CN110230476B - 管具排放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻采设备领域，特别涉及一种使用电驱动的管具排放装置，该管具排放装置包括与井架固定连接的立根存放装置，与所述立根存放装置固定连接的行走装置，与所述行走装置活动连接的扶管机，所述扶管机位于所述行走装置下方，且位于舌台上方，该排放装置无液压驱动装置，节能且环保，扶管机位于行走装置下方舌台上方便于检修，扶管机取代人工操作降低了成本且降低了事故的发生率。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采设备领域，特别涉及一种使用电驱动的管具排放装置。
背景技术
石油修井机在进行钻进或起下钻过程中，需处理大量立根并完成大量立根在井眼中心和立根排放装置之间的移运
现有技术的修井机因为受空间的限制，采用井架工与钻台钳工、顶驱配合的方式完成立根移运，此种方式劳动强度大，危险因素高，生产效率低。
现有技术为了避免上述的缺陷采用液压排管装置取代井架工完成上述作业，但是会存在液压系统漏油、污染环境的缺陷，且在高空进行液压系统的维护和保养困难系数大同时危险性高，发生事故几率增大。。
现有技术存在以下问题：
1、现有技术采用井架工与钻台钳工、顶驱配合的方式完成立根移运，此种方式人力成本高、人数多危险因素也会相应升高，且生产效率低；
2、现有技术采用液压排管装置取代井架工与钻台钳工、顶驱配合的方式完成立根移运，此种方式会存在液压系统漏油、污染环境的缺陷；
3、现有技术采用液压排管装置取代井架工与钻台钳工、顶驱配合的方式完成立根移运，此种方式在高空进行液压系统的维护和保养的困难系数大同时危险性高，发生事故几率增大。
为解决上述问题，需要发明一种能够减少操作人数且降低危险性的管具排放装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够减少操作人数且降低危险性的管具排放装置。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案。
一种管具排放装置，包括与井架固定连接的立根存放装置，所述立根存放装置包括与所述井架固定连接的台体，与所述台体固定连接的气动指梁、围栏、防风墙和舌台，所述气动指梁数量为2且延所述舌台对称分布，2个所述气动指梁的一端分别与所述台体的两个侧边固定连接，2个所述气动指梁的另一端靠近所述舌台的两个侧边，所述防风墙分别与所述台体的两个侧边及后边固定连接，所述后边与井架固定连接，还包括：
行走装置，所述行走装置与所述立根存放装置固定连接；
扶管机，所述扶管机与所述行走装置活动连接，所述扶管机位于所述行走装置下方，且位于所述舌台上方。
作为本发明的优选方案，所述行走装置包括：
门型框架，所述门型框架由前门型框架和后门型框架组成，所述前门型框架分别与所述台体的两个侧边远离井架的一端固定连接，所述后门型框架与所述台体的后边固定连接；
行走轨道，所述行走轨道由轨道体、缓冲器和齿条组成，所述轨道体的一端与所述前门型框架顶部中点固定连接，所述轨道体的另一端与所述后门型框架顶部中点固定连接，所述缓冲器固定设置在所述轨道体两端的底部，所述齿条与所述轨道体底部固定连接；
行走体，所述行走体与所述行走轨道滚动连接。
作为本发明的优选方案，所述行走体包括行走体支架、与所述行走体支架固定连接的行走装置减速器、与所述行走装置减速器活动连接的行走装置齿轮，与所述行走装置减速器固定连接的行走装置电机、与所述行走体支架活动连接的滚轮组成，所述行走装置电机驱动所述行走体延所述轨道体来回移动，所述行走装置齿轮与所述齿条匹配。
