CN112253016B - 一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，涉及钻杆输送技术领域。本发明包括侧板和输送框，侧板的前侧固定有输送框，侧板上滑动配合有钻杆卡座；侧板内滑动配合有水平滑座和垂直滑座，水平滑座和垂直滑座分别与钻杆卡座的两侧卡接，钻杆卡座上有两个夹持框；输送框一侧设有过杆口、上导向槽和下导向槽，下导向槽内滑动配合有钻杆支撑座；输送框的后端开有槽口，输送框的前端固定有气缸，气缸的推杆伸入输送框内且固定有推板。本发明通过输送框进行钻杆的导向输送，通过钻杆卡座与水平滑座或垂直滑座的卡接配合，进行钻杆的运输，钻杆的升降输送，使得钻进过程持续进行，确保钻井过程中钻杆的排放自动化。
Description
技术领域
本发明属于钻杆输送技术领域，特别是涉及一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置。
背景技术
钻机，又称钻探机，是一套复杂的机器，它由机器、机组和机构组成。钻机是在勘探或矿产资源（含固体矿、液体矿、气体矿等）开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。钻机的主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情。钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，也称钻管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。
在钻井过程中，需要将钻杆从平台甲板传送到钻台，并且随着井眼深度的增加，需要不断地将钻杆接到钻柱上，使钻进过程持续进行。为了更换钻头和在钻柱底部安装测试或其他设备，需频繁地将钻柱从井眼中提出来，安装完新钻头或者其他工具后，需要将钻杆下放入井眼中。上述过程中伴随着频繁的钻杆排放操作，这是一个重复性高且劳动强度大的过程。而且，现有的钻杆的安装一般是通过人工进行组装，这种安装方式安全系数低，容易危害工人生命安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，以解决上述背景技术所提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，包括侧板和输送框，所述侧板的前侧固定有输送框，所述侧板上滑动配合有钻杆卡座；所述侧板内滑动配合有水平滑座和垂直滑座，所述水平滑座和垂直滑座分别与钻杆卡座的两侧卡接配合；所述钻杆卡座的前侧固定有支撑座，所述钻杆卡座上还滑动配合有两个相对设置的夹持框；所述输送框侧面的前侧开有过杆口，所述侧面的后侧连通有导向结构，所述导向结构包括相对设置的上导向槽和下导向槽，所述下导向槽内滑动配合有钻杆支撑座；所述输送框的后端开有槽口，所述输送框的前端固定有气缸，所述气缸的推杆伸入输送框内且固定有推板；将钻杆卡座卡接在水平滑座，并控制水平滑座滑动至侧板的左侧，使得钻杆卡座恰好与输送框内的空腔对准，准备进行钻杆的装夹；将下导向槽内的钻杆支撑座滑动至输送框内底部的前端，确保钻杆支撑座与过杆口相对设置，将排放好的钻杆依次从过杆口送入输送框内，通过输送框内的钻杆支撑座进行单根钻杆的暂时存放，然后通过气缸控制推板的推动，使得推板推动钻杆以及钻杆支撑座滑动至输送框的后端，确保钻杆恰好卡在支撑座上；然后控制两个夹持框的夹持座，使得钻杆卡座进行钻杆的卡接固定，滑动水平滑座，使得水平滑座以及钻杆卡座和钻杆滑动至侧板的右侧，确保钻杆卡座与垂直滑座卡接；然后，控制水平滑座与钻杆卡座的分离，通过垂直滑座的滑动带动钻杆卡座和钻杆的升降，进行钻杆的升降输送，使得钻进过程持续进行；通过机械化操作控制钻杆自动排放，实现在钻井过程中钻杆的排放自动化，节省人力，提高安全性；钻杆排放是对钻井工人来说是一项极其危险的工作，实现钻杆的自动排放可高钻井过程中的安全性；钻杆自动排放可减少起下钻时间，缩短钻井周期；钻杆自动排放可减轻钻井工人的劳动强度，减少钻井工人的数量；可减少钻具的损坏。
