了区分第一抓管固定组件1与第二抓管固定组件5的结构，在第一抓管固定组件1的结构名称前添加第一，第二抓管固定组件5的结构名称前添加第二。

如图7所示，第一抓管固定组件1包括第一固定支架13、第一驱动杆14以及相对设置的第一机械手指11、第二机械手指12，第一固定支架13固定安装在第一转动平台22上，可随着第一转动平台22转动；第一驱动杆14活动安装在第一固定支架13上，第一机械手指11与第二机械手指12分别活动连接第一固定支架13，第一驱动杆14驱动第一机械手指11与第二机械手指12张开或抓紧，从而松开或抓紧被抓管。

在具体实施过程中，第一抓管固定组件1还包括相对设置的第一短连接杆151、第二短连接杆152，相对设置的第一连接板161、第二连接板162，以及相对设置的第一长连接杆171、第二长连接杆172，第一机械手指11的上表面通过第一短连接杆151活动连接第一固定支架13的上表面，即第一短连接杆151的两端均设置有通孔，一端的通孔通过螺栓或螺钉连接第一机械手指11、另一端的通孔通过螺栓或螺钉连接第一固定支架13；第一机械手指11的下表面通过第一连接板161活动连接第一固定支架13的下表面，第一连接板161上设置有三个通孔，三个通孔呈三角形设置，一个通孔通过螺栓或螺钉连接第一机械手指11，另一个通孔通过螺栓或螺钉连接第一固定支架13，第三个通孔通过螺栓或螺钉连接第一长连接杆171，第一长连接杆171的另一端连接第一驱动杆14。

第二机械手指12的上表面通过第二短连接杆152活动连接第一固定支架13的上表面，第二机械手指12的下表面通过第二连接板162活动连接第一固定支架13的下表面，第二连接板162通过第二长连接杆172连接第一驱动杆14。

动作时，第一驱动杆14伸长或收缩，第一驱动杆14驱动第一长连接杆171与第二长连接杆172转动，第一长连接杆171带动第一连接板161转动，第二长连接杆172带动第二连接板162转动，第一连接板161带动第一机械手指11转动，第二连接板162带动第二机械手指12转动，从而使得第一抓管固定组件1张开或抓紧。

同理，第二抓管固定组件5包括第二固定支架53、第二驱动杆54以及相对设置的第三机械手指51、第四机械手指52，第二固定支架53固定安装在第二转动平台42上，可随着第二转动平台42转动；第二驱动杆54活动安装在第二固定支架53上，第三机械手指51与第四机械手指52分别活动连接第二固定支架53，第二驱动杆54驱动第三机械手指51与第四机械手指52张开或抓紧，从而松开或抓紧被抓管。

当第一抓管固定组件1抓住管外壁固定住后，第二抓管固定组件5松开，在串联爬升组件3的带动下沿着管外壁向上爬升，然后第二抓管固定组件5抓住固定外管壁，第一抓管固定组件1松开，在串联爬升组件3的带动下沿着管外壁向上爬升，再然后第一抓管固定组件1抓住固定外管壁，第二抓管固定组件5松开，这两个动作交替重复进行，从而可以实现爬管动作。

实施例一

如图8所示，以爬直管为例，说明本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构的动作。

当第一抓管固定组件1和第二抓管固定组件5同时抓住管外壁时，此时爬管机构固定在管外壁上。

当第二抓管固定组件5松开管外壁并保持放松状态时，第一抓管固定组件1继续抓住管外壁，此时，爬管机构仍然固定在管外壁上，第二抓管固定组件5可以在第一支链31与第二支链32的运动下带动第二圆周转动组件4沿着管外壁做向上或向下运动；在第二抓管固定组件5运动于管外指定位置时，第二抓管固定组件5抓住管外壁，进而第一抓管固定组件1松开管外壁，并保持放松状态，在第一支链31与第二支链32的相对运动下做向上或向下运行。

根据上述动作分析，第一抓管固定组件1和第二抓管固定组件5所做的动作可实现爬直管的运动。

实施例二

如图9、图10所示，以爬90度弯管为例，说明本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构的动作。

当第一抓管固定组件1和第二抓管固定组件5位于弯管相对的一侧或者偏离弯管一侧，第一抓管固定组件1松开管外壁，处于放松状态，第二抓管固定组件5抓住固定管外壁，此时第二转动导轨41在第二外驱动电机47的驱动下，带动第二外转动齿轮45和第二外齿轮414做啮合运动，使第二转动导轨41绕被抓管做圆周运动，其中，转动方向沿着更接近弯管的一侧转动，转动角度为90度，以保证第二外转动齿轮45可以和第二外齿轮414啮合，保证正常的传动。

第二俯仰旋转构件43在第二内驱动电机46的驱动下带动第二内转动齿轮44和第二内齿轮413做啮合运动，使第二俯仰旋转构件43及其上部分整体机构沿着第二转动导轨41转动，从而可以将爬管机构除了第二抓管固定组件5以外的部分转动到弯管一侧，为实现下一步爬弯管动作打下基础。

在爬到合适的位置时，第一抓管固定组件1张开到最大位置，同时在第一驱动电机33的驱动下带动第一俯仰旋转构件23及其上固定的第一圆周转动组件2和第一抓管固定组件1转动到可以抓到弯管的合适位置；第二驱动电机34和第三驱动电机35驱动第一支链31和第二支链32伸直爬升，从而使第一抓管固定组件1可以抓到弯管的位置，之后第一抓管固定组件1抓住弯管外管壁并固定。