作为本发明的优选方案，所述扶管机包括：
回转装置，所述回转装置与所述行走体活动连接；
变幅装置，所述变幅装置与所述回转装置活动连接；
夹持装置，所述夹持装置与所述变幅装置活动连接。
作为本发明的优选方案，所述回转装置包括：
回转轴承，所述回转轴承与所述行走体活动连接；
回转装置减速器，所述回转装置减速器与所述回转轴承固定连接；
回转装置电机，所述回转装置电机与所述回转装置减速器固定连接。
作为本发明的优选方案，所述变幅装置包括：
架体，所述架体与所述回转轴承活动连接；
第一主臂，所述第一主臂的一端与所述架体活动连接；
第一副臂，所述第一副臂的一端与所述架体活动连接；
电缸，所述电缸分别与所述架体和所述第一主臂活动连接；
三角体，所述三角体共有三个端部，分别为第一端部、第二端部和第三端部，所述第一主臂的另一端与所述第一端部活动连接，所述第一副臂的另一端与所第二端部活动连接；
第二主臂，所述第二主臂的一端与所述第三端部活动连接，；
第二副臂，所述第二副臂的一端与所述第一端部和第二端部之间的位置活动连接；
短连杆，所述短连杆的一端与所述第一主臂的另一端活动连接，所述短连杆的另一端与所述第二主臂的中下部活动连接；
夹持装置安装座，所述夹持装置安装座分别与所述第二主臂和第二副臂的另一端活动连接；
所述电缸驱动所述第一主臂绕所述第一主臂与所述架体的连接点旋转，所述第一主臂、架体、第二副臂和三角体构成平行四边形结构，所述第一主臂的运动带动所述第一副臂绕所述架体的连接点旋转，所述第一主臂通过所述短连杆带动所述第二主臂绕所述第二主臂与所述第三端部的连接点旋转，所述第二主臂、三角体、第二副臂和夹持装置安装座构成一个平行四边形结构，所述第二主臂的运动带动所述第二副臂进行随动，上述动作完成所述变幅装置的收缩和展开。
作为本发明的优选方案，所述夹持装置包括：
钳体，所述钳体的一端分别与所述第二主臂的另一端和第二副臂的另一端活动连接；
气缸，所述气缸的数量为2个，每1个所述气缸的一端与所述钳体的后端活动连接，2个所述气缸延所述钳体的中心线对称分布，2个所述气缸同步运行；
滑块，所述气缸的另一端与所述滑块的一端固定连接；
连杆，所述滑块的另一端与所述连杆的一端活动连接；
钳牙，所述连杆的另一端与所述钳牙的一端活动连接，所述钳牙的一端还与所述钳体的另一端活动连接；
所述滑块、连杆和钳牙的数量均为2个，均延所述钳体的中心线对称分布。
作为本发明的优选方案，所述钳体为异形箱体式结构，所述钳体的另一端加工成U型结构，所述滑块和连杆内置于所述U型结构的两边，2个所述钳牙通过销轴分别与所述U型结构的两个顶部活动连接，所述钳体上加工有与所述滑块匹配的滑槽，所述滑块的另一端与所述连杆的一端通过穿过所述滑槽的销轴进行活动连接，所述滑槽分别在所述钳体的顶部和底部与所述滑块匹配的位置开设，且所述钳体顶部和底部上开设的所述滑槽的位置一致，所述气缸驱动所述滑块延所述滑槽滑动，所述滑块带动所述连杆运动，所述连杆带动所述钳牙绕所述钳牙与所述钳体连接的销轴旋转，从而实现所述钳牙的张开和闭合。
作为本发明的优选方案，所述第一主臂由第一主臂体、与所述第一主臂体固定连接的连接块、与所述第一主臂体活动连接的连接耳板一组成，所述第一主臂体为Y型，所述第一主臂体的一端分叉，且所述第一主臂体的一端的内侧延整个所述第一主臂体中心线对称固定连接有与所述电缸活动连接的连接块，所述第一主臂体的另一端底部设置有连接耳板一，所述连接耳板一的中部与所述第一主臂的另一端通过同一个销轴与所述第一端部活动连接，且所述连接耳板一的顶部通过销轴与所述短连杆的一端活动连接；所述第二主臂的下部固定连接有连接耳板二，所述连接耳板二通过销轴与所述短连杆另一端活动连接；所述电缸由与所述架体活动连接的电缸杆、与所述电缸杆活动连接的电缸体、与所述电缸体的一端固定连接的平动装置、与所述平动装置固定连接的电缸减速器、与所述电缸减速器固定连接的电缸电机、与所述电缸体固定连接的连接杆组成，所述连接杆与所述连接块活动连接，所述电缸杆的一端与所述架体活动连接，所述电缸杆的另一端内置于所述电缸体内并与所述电缸体活动连接。