进一步地，所述侧板内还滑动配合滑板，所述滑板的前端滑动配合有压板；通过压板进行钻杆顶端的压制，辅助钻杆的下降，加速了钻杆安装的速率；通过压板与钻杆卡座的配合，进行钻杆的装夹固定，保证钻杆固定的稳定性。
进一步地，所述侧板前侧面开有T形滑槽，所述T形滑槽的内壁与水平滑座、垂直滑座和压板的周侧面滑动配合；通过T形滑槽限制水平滑座、垂直滑座和压板的滑动轨迹，确保钻杆的稳定、有序性的安装。
进一步地，所述侧板的中部嵌设有水平电机，所述水平电机的输出轴的端部固定有水平螺杆，所述水平滑座的背面固定有水平螺座，所述水平螺座套设在水平螺杆上并与水平螺杆螺纹连接；通过水平电机控制水平螺杆的转动，带动水平滑座在T形滑槽内滑动，进行钻杆卡座与钻杆的输送。
进一步地，所述侧板的顶部嵌设有升降电机，所述升降电机底部的输出轴的底端部固定有升降螺杆，所述垂直滑座与滑板的背面均固定有垂直螺座，所述垂直螺座均套设在升降螺杆上并与升降螺杆螺纹连接；通过升降电机控制升降螺杆的旋转，升降螺杆带动垂直滑座和滑板的滑动，控制钻杆卡座与钻杆的升降。
进一步地，所述钻杆卡座的底部的侧壁固定有步进电机，所述步进电机的输出轴延伸至钻杆卡座的下方且固定有双向丝杆，所述夹持框的的底端固定有联动座，所述联动座的内螺纹与双向丝杆周侧面的螺纹螺纹连接；通过步进电机控制双向丝杆的相向运动，使得夹持框与支撑座配合进行钻杆的装夹，实现钻杆的卡接固定。
进一步地，所述夹持框的内弧面的顶部和底部均嵌设有防滑条，所述防滑条为半圆环结构。
进一步地，所述钻杆卡座的侧面开有贯通钻杆卡座的横槽；所述水平滑座与垂直滑座的两相对侧面前侧均固定有横板，所述横板与横槽卡接配合；通过横槽与横板的卡接配合，进行钻杆卡座与水平滑座或垂直滑座的卡接，确保钻杆卡座与水平滑座或垂直滑座安装的稳定。
进一步地，所述钻杆卡座的背面间隔开设有两列相对设置的卡槽，所述水平滑座与垂直滑座的相对内侧面的后侧均固定有卡块，所述卡块与卡槽卡接配合。
进一步地，所述钻杆卡座的顶端面开有安装孔和关于安装孔对称设置的销孔，所述安装孔内底面固定有两个相对设置的伸缩杆，所述伸缩杆的顶端固定有限位销，所述限位销与销孔以及卡块卡接配合。
进一步地，所述压板的后端固定有滑块，所述滑板的前端面固定有滑槽，所述滑槽的一内壁通过水平伸缩杆与滑块固定连接。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过机械化操作控制钻杆自动排放，实现在钻井过程中钻杆的排放自动化，节省人力，提高安全性；钻杆排放是对钻井工人来说是一项极其危险的工作，实现钻杆的自动排放可高钻井过程中的安全性；钻杆自动排放可减少起下钻时间，缩短钻井周期；钻杆自动排放可减轻钻井工人的劳动强度，减少钻井工人的数量；可减少钻具的损坏。
2、本发明通过输送框内的钻杆支撑座进行单根钻杆的暂时存放，然后通过气缸控制推板的推动，使得推板推动钻杆以及钻杆支撑座滑动至输送框的后端，确保钻杆恰好卡在支撑座上；然后控制两个夹持框的夹持座，使得钻杆卡座进行钻杆的卡接固定，滑动水平滑座，使得水平滑座以及钻杆卡座和钻杆滑动至侧板的右侧，确保钻杆卡座与垂直滑座卡接；然后，控制水平滑座与钻杆卡座的分离，通过垂直滑座的滑动带动钻杆卡座和钻杆的升降，进行钻杆的升降输送，使得钻进过程持续进行。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置的结构示意图；
图2为本发明的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置的后视图；
图3为图2沿A-A的剖面图；
