CN110142585B - 一种测井放射源自动安装更换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测井探管放射源装卸技术领域，具体涉及一种测井放射源自动安装更换装置，包括：安装平台，所述安装平台包括底座和外壳，所述外壳罩设在所述底座上；所述安装平台的一侧设有开口，所述开口适于对钻井探杆限位；定位夹紧机构，所述定位夹紧机构设置在所述底座上，适于夹紧所述钻井探杆；仓门拆装机构，所述仓门拆装机构安装在所述底座上，适于拆装所述钻井探杆的仓门；取源机构，所述取源机构安装在所述底座上，适于安装或拆卸放射源。本发明通过设置安装平台，并在安装平台上布置定位夹紧机构、仓门拆装机构和取源机构，分解更换放射源的步骤，实现智能化控制，以解决人工装卸放射源危害人体健康的问题。
Description
技术领域
本发明属于测井探管放射源装卸技术领域，具体涉及一种测井放射源自动安装更换装置。
背景技术
在石油勘查中需要用到钻井探杆，钻井探杆内装入放射源，然后将放有放射源的钻井探杆送入井下，利用放射源来检测该区域是否存在石油，以及油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗漏率等。在钻井探杆上设有可打开和关闭的仓门，仓门下部通过转动机构与钻井探杆可转动连接，仓门上或者钻井探杆内设有专门放置放射源的空腔，放射源即放置在该空腔中。
目前，放射源的装卸都是通过人工完成的，打开仓门前，需要先拧松仓门上部与钻井探杆连接的螺钉，再将仓门打开；放射源装载后再关闭仓门并拧紧螺钉即可。虽然人工装卸很简单，但由于放射源对人体的危害性，所以并不适合长期这样操作，因此，研制一台测井放射源智能安装、拆卸装置，能够适应常见的井架与平台、测井探杆和测井放射源，代替人工直接近距离接触测井放射源，对于保护工作人员的健康有非常重要的意义。
目前，常见的井架平台、测井探杆和测井放射源有多种形式，测井放射源智能装卸需要能够方便的安装在这些井架平台上，并要求根据不同的探杆和测井放射源，精确定位装卸部件的位置，执行相应的动作程序，完成测井放射源的装卸工作。同时，由于井口的分散性，要求只能装卸装置要重量轻，易于移动、装卸和操作，工作可靠、安全。由于在实际工作中，装卸探杆内放射源对人体产生危害，因此，开发一种智能装置来代替人的工作很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测井放射源自动安装更换装置，以解决现有技术中人工装卸放射源危害人体健康的问题。
本发明提供的测井放射源自动安装更换装置，包括：安装平台，所述安装平台包括底座和外壳，所述外壳罩设在所述底座上；所述安装平台的一侧设有开口，所述开口适于对钻井探杆限位；定位夹紧机构，所述定位夹紧机构设置在所述底座上，适于夹紧所述钻井探杆；仓门拆装机构，所述仓门拆装机构安装在所述底座上，适于拆装所述钻井探杆的仓门；取源机构，所述取源机构安装在所述底座上，适于安装或拆卸放射源。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述定位夹紧机构包括轴向定位组件，所述轴向定位组件包括第一齿轮、第二齿轮和第一驱动单元；所述第一驱动单元安装在所述底座上；所述第二齿轮安装在所述第一驱动单元的输出轴上；所述第一齿轮为开口齿轮，且内环设有第一定位凸起，第一齿轮安装在所述底座上，并与所述第二齿轮啮合。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述定位夹紧机构还包括径向定位组件，所述径向定位组件包括两个V型构件和两个第二驱动单元；两个第二驱动单元相对设置，且连线与所述开口方向垂直；所述V型构件位于两个所述第二驱动单元之间，且分别与两个所述第二驱动单元连接，适于在所述第二驱动单元的带动下相向移动抱合卡紧所述钻井探杆。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，两个所述V型构件的抱合面呈V型，且抱合面上均设有橡胶层。