CN112761554B - 起下油管装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种起下油管装置及系统，属石油机械领域。该装置包括四连杆机构的底端与第一底座连接，油缸支撑的第一端与第一底座连接，油缸支撑的第二端与油缸的第一端铰接，油缸活塞的第一端位于油缸内，油缸活塞的第二端与四连杆机构铰接，由此油缸活塞可以驱动四连杆机构摆动。液压钳模块的底端与四连杆机构的顶端连接，所以四连杆机构可以驱动液压钳模块摆动，以便液压钳模块对油管上卸扣。机械手模块的底端与支架的顶端连接，支架的底端与第二底座的板面连接，机械手模块可以推拉油管和转运吊卡，第一底座与第二底座连接。本申请油缸活塞驱动四连杆机构摆动，四连杆机构驱动液压钳模块就位和回位，动作快捷准确，可以提高起下油管的效率。

Description

起下油管装置及系统

技术领域

本申请涉及石油机械领域，特别涉及一种起下油管装置及系统。

背景技术

修井作业是油田开发过程中保持油、水井安全正常生产的重要工作。在日常修井作业时，常涉及油管的起出或者下入(即，起下油管)。

在修井作业现场起下油管过程中，液压钳就位后可以对油管进行上扣或卸扣，完成上扣或卸扣工作之后液压钳回位。目前，常通过如下两种方式推拉液压钳，使液压钳就位和回位。第一种方式：将液压钳悬吊在井架上，通过人工或液压油缸水平推拉液压钳，实现液压钳的就位和回位。第二种方式：将液压钳悬吊在井口上，通过液压油缸水平推拉液压钳，实现液压钳的就位和回位。

然而，上面第一种方式为人工操作，不但劳动强度大，而且存在安全隐患；第二种方式推拉液压钳时，由于液压油缸的动作慢，使得液压钳的就位和回位速度较慢，从而导致起下油管效率较低，且液压油缸需要占用的空间较大，很容易磕碰到井口工人。此外，安装在修井机尾部的机械手推拉油管时，只能朝背向修井机尾部的正前方推拉油管，因此不适应于小井场、丛式井组中间的油井作业，从而大大限制了该项技术的使用范围。

发明内容

本申请实施例提供了一种起下油管装置及系统，可以实现井口无人操作，解决相关技术中起下油管效率较低，以及不能满足向任意所需水平方向推拉油管的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种起下油管装置，所述起下油管装置包括：液压钳模块、四连杆机构、第一底座、油缸支撑、油缸、油缸活塞、机械手模块、支架和第二底座；

所述液压钳模块的底端与所述四连杆机构的顶端连接，所述四连杆机构的底端与所述第一底座的板面连接，所述液压钳模块用于对油管进行上扣和卸扣；

所述油缸支撑的第一端与所述第一底座的侧边连接，所述油缸支撑的第二端与所述油缸的第一端铰接，所述油缸活塞的第一端位于所述油缸内，所述油缸活塞的第二端与所述四连杆机构铰接，所述油缸活塞用于驱动所述四连杆机构摆动，所述四连杆机构用于驱动所述液压钳模块就位和回位；

所述机械手模块的底端与所述支架的顶端连接，所述支架的底端与所述第二底座的板面连接，所述机械手模块用于推拉油管和转运吊卡，所述第一底座与所述第二底座连接。

可选地，所述液压钳模块包括：承载横梁、第一支腿、第二支腿、吊绳、液压钳、第一定滑轮、第二定滑轮、悬吊桶、连接杆和固定板；

所述承载横梁的两端分别与所述第一支腿的顶端和所述第二支腿的顶端连接，所述第一支腿的底端和所述第二支腿的底端均与所述四连杆机构的顶端连接；

所述悬吊桶、所述连接杆和所述固定板均位于所述液压钳的一侧，所述固定板包括互相连接的第一板体和第二板体，所述吊绳绕在所述第一定滑轮和所述第二定滑轮上，所述吊绳的第一端与所述液压钳连接，所述吊绳的第二端与所述悬吊桶的第一端连接，所述悬吊桶的第二端与所述连接杆的第一端连接，所述连接杆的第二端穿过所述第一板体，所述第二板体与所述四连杆机构的顶端连接。