图4为图2沿B-B的剖面图；
图5为图2中A的结构示意图；
图6为滑板与压板的剖面图；
图7为输送框的结构示意图；
图8为钻杆卡座的结构示意图；
图9为钻杆卡座的剖面图；
图10为夹持框的结构示意图；
图11为水平滑座与垂直滑座的结构示意图；
图12为水平滑座的结构示意图；
图13为垂直滑座的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-侧板，2-输送框，3-钻杆卡座，4-水平滑座，5-垂直滑座，6-压板，7-气缸，8-水平电机，9-升降电机，10-步进电机，11-横板，12-卡块，101-滑板，102-T形滑槽，201-过杆口，202-上导向槽，203-下导向槽，204-钻杆支撑座，205-槽口，301-支撑座，302-夹持框，303-横槽，304-安装孔，305-销孔，306-伸缩杆，307-限位销，308-卡槽，601-滑块，701-推板，801-水平螺杆，901-升降螺杆，1001-双向丝杆，1011-滑槽，1012-水平伸缩杆，3021-联动座，3022-防滑条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-13所示，本发明为一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，包括侧板1和输送框2，侧板1的前侧固定有输送框2，侧板1上滑动配合有钻杆卡座3；侧板1内滑动配合有水平滑座4和垂直滑座5，水平滑座4和垂直滑座5分别与钻杆卡座3的两侧卡接配合；钻杆卡座3的前侧固定有支撑座301，钻杆卡座3上还滑动配合有两个相对设置的夹持框302；输送框2侧面的前侧开有过杆口201，侧面的后侧连通有导向结构，导向结构包括相对设置的上导向槽202和下导向槽203，下导向槽203内滑动配合有钻杆支撑座204；输送框2的后端开有槽口205，输送框2的前端固定有气缸7，气缸7的推杆伸入输送框2内且固定有推板701。
将钻杆卡座3卡接在水平滑座4，并控制水平滑座4滑动至侧板1的左侧，使得钻杆卡座3恰好与输送框2内的空腔对准，准备进行钻杆的装夹；将下导向槽203内的钻杆支撑座204滑动至输送框2内底部的前端，确保钻杆支撑座204与过杆口201相对设置。
将排放好的钻杆依次从过杆口201送入输送框2内，通过输送框2内的钻杆支撑座204进行单根钻杆的暂时存放，然后通过气缸7控制推板701的推动，使得推板701推动钻杆以及钻杆支撑座204滑动至输送框2的后端，确保钻杆恰好卡在支撑座301上；然后控制两个夹持框302的夹持座，使得钻杆卡座3进行钻杆的卡接固定。
滑动水平滑座4，使得水平滑座4以及钻杆卡座3和钻杆滑动至侧板1的右侧，确保钻杆卡座3与垂直滑座5卡接；然后，控制水平滑座4与钻杆卡座3的分离，通过垂直滑座5的滑动带动钻杆卡座3和钻杆的升降，进行钻杆的升降输送，使得钻进过程持续进行。
通过机械化操作控制钻杆自动排放，实现在钻井过程中钻杆的排放自动化，节省人力，提高安全性；钻杆排放是对钻井工人来说是一项极其危险的工作，实现钻杆的自动排放可高钻井过程中的安全性；钻杆自动排放可减少起下钻时间，缩短钻井周期；钻杆自动排放可减轻钻井工人的劳动强度，减少钻井工人的数量；可减少钻具的损坏。
其中，侧板1内还滑动配合滑板101，滑板101的前端滑动配合有压板6；通过压板6进行钻杆顶端的压制，辅助钻杆的下降，加速了钻杆安装的速率；通过压板6与钻杆卡座3的配合，进行钻杆的装夹固定，保证钻杆固定的稳定性。
其中，侧板1前侧面开有T形滑槽102，T形滑槽102的内壁与水平滑座4、垂直滑座5和压板6的周侧面滑动配合；通过T形滑槽102限制水平滑座4、垂直滑座5和压板6的滑动轨迹，确保钻杆的稳定、有序性的安装。
