CN111852359B - 一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道，属于油气钻采设备技术领域。本发明的一种用于动力猫道的进出料机构，包括轴系总成，所述轴系总成包括转轴，转轴上串联有多对凸轮，每对凸轮包括凸轮一和凸轮二，转轴连接的驱动装置可驱动转轴与凸轮转动；还包括多对翻板单元，每对翻板单元包括翻板单元一和翻板单元二，各个翻板单元压在对应的凸轮上；翻板单元一连接的连接座和翻板单元二连接的连接座分别位于轴系总成的两侧。驱动装置驱动转轴转动使凸轮一顶起翻板单元一翻动时，所有的翻板单元一同步翻动；驱动装置驱动转轴转动使凸轮二顶起翻板单元二翻动时，所有的翻板单元二同步翻动，能够用于翻转钻具，稳定可靠，同步性高。

Description

一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道

技术领域

本发明涉及一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道，属于油气钻采设备技术领域。

背景技术

动力猫道是用于油气钻采设备技术领域的输送设备，其可以将猫道主体两侧的排架（支腿）上的钻具向钻台面输送，也可以将钻台面上的钻具输送排列至猫道主体两侧的排架（支腿）上；如中国专利CN201520866530.4，一种动力猫道；中国专利CN201420525189.1，一种油缸起升式陆地动力猫道；中国专利CN201420660266.4，一种齿轮齿条式钻机动力猫道。

动力猫道的进出料机构，是用于将钻具从猫道主体两侧的排架上翻转到猫道主体中间的V型钻具支撑梁上的翻转机构；或者，是用于将猫道主体中间的V型钻具支撑梁上的钻具翻转到两侧排架上的翻转机构。通过动力猫道的进出料机构的动作，动力猫道方可进一步的将钻具输送至钻台面；或者，进一步的将钻具排列至猫道主体两侧的排架上。

动力猫道的V型钻具支撑梁和底座（或排架）上通常都装配有进出料机构。V型钻具支撑梁上装配的进出料机构以下称为第一进出料机构；在V型钻具支撑梁的两侧，底座（或排架）上装配的进出料机构以下称为第二进出料机构。当需要将排架上的钻具翻转到V型钻具支撑梁上时，此时可采用第二进出料机构将钻具翻转到V型钻具支撑梁上；当需要将V型钻具支撑梁上的钻具翻转到排架上时，此时，先采用第一进出料机构将钻具翻转到第二进出料机构上，再采用第二进出料机构将钻具翻转到排架上。

动力猫道的进出料机构的结构形式有很多种，常见的进出料机构由2-3组推管机构组成，该进出料机构的动作需要各组推管机构同步动作，而每组推管机构又由单独的执行原件驱动，需要有控制系统来控制执行原件同步动作，这种进出料机构的结构较为复杂，且同步性不够理想。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道，本发明的进出料机构结构相对简单，稳定性和同步性更高。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于动力猫道的进出料机构，包括轴系总成，所述轴系总成包括转轴，所述转轴上串联有多对凸轮，每对凸轮包括凸轮一和凸轮二，凸轮一与凸轮二之间具有相位差，且所有的凸轮一同相位，所有的凸轮二同相位，所述转轴装配于基座上，转轴连接的驱动装置可驱动转轴带动所有的凸轮绕转轴轴线转动；

还包括多对翻板单元，翻板单元与凸轮的对数相等，每对翻板单元包括翻板单元一和翻板单元二，翻板单元一与凸轮一、以及翻板单元二与凸轮二呈一一对应关系，各个翻板单元压在对应的凸轮上；

还包括连接座，所述翻板单元的一端与所述连接座活动连接；其中，翻板单元一连接的连接座和翻板单元二连接的连接座分别位于轴系总成的两侧。

采用本发明的动力猫道的进出料机构时，由于凸轮一与凸轮二之间具有相位差，且所有的凸轮一同相位，所有的凸轮二同相位；翻板单元的一端与连接座活动连接，两者的活动连接处称为连接点（优选的，活动连接为铰接，此时，连接点为铰接点）；而翻板单元一连接的连接座和翻板单元二连接的连接座分别位于轴系总成的两侧。当驱动装置驱动转轴转动使得凸轮一顶起对应的翻板单元一翻动时，所有的翻板单元一绕自身的连接点同步翻动；当驱动装置驱动转轴转动使得凸轮二顶起对应的翻板单元二翻动时，所有的翻板单元二绕自身的连接点同步翻动。可以看出，所有的翻板单元一能够在对应的凸轮一的作用下同步的翻动，所有的翻板单元二能够在对应的凸轮二的作用下同步的翻动，能够用于翻转钻具；本发明的动力猫道的进出料机构，相对现有技术的推管机构而言，结构更加简单，更加稳定可靠，同步性更高。

