CN112744649B - 一种钻台机械手的行走布线结构 - Google Patents

一种钻台机械手的行走布线结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钻台机械手的行走布线结构,属于石油及天然气钻探技术领域。本发明的一种钻台机械手的行走布线结构,包括导轨、滑车以及装配于所述滑车上的钻台机械手,所述滑车装配于导轨上并可沿导轨行走;还包括可自动收卷线缆的线缆卷盘,从所述线缆卷盘上放卷出的线缆固定于滑车或钻台机械手上,且所述线缆与滑车、钻台机械手电连接;当滑车沿所述导轨行走时,从线缆卷盘放卷出的线缆将处于悬空状态。采用本发明时,需要时可现移动钻台机械手的位置,以便于钻台机械手进行工作或进行避让动作;在滑车和移动钻台机械手的移动过程中,可使得线缆处于悬空状态,能够避免线缆与地面或其他结构件接触摩擦,从而避免电缆的摩擦损坏。

Description

一种钻台机械手的行走布线结构
技术领域
本发明涉及一种钻台机械手的行走布线结构,属于石油及天然气钻探技术领域。
背景技术
随着人力成本的不断升高,同时对作业安全性以及环保的要求也越来越严格,陆地钻机配置自动化机具已成为趋势。同时由于钻井深度的增加,工人的工作强度也相应增大,自动化机具的使用,代替了工人的大部分工作,提高了钻井效率,减轻了工作强度。
钻台机械手是一种主要的井口自动化设备,安装于钻台面,模拟钻台钳工采用推扶方式移送、排放立根,可代替钻台钳工移送、排放钻杆立根与钻铤立根,实现钻台面管柱移送、排放处理自动化,可以减少钻台操作人员,降低劳动强度,轻松地处理大直径钻铤。
通常,钻台机械手是与钻台面固定连接的(布置在作业区域位置),钻台机械手能够正常工作;有时因钻井工艺要求,需要移动钻台机械手的位置,使之避让开,此时需要拆卸安装钻台机械手至合适的位置(转移至避让区域位置),非常的麻烦,费时费力。
为了能够实现移动钻台机械手的位置的目的,申请人设计了一种能够移动钻台机械手的行走机构,其包括导轨以及用于安装钻台机械手的滑车,滑车装配于导轨上并可沿导轨行走,将钻台机械手安装于滑车后,能够将钻台机械手移动至合适位置。为了滑车、移动钻台机械手的正常运行,滑车、钻台机械手电连接有线缆,线缆的主要作用是:其部分线路与滑车电连接用于向滑车提供动力电能,还有部分线路与钻台机械手电连接用于向钻台机械手提供动力电能以及传输信号。而滑车和移动钻台机械手的移动给线缆带来了新的问题,在移动过程中,线缆常常处于与地面或其他结构件接触摩擦的状态,极其容易损坏电缆,且具有安全隐患。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种钻台机械手的行走布线结构,在滑车和移动钻台机械手的移动过程中,本发明可使得线缆处于悬空状态,能够避免线缆与地面或其他结构件接触摩擦,从而避免电缆的摩擦损坏。
本发明采用的技术方案如下:
一种钻台机械手的行走布线结构,包括导轨、滑车以及装配于所述滑车上的钻台机械手,所述滑车装配于所述导轨上并可沿所述导轨行走;还包括可自动收卷线缆的线缆卷盘,所述线缆卷盘布置于所述导轨旁边,从所述线缆卷盘上放卷出的线缆固定于所述滑车或钻台机械手上,且所述线缆与所述滑车、钻台机械手电连接;当所述滑车沿所述导轨行走时,从所述线缆卷盘放卷出的线缆将处于悬空状态。
采用本发明时,滑车可沿导轨行走,需要时可现移动钻台机械手的位置,使钻台机械手在作业区域与避让区域之间移动,以便于钻台机械手进行工作或进行避让动作。而得益于可自动收卷线缆的线缆卷盘的设计,滑车背向线缆卷盘行走时,能够将线缆从线缆卷盘上拉扯出,使得线缆卷盘放卷线缆;而滑车面向线缆卷盘行走时,线缆卷盘能够自动的收卷线缆;可使得从线缆卷盘放卷出的线缆处于悬空状态,绷紧状态,避免线缆与地面或其他结构件接触摩擦,从而避免电缆的摩擦损坏,更加安全可靠。