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述定位夹紧机构还包括分度定位组件，所述分度定位组件包括中间连杆和驱动部件；所述驱动部件安装在所述径向定位组件上，并与所述中间连杆连接；所述中间连杆的端部设有插有第二定位凸起，所述第二定位凸起适于与所述钻井探杆的定位槽适配定位。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述驱动部件包括第一平面连杆和第二平面连杆，所述第一平面连杆和所述第二平面连杆的一端分别与两个所述V型构件铰接，另一端与所述中间连杆铰接；所述驱动部件适于驱动所述中间连杆旋转以卡合所述钻井探杆。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述仓门拆装机构包括拧螺栓组件、仓门开关组件和第一移动滑台；所述第一移动滑台安装在底座上；所述拧螺栓组件包括第一钻头、第三驱动单元和第四驱动单元；所述第三驱动单元与所述第一移动滑台滑动安装，且输出端与所述第一钻头连接，适于驱动所述第一钻头旋转；所述第四驱动单元安装在所述第一移动滑台上，且输出端与所述第三驱动单元连接，适于驱动所述第三驱动单元运动；所述仓门开关组件包括连杆和第五驱动单元；所述第五驱动单元安装在所述第一移动滑台上，且输出端与所述连杆连接，适于驱动所述连杆旋转；所述连杆上设有插杆，所述插杆适于与所述钻井探杆的仓门锁孔适配。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述第一移动滑台与所述底座滑动连接；所述仓门拆装机构还包括第六驱动单元，所述第六驱动单元安装在所述底座上，且输出端与所述第一移动滑台连接。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述仓门拆装机构的数量为两套，两套所述仓门拆装机构均为位于所述定位夹紧机构的上方，且关于所述外壳的开口对称设置。
如上所述测井放射源自动安装更换装置，进一步优选为，所述取源机构包括第二移动滑台、取源组件和第七驱动单元；所述第二移动滑台滑动安装在所述安装座上；所述第七驱动单元安装在所述安装座上，且输出端与所述第二移动滑台连接；所述取源组件包括第二钻头和第八驱动单元，所述第八驱动单元安装在所述第二移动滑台上，且输出端与所述第二钻头连接，适于驱动所述第二钻头旋转。
本发明与现有技术相比具有以下的优点：
本发明通过设置安装平台，并在安装平台上布置定位夹紧机构、仓门拆装机构和取源机构，分解更换放射源的步骤，实现智能化控制；
本发明的测井放射源自动安装更换装置通过设置包括轴向定位组件、径向定位组件和分度定位组件实现与钻井探杆的固定，不仅保证了固定的稳固，同时还保证了定位的精准，进而适用于不同规格钻井探杆中放射源的更换。
附图说明
图1为本发明中测井放射源自动安装更换装置的结构示意图；
图2为本发明中测井放射源自动安装更换装置的内部结构示意图；
图3为图2中定位夹紧机构和分度定位组件的结构示意图；
图4为图2中取源机构的结构示意图；
图5为图2中仓门拆装机构的结构示意图；
图6为图2中轴向定位组件的结构示意图。
附图标记说明：
1-外壳，2-钻井探杆，3-放射源载体，4-V型构件，5-第二驱动单元，6-中间连杆，7-第一平面连杆，8-第二平面连杆，9-第一钻头，10-第三驱动单元，11-第一移动滑台，12-第四驱动单元，13-连杆，14-第二钻头，15-第八驱动单元，16-第二移动滑台上，17-第七驱动单元，18-框架，19-仓门，20-第六驱动单元，21-螺孔，22-第一齿轮，23-第二齿轮，24-第一驱动单元，25-第一安装座，26-第一定位凸起，27-第二定位凸起。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1-6所示，本实施例公开的测井放射源自动安装更换装置，包括：安装平台，所述安装平台包括底座和外壳1，所述外壳1罩设在所述底座上；所述安装平台的一侧设有开口，所述开口适于对钻井探杆2限位；定位夹紧机构，所述定位夹紧机构设置在所述底座上，适于夹紧所述钻井探杆2；仓门19拆装机构，所述仓门19拆装机构安装在所述底座上，适于拆装所述钻井探杆2的仓门19；取源机构，所述取源机构安装在所述底座上，适于安装或拆卸放射源。
