CN110792401B - 一种自动指梁装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种自动指梁装置，自动指梁装置包括驱动指梁、指梁主体、防护销和驱动总成，工作管安放在所述指梁主体内，所述指梁主体设置有多个滑道，所述防护销穿过所述滑道，所述驱动指梁上安装有所述驱动总成，所述驱动总成控制所述防护销进入和伸出所述滑道，以固定或释放所述工作管。自动指梁装置可自动化实现工作管的限位固定及释放。

Description

一种自动指梁装置

技术领域

本申请涉及但不限于海上钻井平台设备领域，特别是一种自动指梁装置。

背景技术

钻井平台在钻井及起下钻过程中，需要不断地将工作管(钻柱、钻杆等)从指梁取出并移至井口；为了防止井架二层台指梁里的钻柱倾倒，就需要对钻柱进行限位。目前，常规二层台的指梁上一般配备挂链或者卡板来实现对钻柱的限位，需要井架工来回跨越猴台与指梁26米高的空隙进行拆装挂链或反转卡板，此种操作劳动强度大、作业风险高。

发明内容

本申请提供了一种自动指梁装置，可自动化实现工作管的限位固定及释放。

本申请提供了一种自动指梁装置，自动指梁装置包括驱动指梁、指梁主体、防护销和驱动总成，

工作管安放在所述指梁主体内，所述指梁主体设置有多个滑道，所述防护销穿过所述滑道，所述驱动指梁上安装有所述驱动总成，所述驱动总成控制所述防护销进入和伸出所述滑道，以固定或释放所述工作管。

相比于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供的自动指梁装置，由驱动总成控制防护销动作，从而实现对工作管的自动固定及释放，避免了操作人员进行高强度及高风险作业，提高了作业的安全性及作业效率；由驱动总成控制防护销依次对工作管进行固定(限位)，有效防止了工作管在存储过程中，因风力等原因，导致工作管发生倾倒造成事故。此外，本申请提供的自动指梁装置结构相对简单，工作可靠性高，使用寿命长，大大提高了该自动指梁装置的实用性。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例所述的自动指梁装置的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的驱动总成的结构示意图；

图3为本申请实施例所述的防护销与滑道配合的示意图；

图4为本申请实施例所述的安全指梁的结构示意图。

图示说明：

1-驱动指梁，2-指梁主体，21-滑道，22-传感器基槽，3-防护销，31-齿条，4-驱动总成，41-驱动电机，411-蜗杆轴，412-启动缓冲节，42-轮旋齿轮，43-初级齿轮，44-二级齿轮，45-驱动齿轮，5-安全指梁，51-驱动气缸，511-泄气口，512-进气口，52-驱动杆，53-安全销头，54-安全销滑道，55-缓冲节，6-限位保护栏，61-安装基座，7-工作管。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

传统的指梁装置，通过单个的开合杆阻挡单个工作管，对工作管进行限位固定，但由于海上平台风浪较大，可能导致工作管受风力影响将开合杆撞击打开(即传统的开合杆无法对工作管形成可靠的防护)，引起误操作，造成意外事故。并且，由于传统的指梁装置是单个电机控制单个开合杆，结构复杂、操作费时、容易导致误操作，降低了整体指梁装置的可靠性和安全性。

本申请实施例提供了一种自动指梁装置，如图1至图4所示，自动指梁装置包括驱动指梁1、指梁主体2、防护销3和驱动总成4，工作管7安放在指梁主体2内，指梁主体2设置有多个滑道21，防护销3穿过滑道21，驱动指梁1上安装有驱动总成4，驱动总成4控制防护销3进入和伸出滑道21，以固定或释放工作管7。

工作管7(钻柱、钻杆等)的上部固定在指梁主体2内，并通过防护销3进行逐排锁定。在需要使用工作管7时，驱动总成4控制防护销3从滑道21依次撤出(防护销3并不完全撤出滑道21)，使工作管7依次被释放。其中，滑道21由指梁主体上的多个通孔构成，形成防护销可以滑动运动的通道。

本申请实施例提供的自动指梁装置，通过将防护销3插入滑道21实现对工作管7的限位锁定，避免了工作管7受风力影响而从指梁装置中脱出的风险，大大提高了自动指梁装置的安全性和可靠性。并且，本申请实施例提供的自动指梁装置逻辑更加完善，进一步提高了装置的安全性能，当最外侧的防护销未打开时时，无论内部防护销是否打开，工作管7均不会从指梁主体2中脱出。此外，本申请实施例提供的自动指梁装置具有更高的工作效率，驱动总成4控制防护销3打开(滑出滑道)，即可使整排工作管7一起释放，当然，也可控制防护销3缓慢滑出(每经过一个工作管处停顿一下)即可控制工作管单个依次释放。

在一示例性实施例中，如图2所示，驱动总成4包括驱动电机41和齿轮，驱动电机41通过齿轮控制防护销3进入和伸出滑道21。

驱动电机41设置在驱动指梁1上，用于提供动力，齿轮设置在驱动指梁1内部，驱动电机41的输出端与齿轮啮合，齿轮再与防护销3配合，从而使驱动电机41可控制防护销3进入和伸出滑道21。

在一示例性实施例中，如图2所示，齿轮包括轮旋齿轮42、初级齿轮43、二级齿轮44和驱动齿轮45，轮旋齿轮42和初级齿轮43同轴传动，二级齿轮44和驱动齿轮45同轴传动。