其中，侧板1的中部嵌设有水平电机8，水平电机8的输出轴的端部固定有水平螺杆801，水平滑座4的背面固定有水平螺座，水平螺座套设在水平螺杆801上并与水平螺杆801螺纹连接；通过水平电机8控制水平螺杆801的转动，带动水平滑座4在T形滑槽102内滑动，进行钻杆卡座3与钻杆的输送。
其中，侧板1的顶部嵌设有升降电机9，升降电机9底部的输出轴的底端部固定有升降螺杆901，垂直滑座5与滑板101的背面均固定有垂直螺座，垂直螺座均套设在升降螺杆901上并与升降螺杆901螺纹连接；通过升降电机9控制升降螺杆901的旋转，升降螺杆901带动垂直滑座5和滑板101的滑动，控制钻杆卡座3与钻杆的升降。
其中，钻杆卡座3的底部的侧壁固定有步进电机10，步进电机10的输出轴延伸至钻杆卡座3的下方且固定有双向丝杆1001，夹持框302的的底端固定有联动座3021，联动座3021的内螺纹与双向丝杆1001周侧面的螺纹螺纹连接；通过步进电机10控制双向丝杆1001的相向运动，使得夹持框302与支撑座301配合进行钻杆的装夹，实现钻杆的卡接固定。
其中，夹持框302的内弧面的顶部和底部均嵌设有防滑条3022，防滑条3022为半圆环结构。
其中，钻杆卡座3的侧面开有贯通钻杆卡座3的横槽303，水平滑座4与垂直滑座5的两相对侧面前侧均固定有横板11，横板11与横槽303卡接配合；通过横槽303与横板11的卡接配合，进行钻杆卡座3与水平滑座4或垂直滑座5的卡接，确保钻杆卡座3与水平滑座4或垂直滑座5安装的稳定。
其中，钻杆卡座3的背面间隔开设有两列相对设置的卡槽308，水平滑座4与垂直滑座5的相对内侧面的后侧均固定有卡块12，卡块12与卡槽308卡接配合。
其中，钻杆卡座3的顶端面开有安装孔304和关于安装孔304对称设置的销孔305，安装孔304内底面固定有两个相对设置的伸缩杆306，伸缩杆306的顶端固定有限位销307，限位销307与销孔305以及卡块12卡接配合。
其中，压板6的后端固定有滑块601，滑板101的前端面固定有滑槽1011，滑槽1011的一内壁通过水平伸缩杆1012与滑块601固定连接。
本实施例的一个具体应用为：将钻杆卡座3卡接在水平滑座4，并控制水平滑座4滑动至侧板1的左侧，使得钻杆卡座3恰好与输送框2内的空腔对准，准备进行钻杆的装夹；将下导向槽203内的钻杆支撑座204滑动至输送框2内底部的前端，确保钻杆支撑座204与过杆口201相对设置；将排放好的钻杆依次从过杆口201送入输送框2内，通过输送框2内的钻杆支撑座204进行单根钻杆的暂时存放，然后通过气缸7控制推板701的推动，使得推板701推动钻杆以及钻杆支撑座204滑动至输送框2的后端，确保钻杆恰好卡在支撑座301上；然后控制两个夹持框302的夹持座，使得钻杆卡座3进行钻杆的卡接固定；滑动水平滑座4，使得水平滑座4以及钻杆卡座3和钻杆滑动至侧板1的右侧，确保钻杆卡座3与垂直滑座5卡接；然后，控制水平滑座4与钻杆卡座3的分离，通过垂直滑座5的滑动带动钻杆卡座3和钻杆的升降，进行钻杆的升降输送，使得钻进过程持续进行。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，包括侧板（1）和输送框（2），所述侧板（1）的前侧固定有输送框（2），其特征在于：
所述侧板（1）上滑动配合有钻杆卡座（3）；所述侧板（1）内滑动配合有水平滑座（4）和垂直滑座（5），所述水平滑座（4）和垂直滑座（5）分别与钻杆卡座（3）的两侧卡接配合；
输送侧板（1）的内顶部还滑动配合有滑板（101）；
所述钻杆卡座（3）的前侧固定有支撑座（301），所述钻杆卡座（3）上还滑动配合有两个相对设置的夹持框（302）；
所述输送框（2）侧面的前侧开有过杆口（201），所述输送框（2）侧面的后侧连通有导向结构，所述导向结构包括相对设置的上导向槽（202）和下导向槽（203），所述下导向槽（203）内滑动配合有钻杆支撑座（204）；