本实施例中，能用于测井放射源自动安装更换装置的钻井探杆2需要具有以下条件：钻井探杆2的端面为圆形，仓门19上设有卡合孔，仓门19下方设有环形槽和定位槽，且仓门19、卡合孔、环形槽以及定位槽的距离为固定值。实际使用时，所述钻井探杆由机械手或其他结构夹持，可进行方位、高度等调整。
如图2所示，本实施例中，所述底座用于提供安装平台，外壳1罩设在所述底座上，适于形成安装空腔。在所述安装平台上的一侧还设有贯穿所述外壳1和所述基座的开口，所述开口呈长条形，从边缘延伸到所述安装平台的中心区域。
定位夹紧机构设置在所述底座上，适于夹紧所述钻井探杆2，具体的所述定位夹紧机构包括轴向定位组件、径向定位组件和分度定位组件，其中轴向定位组件适于限定所述钻井探杆2与所述测井放射源自动安装更换装置在竖直方向上的高度，进而使得所述钻井探杆2的仓门19位置与测井放射源自动安装更换装置中的各部件高度能够对应；径向定位组件适于限定所述钻井探杆2与所述测井放射源自动安装更换装置在水平方向上的位置，适于使所述钻井探杆2与所述测井放射源自动安装更换装置在水平方向上无相对位移；所述分度定位组件适于精准定位，进而使得所述钻井探杆2的仓门19位置与测井放射源自动安装更换装置中的各部件的位置能够精准对应。
如图6所示，其中，所述轴向定位组件包括第一齿轮22、第二齿轮23和第一驱动单元24；所述第一驱动单元24安装在所述底座上；所述第二齿轮23安装在所述第一驱动单元24的输出轴上；所述第一齿轮22为开口齿轮，且内环设有第一定位凸起26，第一齿轮22安装在所述底座上，并与所述第二齿轮23啮合。具体的，所述安装座上设有具有安装腔的第一安装座25，所述第一安装座25的一端具有U型开口，并与所述开口重合。在所述第一安装座25上设有用于与所述第一齿轮22对应安装的弧型凸起或滑槽，且弧型呼气或滑槽的开口与U型开口重合，适于安装所述第一齿轮22；所述第一驱动单元24安装在所述第一安装座25的安装腔中，且输出端竖向设置，适于安装所述第二齿轮23，且安装后的所述第二齿轮23与所述第一齿轮22啮合。优选的，本实施例的所述第一驱动单元24为电机。实际工作时，所述第一启动结构启动，驱动所述第二齿轮23带动所述第一齿轮22转动，进而将第一齿轮22的弧型段旋出所述第一安装座25；然后调整所述钻井探杆2的高度，直至所述钻井探杆2的环形槽与所述第一齿轮22内侧的定位凸起卡合。
如图3所示，所述径向定位组件包括两个V型构件4和两个第二驱动单元5；两个第二驱动单元5相对设置，且连线与所述开口方向垂直；所述V型构件4位于两个所述第二驱动单元5之间，且分别与两个所述第二驱动单元5连接，适于在所述第二驱动单元5的带动下相向移动抱合卡紧所述钻井探杆2。优选的，本实施例还包括第一滑道和第二滑道，所述第一滑到和所述第二滑道位于垂直与所述开口的同一直线上，并分设在所述开口两侧的第一安装座25上，适于滑动安装两个V型构件4；两所述第二驱动单元5也安装在所述第一安装座25上，且输出端与所述V型构件4连接，适于驱动两个所述V型构件4相向移动抱合所述钻井探杆2。优选的，所述V型构件4选用铁材制成；两个所述第二驱动单元5为电动气缸。
优选的，两个所述V型构件4的抱合面呈V型，且所述抱合面上还设有橡胶层，所述橡胶层适于保护所述钻井探杆2并增大抱合力。所述橡胶层的设置适于为所述V型构件4与所述钻井探杆2的接触提供缓冲，避免两个所述V型构件4抱合过渡挤压所述钻井探杆2；同时，所述橡胶层还能增加所述V型构件4与所述钻井探杆2之间的摩擦力，进而加强了连接强度。
如图3所示，所述定位夹紧机构还包括分度定位组件，所述分度定位组件包括中间连杆6和驱动部件；所述驱动部件安装在所述径向定位组件上，并与所述中间连杆6连接；所述中间连杆6的端部设有插有第二定位凸起27，所述第二定位凸起27适于与所述钻井探杆2的定位槽适配定位。优选的，所述驱动部件包括连杆13第一平面连杆7和连杆13第二平面连杆8，所述连杆13第一平面连杆7和所述连杆13第二平面连杆8的一端分别与两个所述V型构件4铰接，另一端与所述中间连杆6铰接；所述驱动部件适于驱动所述中间连杆6旋转以卡合所述钻井探杆2。优选的，本实施例中，所述定位槽和所述第二定位凸起27均为弧型，适于卡合。本实施例中连接于所述中间连杆6两端的所述连杆13第一平面连杆7、所述连杆13第二平面连杆8构成可变形的Z字型，因所述连杆13第一平面连杆7和所述连杆13第二平面连杆8的另一端分别与两个所述V型构件4连接，因此当两个所述V型构件4相向移动时，所述连杆13第一平面连杆7和所述连杆13第二平面连杆8也会绕连接端转动，进而带动所述中间连杆6转动，进而使得转动端的所述第二定位凸起27与所述钻井探杆2的定位槽适配定位。