驱动电机41带动轮旋齿轮42转动，而轮旋齿轮42与初级齿轮43采用轴连接，所以轮旋齿轮42与初级齿轮43同时转动，初级齿轮43转动时带动二级齿轮44转动，而二级齿轮44与驱动齿轮45也采用轴连接，所以扭矩最终传递至驱动齿轮45。

在一示例性实施例中，如图2所示，驱动电机41的输出端设置有蜗杆轴411，蜗杆轴411与轮旋齿轮42啮合；防护销3上设置有齿条31，齿条31与驱动齿轮45啮合。

驱动电机41通过启动缓冲节412将扭矩传递至蜗杆轴411，蜗杆轴411与轮旋齿轮42啮合，经初级齿轮43和二级齿轮44，将扭矩传递至驱动齿轮45，驱动齿轮45与齿条31啮合，将齿轮的旋转运动变为防护销3的直线运动，驱动电机41的正转反转，直接作用于防护销3的齿条31，用于控制防护销3的前进与后退。采用本申请实施例提供的驱动电机加多个齿轮配合的方式，驱动电机的数量设置为与防护销的数量一致即可(图1中未示出全部的驱动电机)；当然，也可采用其他中间传动结构使一个驱动电机控制多个防护销运动。

在一示例性实施例中，如图4所示，自动指梁装置还包括安全指梁5，安全指梁5设置在远离驱动指梁1的一端。安全指梁5包括驱动气缸51、驱动杆52和安全销头53，驱动杆52安装在驱动气缸51上，安全销头53通过缓冲节55与驱动杆52相连，驱动气缸51驱动安全销头53伸出，以阻挡意外倾倒的工作管7。驱动杆52和安全销头53均安装在安全销滑道54内。

安全销头53通过缓冲节55连接在驱动杆52上，安全销头53在安全销滑道54内滑动，进行伸出和缩回的动作，驱动杆52安装在驱动气缸51上，由泄气口511、进气口512通过压缩空气作为动力源，进行伸出和缩回的往复运动。当安全指梁5进行钻杆保护时，压缩空气通过进气口512将驱动杆52顶出，安全销头53通过安全销滑道54伸出，对意外倾倒的钻杆进行阻挡(钻杆从指梁主体2中脱出后，沿平行于防护销3的方向运动离开自动指梁装置，即，图1中安全销头53伸出后已挡住了全部钻杆离开自动指梁装置的通道)。当钻杆通过操作安全复位时，压缩空气经由泄气口511进入，进气口512排气，使驱动杆52带动安全销头53经过安全销滑道54缩回复位。

在一示例性实施例中，如图1所示，还包括限位保护栏6，限位保护栏6设置在防护销3伸出的一侧，用于防止防护销3从滑道21中完全脱出。

正常情况下，驱动电机51可保证防护销3不会从滑道21中完全脱出，但为防止意外情况，可设置限位保护栏6，限位保护栏6与驱动电机51共同作用，保证防护销3不会从滑道21中完全脱出。限位保护栏6两侧还设置有安装基座61，用于将限位保护栏6安装在合适位置。

在一示例性实施例中，指梁主体2上设置有传感器基槽22，传感器基槽22内设置有传感器，传感器设置为用于检测防护销3是否顺利通过滑道21以及工作管7是否发生异动。

在本申请中的描述中，需要说明的是，术语“多个”是指两个或更多个，“上”、“下”、“一端”、“另一端”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请描述的实施例是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

Claims (8)

1.一种自动指梁装置，其特征在于：包括驱动指梁、指梁主体、防护销和驱动总成，

工作管安放在所述指梁主体内，所述指梁主体设置有多个滑道，所述防护销穿过所述滑道，所述驱动指梁上安装有所述驱动总成，所述驱动总成控制所述防护销进入和伸出所述滑道，以固定或释放所述工作管，

还包括安全指梁，所述安全指梁设置在远离所述驱动指梁的一端，所述安全指梁包括驱动气缸、驱动杆和安全销头，

所述驱动杆安装在所述驱动气缸上，所述安全销头通过缓冲节与所述驱动杆相连，所述驱动气缸驱动所述安全销头伸出，以阻挡意外倾倒的工作管。

2.根据权利要求1所述的自动指梁装置，其特征在于，所述驱动总成包括驱动电机和齿轮，所述驱动电机通过所述齿轮控制所述防护销进入和伸出所述滑道。

3.根据权利要求2所述的自动指梁装置，其特征在于，所述齿轮包括轮旋齿轮、初级齿轮、二级齿轮和驱动齿轮，所述轮旋齿轮和所述初级齿轮同轴传动，所述二级齿轮和所述驱动齿轮同轴传动。

4.根据权利要求3所述的自动指梁装置，其特征在于，所述驱动电机的输出端设置有蜗杆轴，所述蜗杆轴与所述轮旋齿轮啮合。

5.根据权利要求3所述的自动指梁装置，其特征在于，所述防护销上设置有齿条，所述齿条与所述驱动齿轮啮合。

6.根据权利要求1所述的自动指梁装置，其特征在于，所述驱动杆和所述安全销头均安装在安全销滑道内。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的自动指梁装置，其特征在于，还包括限位保护栏，所述限位保护栏设置在所述防护销伸出的一侧，用于防止所述防护销从所述滑道中完全脱出。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的自动指梁装置，其特征在于，所述指梁主体上设置有传感器基槽，所述传感器基槽内设置有传感器，所述传感器设置为用于检测所述防护销是否顺利通过所述滑道以及所述工作管是否发生异动。

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