第二抓管固定组件5张开到最大位置，在第二内驱动电机46和第二外驱动电机47的驱动下第二圆周转动组件4转动恢复到初始重合位置。下一步，第一驱动电机33、第二驱动电机34和第三驱动电机35配合驱动，使第一支链31和第二支链32带动第二圆周转动组件4和第二抓管固定组件5爬升到可以抓到弯管的位置，第二抓管固定组件5抓住弯管外壁并固定。

以上的几个动作配合进行，可以实现爬管机构爬任何角度形状的弯管。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构包括第一抓管固定组件、第一圆周转动组件、串联爬升组件、第二圆周转动组件以及第二抓管固定组件，第一抓管固定组件设置在第一圆周转动组件上，且第一抓管固定组件绕第一圆周转动组件转动；串联爬升组件的一端活动连接第一圆周转动组件、另一端活动连接第二圆周转动组件；第二抓管固定组件设置在第二圆周转动组件上，且第二抓管固定组件绕第二圆周转动组件转动。本申请提供的爬管机构采用串联式爬升机构，结构简单紧凑，配合圆周转动组件带动其他组件围绕被抓管转动，从而可以按要求达到管外表面的任意位置，可以实现抓管固定组件对被抓管的360度抓管固定；抓管固定组件与被抓管外壁接触面积较大，可以保证抓管固定组件在管道上爬行时不打滑，具有较强的带负载能力；抓管固定组件可以进行张开或抓紧，可以实现抓管固定组件抓不同直径、变直径的外管壁；爬管机构通过各组件的配合运动，可以实现抓直管、弯管以及各种形状的不同直径的管。本申请提供的爬管机构结构简单，容易控制，重量轻，操作简单，运动灵活，带负载能力强，可以携带不同类型的高压水喷枪、涂料喷枪、检测传感器等，广泛应用于管道的清洗、涂装和检测等维护工作。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种串联式海上油田井口平台导管架的爬管机构，其特征在于，包括第一抓管固定组件、第一圆周转动组件、串联爬升组件、第二圆周转动组件以及第二抓管固定组件，其中，

所述第一抓管固定组件设置在所述第一圆周转动组件上，所述第一抓管固定组件绕所述第一圆周转动组件转动；

所述串联爬升组件的一端活动连接所述第一圆周转动组件、另一端活动连接所述第二圆周转动组件；

所述第二抓管固定组件设置在所述第二圆周转动组件上，所述第二抓管固定组件绕所述第二圆周转动组件转动；

所述第一圆周转动组件与第二圆周转动组件均包括转动导轨以及与所述转动导轨活动连接的转动平台与俯仰旋转构件，所述转动导轨与转动平台的形状均为半圆形，所述转动导轨相对设置的两表面上分别设置有上T型轨道与下T型轨道，所述转动平台沿所述上T型轨道移动，所述俯仰旋转构件沿所述下T型轨道移动；

所述第一抓管固定组件固定连接所述第一圆周转动组件的转动平台，所述第二抓管固定组件固定连接所述第二圆周转动组件的转动平台；

所述转动导轨的内侧面上设置有内齿轮、外侧面上设置有外齿轮，所述转动平台上设置有外转动齿轮，所述俯仰旋转构件上设置有内转动齿轮，所述外转动齿轮与所述外齿轮啮合连接，所述内转动齿轮与所述内齿轮啮合连接。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述转动平台靠近所述上T型轨道的一侧设置有上T型导轨，所述上T型导轨沿所述上T型轨道移动；所述俯仰旋转构件靠近所述下T型轨道的一侧设置有下T型导轨，所述下T型导轨沿所述下T型轨道移动。

3.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述转动平台上还设置有外驱动电机，所述外驱动电机驱动所述外转动齿轮转动；所述俯仰旋转构件上还设置有内驱动电机，所述内驱动电机驱动所述内转动齿轮转动。

4.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述串联爬升组件包括第一支链与第二支链，所述第一支链的一端与所述第二支链的一端活动连接，所述第一支链的另一端与所述第一圆周转动组件的俯仰旋转构件活动连接，所述第二支链的另一端与所述第二圆周转动组件的俯仰旋转构件活动连接。

5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于，所述串联爬升组件还包括第一驱动电机、第二驱动电机与第三驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述第一支链与所述第一圆周转动组件的俯仰旋转构件相互转动，所述第二驱动电机驱动所述第一支链与第二支链相互转动，所述第三驱动电机驱动所述第二支链与所述第二圆周转动组件的俯仰旋转构件相互转动。

6.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述第一抓管固定组件与第二抓管固定组件均包括固定支架、驱动杆与对称设置的两机械手指，所述驱动杆活动安装在所述固定支架上，所述机械手指分别活动连接所述固定支架，所述驱动杆驱动所述机械手指张开或抓紧。

7.根据权利要求6所述的机构，其特征在于，所述第一抓管固定组件与第二抓管固定组件还包括短连接杆、连接板以及长连接杆，每个所述机械手指均通过所述短连接杆与连接板连接所述固定支架，所述连接板通过所述长连接杆连接所述驱动杆。