作为本发明的优选方案，所述行走体为异形框架结构，所述行走体上部两边内侧均布有滚轮，所述滚轮与所述轨道体的两个侧边匹配。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明管具排管装置不采用液压驱动方式，采用行走装置电机、回转装置电机、电缸等电驱动器件，节能环保，提高了工作效率，且减小了整体的体积；
2、本发明管具排管装置以扶管机取代人工，降低了事故发生率；
3、本发明管具排管装置的扶管机位于行走装置下方舌台之上，维护人员可以直接在舌台上对扶管机进行维护，方便且安全。
附图说明
图1为本发明管具排管装置立体图；
图2为本发明行走装置+扶管机立体图；
图3为本发明行走装置立体图；
图4为本发明行走轨道正视图；
图5为本发明行走体立体图；
图6为本发明回转装置立体图；
图7为本发明变幅装置立体图；
图8为本发明第一主臂立体图；
图9为本发明第二主臂立体图；
图10为本发明电缸立体图；
图11为本发明短连杆立体图；
图12为本发明夹持装置立体图；
图13为本发明夹持装置另一立体图。
图中标记：1-立根存放装置，11-台体，12-气动指梁，13-防风墙，14-舌台，15-围栏，2-扶管机，21-回转装置，211-回转轴承，212-回转装置减速器，213-回转装置电机，22-变幅装置，221-架体，222-第一主臂，2221-臂体，2222-连接块，2223-连接耳板一，223-第一副臂，224-电缸，2241-电缸杆，2242-电缸体，2243-平动装置，2244-电缸电机，2245-电缸减速器，2246-连接杆，225-第二主臂，2251-连接耳板二，226-第二副臂，227-三角体，2271-第一端部，2272-第二端部，2273-第三端部，228-短连杆，229-夹持装置安装座，23-夹持装置，231-钳体，232-气缸，233-滑块，234-连杆，235-钳牙，3-行走装置，31-门型框架，311-前门型框架，312-后门型框架，32-行走轨道，321-轨道体，322-缓冲器，323-齿条，33-行走体，331-行走体支架，332-行走装置减速器，333-行走装置齿轮，334-行走装置电机，335-滚轮。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
如图1 -所示，管具排放装置包括与井架固定连接的立根存放装置1，与立根存放装置1固定连接的行走装置3和与行走装置3活动连接扶管机2组成，立根存放装置1包括与井架固定连接的台体11，与台体11固定连接的气动指梁12、围栏15、防风墙13和舌台14，气动指梁12延舌台14对称分布，2个气动指梁12的一端分别与台体11的两个侧边固定连接，2个气动指梁12的另一端靠近舌台14的两个侧边，防风墙13分别与台体11的两个侧边及后边固定连接。