实际使用时，所述安装平台先定位并将所述钻井探杆2卡在所述开口处，然后所述轴向定位组件工作，同时所述钻井探杆2开始高度调试，使得所述第一尺寸的定位凸起与所述钻井探杆2的环形槽卡合；然后所述安装平台开始绕所述钻井探杆2旋转，同时所述径向定位组件和所述径向定位组件同时开始工作，在所述第二定位凸起27与所述钻井探杆2的定位槽适配定位的同时，夹紧所述钻井探杆2。
如图5所示，进一步的，本实施例公开的测井放射源自动安装更换装置中，所述仓门19拆装机构包括拧螺栓组件、仓门19开关组件和第一移动滑台11；所述第一移动滑台11安装在底座上；所述拧螺栓组件包括第一钻头9、第三驱动单元10和第四驱动单元12；所述第三驱动单元10与所述第一移动滑台11滑动安装，且输出端与所述第一钻头9连接，适于驱动所述第一钻头9旋转；所述第四驱动单元12安装在所述第一移动滑台11上，且输出端与所述第三驱动单元10连接，适于驱动所述第三驱动单元10运动；所述仓门19开关组件包括连杆13和第五驱动单元；所述第五驱动单元安装在所述第一移动滑台11上，且输出端与所述连杆13连接，适于驱动所述连杆13旋转；所述连杆13上设有插杆，所述插杆适于与所述钻井探杆2的仓门19锁孔适配。上述结构中，所述第三驱动单元10为电机，适于驱动所述钻头旋转，进而实现螺钉的拆装；所述第四驱动单元12为气缸，适于驱动所述第三驱动单元10在所述第一移动滑台11上移动，适于前进与后退。实际使用时，所述第三驱动单元10和所述第四驱动单元12配合使用，其中，所述第四驱动单元12先靠近仓门19螺孔21，使钻头与螺孔21中的螺钉连接，然后第三驱动单元10启动，旋转所述钻头，配合第四驱动单元12启动后退，将螺钉拆下；安装过程与之对应。所述第五驱动单元为电机，适于驱动所述连杆13转动，进而使所述连杆13上的插杆插装到所述仓门19的锁孔后，再驱动所述连杆13反向转动，使仓门19转动打开。
优选的，所述第一移动滑台11与所述底座滑动连接；所述仓门19拆装机构还包括第六驱动单元20，所述第六驱动单元20安装在所述底座上，且输出端与所述第一移动滑台11连接。本实施例中，所述第六驱动单元20为气缸，气缸的输出端与所述第一移动滑台11连接，适于调整所述移动滑台与所述底座的安装位置，进而实现所述仓门19拆装机构位置的微调，以适应不同直径的所述钻井探杆2。优选的，所述仓门19拆装机构的数量为两套，两套所述仓门19拆装机构均为位于所述定位夹紧机构的上方，且关于所述外壳1的开口对称设置。
如图4所示，进一步的，本实施例公开的测井放射源自动安装更换装置中，所述取源机构包括第二移动滑台、取源组件和第七驱动单元17；所述第二移动滑台滑动安装在所述安装座上；所述第七驱动单元17安装在所述安装座上，且输出端与所述第二移动滑台连接；所述取源组件包括第二钻头14和第八驱动单元15，所述第八驱动单元15安装在所述第二移动滑台上16，且输出端与所述第二钻头14连接，适于驱动所述第二钻头14旋转。
如图2所示，优选的，本实施例中还包括型材框架18结构，所述型材框架18结构安装在所述底座上，适于布置上述结构。为隔绝危害，放射源均置于放射源载体3中。本实施例中，外壳1上还设有多个可放置放射源载体3的置物台，所述置物台的位置与钻井探杆2中放射源的位置相对应，适于所述第一钻头9和所述第二钻头14从所述放射源载体3中取出放射源。
作为本申请的优选实施方式，上述实施例中，所述底座的下方还设置有可用于行进、旋转和定位的装置，其中所述装置中用于行进、旋转和定位的结构与当前的智能扫地机器人类似，为现有技术，包括计算机、传感器、电机、动力传动机构及电源等结构，适于视觉定位、行进和旋转。上述装置的设置适于提高所述测井放射源自动安装更换装置的机动性，使其能够自由行动，进而更方便放射源的安装。实际使用时，所述装置通过传感器测定所述钻井探杆2的位置，经计算机的计算和控制，并根据所述钻井探杆2的位置调节自身的位置，进而将所述钻井探杆2限位在测井放射源自动安装更换装置的开口处。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，包括：