可供选择的，所述翻板单元包括翻板，翻板的底部设有筋板，筋板底部装配有滚轮，翻板单元通过滚轮压在凸轮上，所述翻板单元与所述连接座的连接点设置在筋板上。即，翻板单元通过筋板与连接座活动连接；翻板单元通过滚轮压在凸轮上，使得滚轮与凸轮之间形成了滚动摩擦，使得凸轮能够更容易的将翻板单元顶起翻动，节约能源。优选的，所述筋板与连接座铰接。

可供选择的，所述翻板呈平板状或V型板状。当翻板呈平板状时，本发明的进出料机构可以装配到动力猫道的底座上，可用于同步的将其上的钻具翻转出。当翻板呈V型板状时，本发明的进出料机构可以装配到动力猫道的V型钻具支撑梁上，可用于同步的将其上的钻具翻转出。

进一步的，所述筋板和连接座之间连接有弹性元件。采用本设计时，有利于翻板单元的复位，也能够使得滚轮能够可靠的压在凸轮上，还能避免翻板单元出现跳动的情况。

可供选择的，远离所述连接点的筋板端面为弧状面。本设计的目的在于，将本发明的进出料机构装配到动力猫道的底座上时，在实际使用过程中，当其中一个钻具被排架（支腿）送至进出料机构上时，其他的钻具还需要排列在排架上，得益于筋板的弧状面的设计，使得翻板单元在翻转过程中，该弧状面与排架上的钻具是圆滑的接触的，避免/减少两者产生水平方向的分力，以避免/减少翻板单元受到的来自排架上的钻具的阻力，有利于翻板单元的翻动。

可供选择的，所述凸轮包括轮轴部和轮凸部，翻板单元与所述凸轮接触，轮凸部用于顶起翻板单元。凸轮的轮轴部套装在转轴上，翻板单元未被凸轮顶起时，翻板单元压在凸轮的轮轴部上，转轴带动凸轮转动时，凸轮的轮凸部逐渐的顶起翻板单元，使得翻板单元翻动。

一种动力猫道，采用上述的一种用于动力猫道的进出料机构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道，本发明的进出料机构具有相位差的成对的多对凸轮一、凸轮二，凸轮一、凸轮二上分别压有可在相反方向翻动的翻板单元一、翻板单元二；当驱动装置驱动转轴转动使得凸轮一顶起对应的翻板单元一翻动时，所有的翻板单元一绕自身的连接点同步翻动；当驱动装置驱动转轴转动使得凸轮二顶起对应的翻板单元二翻动时，所有的翻板单元二绕自身的连接点同步翻动；本发明的动力猫道的进出料机构，相对现有技术的推管机构而言，本发明的同步运动是刚性结构的同步运动，无需额外的控制系统来控制实现同步运动，本发明的进出料机构结构更加简单，更加稳定可靠，同步性更高。采用本发明的进出料机构的动力猫道具有上述的有益效果。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的轴系总成的结构示意图；

图2是本发明的进出料机构的结构示意图；

图3是本发明的进出料机构的侧视图；

图4是凸轮一顶起对应的翻板单元一时的结构示意图，隐藏了连接座；

图5是凸轮一顶起对应的翻板单元一时的局部示意图，隐藏了连接座；

图6是凸轮二顶起对应的翻板单元二时的结构示意图，隐藏了连接座；

图7是凸轮二顶起对应的翻板单元二时的局部示意图，隐藏了连接座；

图8是凸轮的结构示意图；

图9是凸轮的正视图；

图10是翻板单元的结构示意图；

图11是翻板单元的正视图，其中，翻板呈V型板状；

图12是翻板单元的正视图，其中，翻板呈平板状；

图13是翻板单元的筋板具有弧状面使用时的原理图；

图14是一种采用本发明的进出料机构的动力猫道结构示意图；其中，该动力猫道处于钻具可从V型钻具支撑梁上的进出料机构翻转至底座上的进出料机构的形态；或者说，动力猫道处于钻具可从底座上的进出料机构翻转至V型钻具支撑梁上的进出料机构的形态；