所述输送框（2）的后端开有槽口（205），所述输送框（2）的前端固定有气缸（7），所述气缸（7）的推杆伸入输送框（2）内且固定有推板（701）。
2.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述侧板（1）前侧面开有T形滑槽（102），所述T形滑槽（102）的内壁与水平滑座（4）、垂直滑座（5）和压板（6）的周侧面滑动配合。
3.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述侧板（1）的中部嵌设有水平电机（8），所述水平电机（8）的输出轴的端部固定有水平螺杆（801），所述水平滑座（4）的背面固定有水平螺座，所述水平螺座套设在水平螺杆（801）上并与水平螺杆（801）螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述侧板（1）的顶部嵌设有升降电机（9），所述升降电机（9）底部的输出轴的底端部固定有升降螺杆（901），所述垂直滑座（5）与滑板（101）的背面均固定有垂直螺座，所述垂直螺座均套设在升降螺杆（901）上并与升降螺杆（901）螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述钻杆卡座（3）的底部的侧壁固定有步进电机（10），所述步进电机（10）的输出轴延伸至钻杆卡座（3）的下方且固定有双向丝杆（1001），所述夹持框（302）的底端固定有联动座（3021），所述联动座（3021）的内螺纹与双向丝杆（1001）周侧面的螺纹螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述夹持框（302）的内弧面的顶部和底部均嵌设有防滑条（3022），所述防滑条（3022）为半圆环结构。
7.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述钻杆卡座（3）的侧面开有贯通钻杆卡座（3）的横槽（303）；所述水平滑座（4）与垂直滑座（5）的两相对侧面前侧均固定有横板（11），所述横板（11）与横槽（303）卡接配合。
8.根据权利要求1所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述钻杆卡座（3）的背面间隔开设有两列相对设置的卡槽（308），所述水平滑座（4）与垂直滑座（5）的相对内侧面的后侧均固定有卡块（12），所述卡块（12）与卡槽（308）卡接配合。
9.根据权利要求8所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述钻杆卡座（3）的顶端面开有安装孔（304）和关于安装孔（304）对称设置的销孔（305），所述安装孔（304）内底面固定有两个相对设置的伸缩杆（306），所述伸缩杆（306）的顶端固定有限位销（307），所述限位销（307）与销孔（305）以及卡块（12）卡接配合。
10.根据权利要求2所述的一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置，其特征在于，所述压板（6）的后端固定有滑块（601），所述滑板（101）的前端面固定有滑槽（1011），所述滑槽（1011）的一内壁通过水平伸缩杆（1012）与滑块（601）固定连接。
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| CN202011522405.3A CN112253016B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种钻井口内钻杆辅助升降输送装置 |
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