安装平台，所述安装平台包括底座和外壳，所述外壳罩设在所述底座上；所述安装平台的一侧设有开口，所述开口适于对钻井探杆限位；
定位夹紧机构，所述定位夹紧机构设置在所述底座上，适于夹紧所述钻井探杆；
仓门拆装机构，所述仓门拆装机构安装在所述底座上，适于拆装所述钻井探杆的仓门；
取源机构，所述取源机构安装在所述底座上，适于安装或拆卸放射源；
所述定位夹紧机构包括轴向定位组件，所述轴向定位组件包括第一齿轮、第二齿轮和第一驱动单元；所述第一驱动单元安装在所述底座上；所述第二齿轮安装在所述第一驱动单元的输出轴上；所述第一齿轮为开口齿轮，且内环设有第一定位凸起，第一齿轮安装在所述底座上，并与所述第二齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述定位夹紧机构还包括径向定位组件，所述径向定位组件包括两个V型构件和两个第二驱动单元；两个第二驱动单元相对设置，且连线与所述开口方向垂直；所述V型构件位于两个所述第二驱动单元之间，且分别与两个所述第二驱动单元连接，适于在所述第二驱动单元的带动下相向移动抱合卡紧所述钻井探杆。
3.根据权利要求2所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，两个所述V型构件的抱合面呈V型，且所述抱合面上均设有橡胶层。
4.根据权利要求2所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述定位夹紧机构还包括分度定位组件，所述分度定位组件包括中间连杆和驱动部件；所述驱动部件安装在所述径向定位组件上，并与所述中间连杆连接；所述中间连杆的端部设有第二定位凸起，所述第二定位凸起适于与所述钻井探杆的定位槽适配定位。
5.根据权利要求4所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述驱动部件包括第一平面连杆和第二平面连杆，所述第一平面连杆和所述第二平面连杆的一端分别与两个所述V型构件铰接，另一端与所述中间连杆铰接；所述驱动部件适于驱动所述中间连杆旋转以卡合所述钻井探杆。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述仓门拆装机构包括拧螺栓组件、仓门开关组件和第一移动滑台；
所述第一移动滑台安装在底座上；
所述拧螺栓组件包括第一钻头、第三驱动单元和第四驱动单元；所述第三驱动单元与所述第一移动滑台滑动安装，且输出端与所述第一钻头连接，适于驱动所述第一钻头旋转；所述第四驱动单元安装在所述第一移动滑台上，且输出端与所述第三驱动单元连接，适于驱动所述第三驱动单元运动；
所述仓门开关组件包括连杆和第五驱动单元；所述第五驱动单元安装在所述第一移动滑台上，且输出端与所述连杆连接，适于驱动所述连杆旋转；所述连杆上设有插杆，所述插杆适于与所述钻井探杆的仓门锁孔适配。
7.根据权利要求6所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述第一移动滑台与所述底座滑动连接；
所述仓门拆装机构还包括第六驱动单元，所述第六驱动单元安装在所述底座上，且输出端与所述第一移动滑台连接。
8.根据权利要求7所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述仓门拆装机构的数量为两套，两套所述仓门拆装机构均为位于所述定位夹紧机构的上方，且关于所述外壳的开口对称设置。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的测井放射源自动安装更换装置，其特征在于，所述取源机构包括第二移动滑台、取源组件和第七驱动单元；所述第二移动滑台滑动安装在安装座上；所述第七驱动单元安装在所述安装座上，且输出端与所述第二移动滑台连接；
所述取源组件包括第二钻头和第八驱动单元，所述第八驱动单元安装在所述第二移动滑台上，且输出端与所述第二钻头连接，适于驱动所述第二钻头旋转。
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