进一步的,所述导轨包括弧形段导轨以及连接于所述弧形段导轨的两端的直线段导轨,所述滑车可经所述弧形段导轨弧形转弯后、行走至所述弧形段导轨任意一端的直线段导轨上,所述线缆卷盘布置于所述弧形段导轨的外弧边旁边。采用本设计时,在实际工程应用中更加合理实用,使弧形段导轨的两端的直线段导轨分别布置于钻台机械手的作业区域、避让区域位置。滑车在连接于弧形段导轨两端的直线段导轨之间行走时,滑车是经过了弧形段导轨的弧形转弯,而非直接直角转弯,行走更加方便顺畅,使装配于滑车上的钻台机械手进行工作或避让动作。
进一步的,从所述线缆卷盘上放卷出的线缆通过导向装置后,再固定于所述滑车或钻台机械手上。滑车在连接于弧形段导轨两端的直线段导轨之间行走时,导向装置能够对线缆起到导向作用,能够确保从线缆卷盘放卷出的线缆不与地面或其他结构件接触摩擦。
进一步的,所述导向装置包括基座以及装配于所述基座上的转弯导向轮和一对限位导辊;当所述滑车沿所述导轨行走时,从所述线缆卷盘放卷出的线缆将可经所述转弯导向轮转弯导向或所述限位导辊限位导向。转弯导向轮能够改变线缆的方向,而限位导辊能够避免线缆与基座接触,使得通过导向装置的线缆仅能够与导向装置的转弯导向轮或限位导辊进行接触导向,对线缆起到了转弯导向或保护限位导向作用。
进一步的,所述滑车与所述导轨之间设置有用于驱动所述滑车沿所述导轨行走的驱动机构。通过驱动机构可使得滑车沿导轨行走。
进一步的,所述驱动机构包括沿所述导轨的导向方向上设置的齿条,以及装配于所述滑车上与所述齿条相啮合的齿轮,以及装配于所述滑车上与所述齿轮相连接的驱动装置,通过所述驱动装置可驱动所述齿轮转动,在齿轮齿条传动的作用下可使所述滑车沿所述导轨行走。作为驱动机构的具体设计,采用了轮齿条传动的结构形式,能够实现滑车沿导轨行走的目的,且传动平稳可靠。进一步的,所述驱动装置为电动机。
进一步的,所述滑车的底部设置的支撑滚轮,可滚动的配合于所述导轨的顶部两侧位置。使得滑车能够在导轨上滚动行走,降低摩擦阻力。
进一步的,所述滑车的底部两侧位置设置的限位滚轮,分别可滚动的卡嵌于所述导轨的两侧边,用以避免滑车侧翻。能够提高滑车行走的稳定性,提高本发明的钻台机械手行走机构的安全性。
进一步的,在所述滑车的底部两侧位置设置的限位滚轮中,对应于所述弧形段导轨的内弧边的限位滚轮设置于所述滑车的底部一侧中间位置,对应于所述弧形段导轨的外弧边的限位滚轮设置于所述滑车的底部另一侧两端位置。滑车行走经过弧形段导轨时,能够适配弧形段导轨的弧形变化,使得滑车顺利的转弯。
进一步的,沿所述导轨的导向方向上,所述导轨上设置有导向槽,所述滑车的底部设置的导向滚轮,可滚动的配合于所述导向槽内,所述齿条设置于所述导向槽内,并位于所述导向滚轮的下方位置。结构设计合理实用。导向滚轮可沿导向槽滚动,对滑车行走起到导向的作用,使得滑车的行走更加稳定可靠。优选的,沿所述导轨的导向方向上,导向槽设置于导轨的中间位置。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明的一种钻台机械手的行走布线结构,滑车可沿导轨行走,需要时可现移动钻台机械手的位置,使钻台机械手在作业区域与避让区域之间移动,以便于钻台机械手进行工作或进行避让动作。而得益于可自动收卷线缆的线缆卷盘的设计,滑车背向线缆卷盘行走时,能够将线缆从线缆卷盘上拉扯出,使得线缆卷盘放卷线缆;而滑车面向线缆卷盘行走时,线缆卷盘能够自动的收卷线缆;可使得从线缆卷盘放卷出的线缆处于悬空状态,绷紧状态,避免线缆与地面或其他结构件接触摩擦,从而避免电缆的摩擦损坏,更加安全可靠。
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是导轨的结构示意图;
图2是第一种视角的滑车的结构示意图;
图3是第二种视角的滑车的结构示意图;
图4是滑车装配于导轨上的装配示意图;
图5是滑车的仰视图;
图6是图5的A-A向剖视图,其中,增加了与滑车相配合的导轨;
图7是图5的B-B向剖视图,其中,增加了与滑车相配合的导轨;