图15是一种采用本发明的进出料机构的动力猫道结构示意图；其中，该动力猫道处于钻具可从V型钻具支撑梁向钻台面输送的形态；或者说，该动力猫道处于钻具可从钻台面向V型钻具支撑梁输送的形态。

图中标记：1-转轴，2-凸轮，2a-凸轮一，2b-凸轮二，21-轮轴部，22-轮凸部，3-基座，4-驱动装置，5-翻板单元，5a-翻板单元一，5b-翻板单元二，51-翻板，52-筋板，521-弧状面，53-滚轮，54-连接点，55-弹性元件，56-加强杆，6-连接座，7-底座，8-V型钻具支撑梁，9、9'-进出料机构。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

如图1至图7所示，本实施例的一种用于动力猫道的进出料机构，包括轴系总成，所述轴系总成包括转轴1，所述转轴1上串联有多对凸轮2，每对凸轮包括凸轮一2a和凸轮二2b，凸轮一2a与凸轮二2b之间具有相位差，且所有的凸轮一2a同相位，所有的凸轮二2b同相位，所述转轴1装配于基座3上，转轴1连接的驱动装置4可驱动转轴1带动所有的凸轮2绕转轴轴线转动；

还包括多对翻板单元5，翻板单元5与凸轮2的对数相等，每对翻板单元5包括翻板单元一5a和翻板单元二5b，翻板单元一5a与凸轮一2a、以及翻板单元二5b与凸轮二2b呈一一对应关系，各个翻板单元5压在对应的凸轮2上；

还包括连接座6，所述翻板单元的一端与所述连接座活动连接；其中，翻板单元一5a连接的连接座6和翻板单元二5b连接的连接座6分别位于轴系总成的两侧。

采用本发明的动力猫道的进出料机构时，由于凸轮一2a与凸轮二2b之间具有相位差，且所有的凸轮一2a同相位，所有的凸轮二2b同相位；翻板单元的一端与连接座活动连接，两者的活动连接处称为连接点54（优选的，活动连接为铰接，此时，连接点54为铰接点）；而翻板单元一5a连接的连接座6和翻板单元二5b连接的连接座6分别位于轴系总成的两侧，如图2、图3所示。当驱动装置4驱动转轴1转动使得凸轮一2a顶起对应的翻板单元一5a翻动时，所有的翻板单元一5a绕自身的连接点54同步翻动，如图4、图5所示，（此时，凸轮二2b不顶起翻板单元二5b）；当驱动装置4驱动转轴1转动使得凸轮二2b顶起对应的翻板单元二5b翻动时，所有的翻板单元二5b绕自身的连接点54同步翻动，如图6、图7所示，（此时，凸轮一2a不顶起翻板单元一5a）。可以看出，翻板单元一5a与翻板单元二5b不同时翻动；所有的翻板单元一5a能够在对应的凸轮一2a的作用下同步的翻动，所有的翻板单元二5b能够在对应的凸轮二2b的作用下同步的翻动，能够用于翻转钻具；本发明的动力猫道的进出料机构，相对现有技术的推管机构而言，结构更加简单，更加稳定可靠，同步性更高。优选的，连接座6与翻板单元5的个数相等。优选的，凸轮一2a与凸轮二2b之间的相位差为180°。在其中一实施例中，凸轮2、翻板单元5分别都有2对，如图1、图2、图4、图6所示。当然，根据实际的需求，还可以是凸轮2、翻板单元5分别都有3对、4对或更多对。如图1所示，在进出料机构中，每对凸轮2之间的间距相对较大；在每对凸轮2中，两凸轮2之间的间距相对较小，有利于翻动输送钻具。