如图2-5所示，行走装置3包括与台体11固定连接的门型框架31，与门型框架31固定连接的行走轨道32，与行走轨道32活动连接的行走体33，其中门型框架31由前门型框架311和后门型框架312组成，前门型框架311分别与台体11的两个侧边远离井架的一端固定连接，后门型框架312与台体11的后边固定连接，本实施例中前门型框架311的宽度与大于两个气动指梁12的宽度+舌台14的宽度，在其他实施例中前门型框架311的宽度和形状可根据实际设计需要确定，本实施例中后门型框架312为上窄下宽的结构形式，其下部的宽度与舌台14的宽度匹配，上部的宽度小于舌台14的宽度，在其他实施例中后门型框架312的形状和宽度可根据实际设计需要确定，均是为了实现同一个功能，即固定行走装置3；行走轨道32由轨道体321、缓冲器322和齿条323组成，轨道体321的一端与前门型框架311顶部中点固定连接，轨道体321的另一端与后门型框架312顶部中点固定连接，缓冲器322固定设置在轨道体321两端的底部，齿条323与轨道体321的底部固定连接；行走体33包括行走体支架331、与行走体支架331固定连接的行走装置减速器332、与行走装置减速器332活动连接的行走装置齿轮333，与行走装置减速器332固定连接的行走装置电机334、与行走体支架331活动连接的滚轮335组成，行走装置电机334驱动行走体33延轨道体321来回移动，行走装置齿轮333与齿条322匹配，在其他实施例中，齿条322与行走装置齿轮333的配合形式可根据实际结构进行调整，，在本实施例中行走体33为异形框架结构，行走体33上部两边内侧均布有滚轮335，且滚轮335为上下两排，滚轮335与轨道体321的两个侧边匹配，在其他实施例中滚轮335可以为一排，数量也可根据实际设计需要确定。
如图2和6-7所示，扶管机2包括与行走体33活动连接的回转装置21，与回转装置21活动连接的变幅装置22，与变幅装置活动连接的夹持装置23；回转装置与行走体33活动连接的回转轴承331，与回转轴承固定连接的回转装置减速器332，与回转装置减速器332固定连接的回转装置电机333；变幅装置22与回转轴承331活动连接的架体221，分别与架体221的底部活动连接的第一主臂222、第一副臂223和电缸224，与第一主臂222和第一副臂223的活动连接的三角体227，分别与三角体227活动连接的第二主臂225和第二副臂226，与第二主臂225和第二副臂226活动连接的夹持装置安装座229，分别与第一主臂222和第二主臂225活动连接的短连杆228，三角体227共有三个端部，分别为第一端部、第二端部和第三端部，其中第一主臂的一端与架体221活动连接，第一主臂222的另一端与三角体227的第一端部活动连接，第一副臂223的一端与架体221底部活动连接，第一副臂223的另一端与三角体227的第二端部活动连接，第二主臂225的一端与三角体227的第三端部活动连接，第二主臂225的另一端与夹持装置安装座229活动连接，第二副臂226的一端与三角体227的第一端部和第三端部之间的部位活动连接，第二副臂226的另一端与夹持装置安装座229活动连接，电缸224分别与架体221和第一主臂222活动连接，短连杆228的一端与第一主臂222的另一端活动连接，短连杆228的另一端与第二主臂225的中下部活动连接。
如图8-11所示，第一主臂222由第一主臂体2221、与第一主臂体2221固定连接的连接块2222、与第一主臂体2221活动连接的连接耳板一2223组成，第一主臂体2221为Y型结构，第一主臂体2221的一端分叉，且第一主臂体2221的一端的内侧延整个第一主臂体2221的中心线对称固定连接有与电缸224活动连接的连接块2222，第一主臂体2221的另一端底部设置有连接耳板一2223，连接耳板一2223的中部与第一主臂体2221的另一端通过同一个销轴与三角体227的第一端部活动连接，且连接耳板一2223的顶部通过销轴与短连杆228的一端活动连接；第二主臂