图8是线缆卷盘的剖视图;
图9是导向装置的结构示意图;
图10是导向装置的俯视图;
图11是本发明的钻台机械手行走机构的俯视图,其中,滑车行走至其中一直线段导轨上,设该直线段导轨处于作业区域的位置;
图12是图11的下视图,其中,隐藏了线缆卷盘和导向装置;
图13是本发明的钻台机械手行走机构的俯视图,其中,滑车行走至弧形段导轨上;
图14是本发明的钻台机械手行走机构的俯视图,其中,滑车行走至其中另一直线段导轨上,设该直线段导轨处于避让区域的位置;
图15是图14的下视图,其中,隐藏了线缆卷盘和导向装置。
图中标记:1-导轨,11-弧形段导轨,111-内弧边,112-外弧边,12-直线段导轨,13-齿条,14-导向槽,2-滑车,21-电动机,22-齿轮,23-支撑滚轮,24-限位滚轮,25-导向滚轮,3-钻台机械手,4-线缆卷盘,40-线缆,41-41-卷筒,42-回卷弹簧,5-导向装置,5-导向装置,51-基座,52-转弯导向轮,53-限位导辊。
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。
如图1至图15所示,本实施例的一种钻台机械手的行走布线结构,包括导轨1、滑车2以及装配于所述滑车2上的钻台机械手3,所述滑车2装配于所述导轨1上并可沿所述导轨1行走;还包括可自动收卷线缆的线缆卷盘4,所述线缆卷盘4布置于所述导轨1旁边,从所述线缆卷盘4上放卷出的线缆40固定于所述滑车2或钻台机械手3上,且所述线缆40与所述滑车2、钻台机械手3电连接;当所述滑车2沿所述导轨1行走时,从所述线缆卷盘4放卷出的线缆40将处于悬空状态。
采用本发明时,滑车2可沿导轨1行走,需要时可现移动钻台机械手3的位置,使钻台机械手3在作业区域与避让区域之间移动,以便于钻台机械手进行工作或进行避让动作。而得益于可自动收卷线缆的线缆卷盘4的设计,滑车背向线缆卷盘4行走时,能够将线缆40从线缆卷盘4上拉扯出,使得线缆卷盘4放卷线缆40;而滑车2面向线缆卷盘4行走时,线缆卷盘4能够自动的收卷线缆;可使得从线缆卷盘4放卷出的线缆40处于悬空状态,绷紧状态,避免线缆40与地面或其他结构件接触摩擦,从而避免电缆40的摩擦损坏,更加安全可靠。明显的,滑车2为采用电力驱动的滑车。优选的,从所述线缆卷盘4上放卷出的线缆40固定于所述滑车2上设置的固定座上,然后与所述滑车2、钻台机械手3电连接。可根据实际情况,线缆40的部分线路与滑车2电连接用于向滑车提供动力电能,还有部分线路与钻台机械手3电连接用于向钻台机械手提供动力电能以及传输信号。可自动收卷线缆的线缆卷盘4可采用现有技术的设计,线缆卷盘4具有回卷弹簧42,能够使得线缆卷盘4的卷筒41自动的收卷线缆40,如图7所示。
进一步的,如图1、图11、图13、图14所示,所述导轨1包括弧形段导轨11以及连接于所述弧形段导轨11的两端的直线段导轨12,所述滑车2可经所述弧形段导轨11弧形转弯后、行走至所述弧形段导轨任意一端的直线段导轨12上,所述线缆卷盘4布置于所述弧形段导轨11的外弧边112旁边。采用本设计时,在实际工程应用中更加合理实用,使弧形段导轨11的两端的直线段导轨12分别布置于钻台机械手3的作业区域、避让区域位置。滑车2在连接于弧形段导轨11两端的直线段导轨12之间行走时,滑车2是经过了弧形段导轨11的弧形转弯,而非直接直角转弯,行走更加方便顺畅,使装配于滑车2上的钻台机械手3进行工作或避让动作。优选的,弧形段导轨11的圆心角大致为90°,弧形段导轨11的两端的直线段导轨12相互垂直。
进一步的,如图11、图13、图14所示,从所述线缆卷盘4上放卷出的线缆40通过导向装置5后,再固定于所述滑车2或钻台机械手3上。滑车2在连接于弧形段导轨11两端的直线段导轨12之间行走时,导向装置5能够对线缆40起到导向作用,能够确保从线缆卷盘4放卷出的线缆40不与地面或其他结构件接触摩擦。