可供选择的，所述翻板单元5包括翻板51，翻板51的底部设有筋板52，筋板底部装配有滚轮53，翻板单元5通过滚轮53压在凸轮2上，所述翻板单元5与所述连接座6的连接点54设置在筋板52上。即，翻板单元5通过筋板52与连接座6活动连接；翻板单元5通过滚轮53压在凸轮2上，使得滚轮53与凸轮2之间形成了滚动摩擦，使得凸轮2能够更容易的将翻板单元5顶起翻动，节约能源。具体的，筋板52有2个，滚轮53装配于两筋板52之间，滚轮53凸出于筋板52底部，两筋板52之间还连接有加强杆56。优选的，所述筋板52与连接座6铰接。

可供选择的，所述翻板51呈平板状或V型板状。在其中一实施例中，如图12所示，翻板51呈平板状，本发明的进出料机构可以装配到动力猫道的底座上，可用于同步的将其上的钻具翻转出。在另一实施例中，如图11所示，翻板51呈V型板状，本发明的进出料机构可以装配到动力猫道的V型钻具支撑梁上，可用于同步的将其上的钻具翻转出。

进一步的，如图3、图10所示，所述筋板52和连接座6之间连接有弹性元件55。采用本设计时，有利于翻板单元5的复位，也能够使得滚轮53能够可靠的压在凸轮2上，还能避免翻板单元5出现跳动的情况。优选的，弹性元件55为压缩弹簧。

可供选择的，如图13所示，远离所述连接点54的筋板52端面为弧状面521。本设计的目的在于，将本发明的进出料机构装配到动力猫道的底座上时，在实际使用过程中，当其中一个钻具被排架（支腿）送至进出料机构上时，其他的钻具还需要排列在排架上，得益于筋板52的弧状面521的设计，使得翻板单元5在翻转过程中，该弧状面521与排架上的钻具是圆滑的接触的，避免/减少两者产生水平方向的分力，以避免/减少翻板单元受到的来自排架上的钻具的阻力，有利于翻板单元的翻动。优选的，连接点54为铰接点时，该弧状面521是以铰接点为圆心的圆弧面。在实际使用时，与排架上的钻具有接触可能性的筋板52才有必要设计弧状面521。

可供选择的，如图8、图9所示，所述凸轮2包括轮轴部21和轮凸部22，翻板单元5与所述凸轮接触轮凸部22用于顶起翻板单元5。凸轮2的轮轴部21套装在转轴1上，在初始状态，翻板单元5未被凸轮2顶起时，翻板单元5压在凸轮2的轮轴部21上，转轴1带动凸轮2转动时，凸轮2的轮凸部22逐渐的顶起翻板单元5，使得翻板单元5翻动。钻具被翻板单元5输送后，再使转轴1带动凸轮2反向转动，翻板单元5逐渐的离开轮凸部22，压在轮轴部21上，恢复初始状态。

进一步的，如图8、图9所示，所述凸轮2的轮凸部22用于顶起翻板单元的弧面包括弧面二202和弧面四204，弧面二202用于逐渐的顶起翻板单元，弧面四204用于支撑被顶起的翻板单元。弧面二202能够使得轮凸部22平缓的逐渐顶起翻板单元5，弧面四204平稳的支撑住被顶起翻板单元5，使得翻板单元5稳定的保持在高位。优选的，弧面二202与弧面四204之间具有弧面三203，使得翻板单元5能够平稳在弧面二202与弧面四204之间的运动过渡。轴部21用于支撑翻板单元5的弧面为弧面一201，翻板单元未被顶起时，弧面一201可以使得翻板单元5稳定的保持在低位。弧面一201、弧面二202、弧面三203、弧面四204相连形成了用于支撑翻板单元5的变曲率面。

可供选择的，如图1至图7所示，所述凸轮2的两侧都有所述基座3。使得转轴1能够可靠的被基座3支撑，具体的，转轴1通过轴承转配于基座3上，以使转轴1可在基座3上转动。

优选的，所述驱动装置4为减速马达。有利于控制转速和降低能耗。具体的，减速马达通过联轴器连接于转轴的末端。所述减速马达包括马达和减速器，马达通过减速器与联轴器相连，联轴器与转轴相连，用以驱动转轴转动，当然也可以不采用减速马达，直接采用普通的马达也是可行的。进一步，马达为正反马达，马达可以是电动马达或液压马达。