225的下部固定连接有连接耳板二2251，连接耳板二2251通过销轴与短连杆228的另一端活动连接；电缸224由与架体221活动连接的电缸杆2241、与电缸杆2241活动连接的电缸体2242、与电缸体2242的一端固定连接的平动装置2243、与平动装置2243固定连接的电缸减速器2245、与电缸减速器2245固定连接的电缸电机2244、与电缸体2242固定连接的连接杆2246组成，连接杆2246与连接块2222活动连接，电缸杆2241的一端与架体221活动连接，电缸杆2241的另一端内置于电缸体2242内并与电缸体2242活动连接。
如图12-13所示，夹持装置23包括钳体231、气缸232、滑块233、连杆234和钳牙235，其中气缸232、滑块233、连杆234和钳牙235的数量均为2，钳，231的一端分别与第二主臂225的另一端和第二副臂226的另一端活动连接，气缸232的一端与钳体231的后端活动连接，2个气缸232延钳体231的中心线对称分布，气缸232的另一端与滑块233的一端固定连接，滑块233的另一端与连杆234的一端活动连接，连杆234的另一端与钳牙235的中部活动连接，钳牙235的一端与钳体231的另一端活动连接，气缸232、滑块233、连杆234和钳牙235均延钳体231的中心线对称分布；钳体231为异形箱体式结构，钳体231的另一端加工成U型结构，2个滑块233和连杆234内置于U型结构的两边，2个钳牙235通过销轴分别与U型结构的两个顶部活动连接，钳体231上加工有与滑块233匹配的滑槽，滑块233的另一端与连杆234的一端通过穿过滑槽的销轴进行活动连接，滑槽分别在钳体231的顶部和底部与滑块233匹配的位置开设，且钳体231顶部和底部上开设的滑槽的位置一致。
Claims (9)
1.管具排放装置，包括与井架固定连接的立根存放装置，所述立根存放装置包括与所述井架固定连接的台体，与所述台体固定连接的气动指梁、围栏、防风墙和舌台，所述气动指梁数量为2且延所述舌台对称分布，2个所述气动指梁的一端分别与所述台体的两个侧边固定连接，2个所述气动指梁的另一端靠近所述舌台的两个侧边，所述防风墙分别与所述台体的两个侧边及后边固定连接，所述后边与井架固定连接，其特征在于，还包括：
行走装置，所述行走装置与所述立根存放装置固定连接；
所述行走装置包括：
门型框架，所述门型框架由前门型框架和后门型框架组成，所述前门型框架分别与所述台体的两个侧边远离井架的一端固定连接，所述后门型框架与所述台体的后边固定连接；
行走轨道，所述行走轨道由轨道体、缓冲器和齿条组成，所述轨道体的一端与所述前门型框架顶部中点固定连接，所述轨道体的另一端与所述后门型框架顶部中点固定连接，所述缓冲器固定设置在所述轨道体两端的底部，所述齿条与所述轨道体底部固定连接；
行走体，所述行走体与所述行走轨道滚动连接；
扶管机，所述扶管机与所述行走装置活动连接，所述扶管机位于所述行走装置下方，且位于所述舌台上方；
所述扶管机包括：
回转装置，所述回转装置与所述行走体活动连接；
所述回转装置包括：
回转轴承，所述回转轴承与所述行走体活动连接；
变幅装置，所述变幅装置与所述回转装置活动连接；
所述变幅装置包括：
架体，所述架体与所述回转轴承活动连接；
第一主臂，所述第一主臂的一端与所述架体活动连接；
第一副臂，所述第一副臂的一端与所述架体活动连接；
电缸，所述电缸分别与所述架体和所述第一主臂活动连接；
三角体，所述三角体共有三个端部，分别为第一端部、第二端部和第三端部，所述第一主臂的另一端与所述第一端部活动连接，所述第一副臂的另一端与所第二端部活动连接；
第二主臂，所述第二主臂的一端与所述第三端部活动连接；