进一步的,如图9、图10、图11、图13、图14所示,所述导向装置5包括基座51以及装配于所述基座51上的转弯导向轮52和一对限位导辊53;当所述滑车2沿所述导轨1行走时,从所述线缆卷盘4放卷出的线缆40将可经所述转弯导向轮52转弯导向或所述限位导辊53限位导向。转弯导向轮52能够改变线缆40的方向,而限位导辊53能够避免线缆40与基座51接触,使得通过导向装置5的线缆40仅能够与导向装置5的转弯导向轮52或限位导辊53进行接触导向,对线缆40起到了转弯导向或保护限位导向作用。为了便于理解,在其中一实施例中,如图11、图13、图14所示,线缆卷盘4布置于弧形段导轨11的外弧边112旁边,导向装置5布置于线缆卷盘4与弧形段导轨11之间,导向装置5的转弯导向轮52对应于第一条直线段导轨12,限位导辊53第二条直线段导轨12。当滑车2行走在第一条直线段导轨12时,如图11所示,从线缆卷盘4放卷出的线缆40由转弯导向轮52转弯导向至滑车2,转弯导向轮52对线缆40起到了转弯导向的作用。当滑车2行走在第二条直线段导轨12时,如图14所示,从线缆卷盘4放卷出的线缆40由一对限位导辊53限位导向至滑车2,线缆40被限位在这一对限位导辊53之间,对线缆40起到了保护限位导向的作用,避免线缆40与基座51产生接触摩擦。
进一步的,所述滑车2与所述导轨1之间设置有用于驱动所述滑车沿所述导轨1行走的驱动机构。通过驱动机构可使得滑车2沿导轨1行走。
进一步的,如图1至图4、图6所示,所述驱动机构包括沿所述导轨1的导向方向上设置的齿条13,以及装配于所述滑车2上与所述齿条13相啮合的齿轮22,以及装配于所述滑车2上与所述齿轮22相连接的驱动装置,通过所述驱动装置可驱动所述齿轮22转动,在齿轮齿条传动的作用下可使所述滑车2沿所述导轨1行走。作为驱动机构的具体设计,采用了轮齿条传动的结构形式,能够实现滑车2沿导轨1行走的目的,且传动平稳可靠。进一步的,所述驱动装置为电动机21。优选的,电动机21为减速电机。
进一步的,如图3、图4、图6、图7所示,所述滑车2的底部设置的支撑滚轮23,可滚动的配合于所述导轨1的顶部两侧位置。使得滑车2能够在导轨1上滚动行走,降低摩擦阻力。在其中一实施例中,滑车2的底部设置有2排支撑滚轮23,每排支撑滚轮23有2个,分别滚动的配合于导轨1的顶部两侧位置
进一步的,如图2至图4、图6、图7所示,所述滑车2的底部两侧位置设置的限位滚轮24,分别可滚动的卡嵌于所述导轨1的两侧边,用以避免滑车2侧翻。能够提高滑车2行走的稳定性,提高本发明的钻台机械手行走机构的安全性。如图4、图6、图7所示,支撑滚轮23与限位滚轮24的设计相结合时,导轨1的两侧边被夹持在支撑滚轮23与限位滚轮24之间,使得滑车2的行走更加安全可靠。
进一步的,如图1至图4、图6、图7所示,在所述滑车2的底部两侧位置设置的限位滚轮24中,对应于所述弧形段导轨的内弧边111的限位滚轮24设置于所述滑车2的底部一侧中间位置,对应于所述弧形段导轨的外弧边112的限位滚轮24设置于所述滑车2的底部另一侧两端位置。滑车2行走经过弧形段导轨11时,能够适配弧形段导轨11的弧形变化,使得滑车2顺利的转弯。在其中一实施例中,滑车2的底部两侧位置设置的限位滚轮24分别有2个,对应于弧形段导轨的内弧边111的那2个限位滚轮24设置于滑车2的底部一侧中间位置,如图3所示的右侧位置的那2个限位滚轮24;对应于弧形段导轨的外弧边112的那2个限位滚轮24分别设置于滑车2的底部另一侧两端位置,如图3所示的左侧位置的那2个限位滚轮24。
进一步的,如图1、图3、图4、图7所示,沿所述导轨1的导向方向上,所述导轨上设置有导向槽14,所述滑车2的底部设置的导向滚轮25,可滚动的配合于所述导向槽14内,所述齿条13设置于所述导向槽14内,并位于所述导向滚轮25的下方位置。结构设计合理。导向滚轮25可沿导向槽14滚动,对滑车2行走起到导向的作用,使得滑车2的行走更加稳定可靠。优选的,沿所述导轨1的导向方向上,导向槽14设置于导轨1的中间位置。