实施例二

本实施例的一种动力猫道，采用实施例一的一种用于动力猫道的进出料机构。

本发明主要为了提供一种用于动力猫道的进出料机构，其能够用于翻转钻具，结构更加简单，更加稳定可靠，同步性更高，同步运动是刚性结构的同步运动。为了便于理解，本实施例简单的介绍了本发明的进出料机构在动力猫道上布置位置的例子。具体的，如下所述。

如图2至图7、图12、图13所示，第一种本发明的进出料机构9的翻板51呈平板状；该进出料机构9可装配到动力猫道的底座7上（优选的，V型钻具支撑梁8两侧的底座7上都装配有进出料机构9），如图14、图15所示，可用于同步的将其上的钻具翻转出，如翻转到排架（支腿）上或翻转到V型钻具支撑梁8上（或者说V型钻具支撑梁8上的进出料机构9'上）。如图11所示，第二种本发明的进出料机构9'的翻板51呈V型板状；该进出料机构9'可装配到动力猫道的V型钻具支撑梁8上，如图14、图15所示，可用于同步的将其上的钻具翻转出，如翻转到底座7上（或者说底座7上的进出料机构9上）。

本领域人员能够理解，本发明的进出料机构不仅可以应用于如图14、图15所示结构的动力猫道上，还可以应用于其他结构形式的动力猫道上（如应用于背景技术所述的动力猫道上），当然也可以应用于其他需要翻转物件的油气钻采设备上等等，即凡是采用了本发明的进出料机构的油气钻采设备、特别是动力猫道都是在本发明所请求的保护范围之内的。

综上所述，采用本发明的一种用于动力猫道的进出料机构及其动力猫道，本发明的具有相位差的成对的多对凸轮一、凸轮二，凸轮一、凸轮二上分别压有可在相反方向翻动的翻板单元一、翻板单元二；当驱动装置驱动转轴转动使得凸轮一顶起对应的翻板单元一翻动时，所有的翻板单元一绕自身的连接点同步翻动；当驱动装置驱动转轴转动使得凸轮二顶起对应的翻板单元二翻动时，所有的翻板单元二绕自身的连接点同步翻动，能够用于翻转钻具；本发明的动力猫道的进出料机构，相对现有技术的推管机构而言，本发明的同步运动是刚性结构的同步运动，无需额外的控制系统来控制实现同步运动，本发明的进出料机构结构更加简单，更加稳定可靠，同步性更高。采用本发明的进出料机构的动力猫道具有上述的有益效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：包括轴系总成，所述轴系总成包括转轴，所述转轴上串联有多对凸轮，每对凸轮包括凸轮一和凸轮二，凸轮一与凸轮二之间具有相位差，且所有的凸轮一同相位，所有的凸轮二同相位，所述转轴装配于基座上，转轴连接的驱动装置可驱动转轴带动所有的凸轮绕转轴轴线转动；

还包括多对翻板单元，翻板单元与凸轮的对数相等，每对翻板单元包括翻板单元一和翻板单元二，翻板单元一与凸轮一、以及翻板单元二与凸轮二呈一一对应关系，各个翻板单元压在对应的凸轮上；

还包括连接座，所述翻板单元的一端与所述连接座活动连接；其中，翻板单元一连接的连接座和翻板单元二连接的连接座分别位于轴系总成的两侧。

2.如权利要求1所述的一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：所述翻板单元包括翻板，翻板的底部设有筋板，筋板底部装配有滚轮，翻板单元通过滚轮压在凸轮上，所述翻板单元与所述连接座的连接点设置在筋板上。

3.如权利要求2所述的一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：所述筋板与连接座铰接。

4.如权利要求2所述的一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：所述翻板呈平板状或V型板状。

5.如权利要求2所述的一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：所述筋板和连接座之间连接有弹性元件。

6.如权利要求2所述的一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：远离所述连接点的筋板端面为弧状面。

7.如权利要求1所述的一种用于动力猫道的进出料机构，其特征在于：所述凸轮包括轮轴部和轮凸部，翻板单元与所述凸轮接触，轮凸部用于顶起翻板单元。

8.一种动力猫道，其特征在于：采用如权利要求1-7任一项所述的一种用于动力猫道的进出料机构。

Images