第二副臂，所述第二副臂的一端与所述第一端部和第二端部之间的位置活动连接；
短连杆，所述短连杆的一端与所述第一主臂的另一端活动连接，所述短连杆的另一端与所述第二主臂的中下部活动连接。
2.根据权利要求1所述的管具排放装置，其特征在于：所述行走体包括行走体支架、与所述行走体支架固定连接的行走装置减速器、与所述行走装置减速器活动连接的行走装置齿轮，与所述行走装置减速器固定连接的行走装置电机、与所述行走体支架活动连接的滚轮组成，所述行走装置电机驱动所述行走体延所述轨道体来回移动，所述行走装置齿轮与所述齿条匹配。
3.根据权利要求1所述的管具排放装置，其特征在于，所述扶管机还包括：
夹持装置，所述夹持装置与所述变幅装置活动连接。
4.根据权利要求1所述的管具排放装置，其特征在于，所述回转装置还包括：
回转装置减速器，所述回转装置减速器与所述回转轴承固定连接；
回转装置电机，所述回转装置电机与所述回转装置减速器固定连接。
5.根据权利要求1所述的管具排放装置，其特征在于，所述变幅装置还包括：
夹持装置安装座，所述夹持装置安装座分别与所述第二主臂和第二副臂的另一端活动连接。
6.根据权利要求1所述的管具排放装置，其特征在于，所述夹持装置包括：
钳体，所述钳体的一端分别与所述第二主臂的另一端和第二副臂的另一端活动连接；
气缸，所述气缸的数量为2个，每1个所述气缸的一端与所述钳体的后端活动连接，2个所述气缸延所述钳体的中心线对称分布；
滑块，所述气缸的另一端与所述滑块的一端固定连接；
连杆，所述滑块的另一端与所述连杆的一端活动连接；
钳牙，所述连杆的另一端与所述钳牙的一端活动连接，所述钳牙的一端还与所述钳体的另一端活动连接；
所述滑块、连杆和钳牙的数量均为2个，均延所述钳体的中心线对称分布。
7.根据权利要求6所述的管具排放装置，其特征在于：所述钳体为异形箱体式结构，所述钳体的另一端加工成U型结构，所述滑块和连杆内置于所述U型结构的两边，2个所述钳牙通过销轴分别与所述U型结构的两个顶部活动连接，所述钳体上加工有与所述滑块匹配的滑槽，所述滑块的另一端与所述连杆的一端通过穿过所述滑槽的销轴进行活动连接，所述滑槽分别在所述钳体的顶部和底部与所述滑块匹配的位置开设，且所述钳体顶部和底部上开设的所述滑槽的位置一致。
8.根据权利要求1所述的管具排放装置，其特征在于：所述第一主臂由第一主臂体、与所述第一主臂体固定连接的连接块、与所述第一主臂体活动连接的连接耳板一组成，所述第一主臂体为Y型，所述第一主臂体的一端分叉，且所述第一主臂体的一端的内侧延整个所述第一主臂体中心线对称固定连接有与所述电缸活动连接的连接块，所述第一主臂体的另一端底部设置有连接耳板一，所述连接耳板一的中部与所述第一主臂的另一端通过同一个销轴与所述第一端部活动连接，且所述连接耳板一的顶部通过销轴与所述短连杆的一端活动连接；所述第二主臂的下部固定连接有连接耳板二，所述连接耳板二通过销轴与所述短连杆另一端活动连接；所述电缸由与所述架体活动连接的电缸杆、与所述电缸杆活动连接的电缸体、与所述电缸体的一端固定连接的平动装置、与所述平动装置固定连接的电缸减速器、与所述电缸减速器固定连接的电缸电机、与所述电缸体固定连接的连接杆组成，所述连接杆与所述连接块活动连接，所述电缸杆的一端与所述架体活动连接，所述电缸杆的另一端内置于所述电缸体内并与所述电缸体活动连接。
9.根据权利要求2所述的管具排放装置，其特征在于：所述行走体为异形框架结构，所述行走体上部两边内侧均布有滚轮，所述滚轮与所述轨道体的两个侧边匹配。
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