综上所述,采用本发明的一种钻台机械手的行走布线结构,滑车可沿导轨行走,需要时可现移动钻台机械手的位置,使钻台机械手在作业区域与避让区域之间移动,以便于钻台机械手进行工作或进行避让动作。而得益于可自动收卷线缆的线缆卷盘的设计,滑车背向线缆卷盘行走时,能够将线缆从线缆卷盘上拉扯出,使得线缆卷盘放卷线缆;而滑车面向线缆卷盘行走时,线缆卷盘能够自动的收卷线缆;可使得从线缆卷盘放卷出的线缆处于悬空状态,绷紧状态,避免线缆与地面或其他结构件接触摩擦,从而避免电缆的摩擦损坏,更加安全可靠。
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 (7)

1.一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:包括导轨、滑车以及装配于所述滑车上的钻台机械手,所述滑车装配于所述导轨上并可沿所述导轨行走;还包括可自动收卷线缆的线缆卷盘,所述线缆卷盘布置于所述导轨旁边,从所述线缆卷盘上放卷出的线缆固定于所述滑车或钻台机械手上,且所述线缆与所述滑车、钻台机械手电连接;当所述滑车沿所述导轨行走时,从所述线缆卷盘放卷出的线缆将处于悬空状态;
所述线缆卷盘具有回卷弹簧,能够使得线缆卷盘的卷筒自动的收卷线缆;
所述导轨包括弧形段导轨以及连接于所述弧形段导轨的两端的直线段导轨,使弧形段导轨的两端的直线段导轨分别布置于钻台机械手的作业区域、避让区域位置,所述线缆卷盘布置于所述弧形段导轨的外弧边旁边;
从所述线缆卷盘上放卷出的线缆通过导向装置后,再固定于所述滑车或钻台机械手上;所述导向装置包括基座以及装配于所述基座上的转弯导向轮和一对限位导辊,所述转弯导向轮和一对限位导辊分别对应一条直线段导轨;
所述滑车可经所述弧形段导轨弧形转弯后、行走至所述弧形段导轨任意一端的直线段导轨上;
当所述滑车沿所述导轨行走时,对应弧形段导轨的两端的直线段导轨,从所述线缆卷盘放卷出的线缆将仅能够经所述转弯导向轮转弯导向,或者仅能够经所述限位导辊保护限位导向。
2.如权利要求1所述的一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:所述滑车与所述导轨之间设置有用于驱动所述滑车沿所述导轨行走的驱动机构。
3.如权利要求2所述的一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:所述驱动机构包括沿所述导轨的导向方向上设置的齿条,以及装配于所述滑车上与所述齿条相啮合的齿轮,以及装配于所述滑车上与所述齿轮相连接的驱动装置,通过所述驱动装置可驱动所述齿轮转动,在齿轮齿条传动的作用下可使所述滑车沿所述导轨行走。
4.如权利要求2所述的一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:所述滑车的底部设置的支撑滚轮,可滚动的配合于所述导轨的顶部两侧位置。
5.如权利要求2所述的一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:所述滑车的底部两侧位置设置的限位滚轮,分别可滚动的卡嵌于所述导轨的两侧边,用以避免滑车侧翻。
6.如权利要求5所述的一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:在所述滑车的底部两侧位置设置的限位滚轮中,对应于所述弧形段导轨的内弧边的限位滚轮设置于所述滑车的底部一侧中间位置,对应于所述弧形段导轨的外弧边的限位滚轮设置于所述滑车的底部另一侧两端位置。
7.如权利要求3所述的一种钻台机械手的行走布线结构,其特征在于:沿所述导轨的导向方向上,所述导轨上设置有导向槽,所述滑车的底部设置的导向滚轮,可滚动的配合于所述导向槽内,所述齿条设置于所述导向槽内,并位于所述导向滚轮的下方位置。
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