可选地，所述四连杆机构包括：第一立柱、第二立柱、第一横梁、第二横梁、连接板、第三立柱、第四立柱、第三横梁、第四横梁和第五横梁；

所述第一立柱的顶端和所述第二立柱的顶端均与所述第一横梁连接，所述第一立柱的底端和所述第二立柱的底端均与所述第二横梁连接，所述第一横梁的两端分别与所述连接板的板面铰接，所述第二横梁的两端分别与所述第一底座的板面铰接，所述第一立柱、所述第二立柱、所述第一横梁和所述第二横梁围成固定的方形结构；

所述第三立柱的顶端和所述第四立柱的顶端均与所述第三横梁连接，所述第三立柱的底端和所述第四立柱的底端均与所述第四横梁连接，所述第三横梁的两端分别与所述连接板的板面铰接，所述第四横梁的两端分别与所述第一底座的板面铰接，所述第三立柱、所述第四立柱、所述第三横梁和所述第四横梁围成固定的方形结构；

所述第五横梁的第一端与所述第三立柱的中间部位连接，所述第五横梁的第二端与所述第四立柱的中间部位连接，所述第五横梁的中间部位与所述油缸活塞的第二端铰接。

可选地，所述机械手模块包括：导轨、主动链轮、从动链轮、链条、机械手、机械臂、小车和液压马达；

所述导轨的下表面与所述支架的顶端连接，所述导轨的第一端设置有所述主动链轮，所述导轨的第二端设置有所述从动链轮，所述链条绕在所述主动链轮和所述从动链轮上；

所述机械臂的第一端与所述小车连接，所述机械臂的第二端与所述机械手连接，所述小车套装在所述导轨上，且所述小车的顶部与所述链条固定连接，所述液压马达安装在所述导轨的第一端的侧面上，所述液压马达用于驱动所述主动链轮转动，所述主动链轮通过所述链条驱动所述从动链轮转动，所述链条在移动时带动所述小车在所述导轨上移动。

可选地，所述机械手上设置有吊环控制爪和油管控制爪。

可选地，所述导轨上还设置有位置传感器，所述位置传感器用于检测所述机械手的位置。

可选地，所述第一底座位于所述第二底座上方，所述第一底座与所述第二底座铰接。

可选地，所述起下油管装置还包括：锁紧栓和开口环；

所述开口环的侧壁与所述第一底座的侧边连接，所述锁紧栓设置在所述第二底座上，当所述第一底座和所述第二底座重合时，所述开口环扣在所述锁紧栓上。

另一方面，提供了一种起下油管系统，所述起下油管系统包括：防喷器和上述第一方面所述的起下油管装置；

所述防喷器设置在井口上，所述第一底座和所述第二底座均与所述防喷器连接。

可选地，所述起下油管系统还包括：油管卡盘；

所述油管卡盘位于所述第一底座上，且所述油管卡盘、所述第一底座、所述第二底座、所述防喷器连接在一起。

本申请实施例提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：本申请实施例中，四连杆机构的底端与第一底座的板面连接，油缸支撑的第一端与第一底座的侧边连接，油缸支撑的第二端与油缸的第一端铰接，油缸活塞的第一端位于油缸内，油缸活塞的第二端与四连杆机构铰接。当油缸活塞向油缸内运动时，会驱动四连杆机构向远离井口的方向摆动，当油缸活塞向油缸外运动时，会驱动四连杆机构向靠近井口的方向摆动，也即是，油缸活塞可以驱动四连杆机构摆动。由于液压钳模块的底端与四连杆机构的顶端连接，所以在油缸活塞驱动四连杆机构摆动时，四连杆机构会驱动液压钳模块向靠近井口的位置移动(即，就位)，或者，驱动液压钳模块向远离井口的位置移动(即，回位)。在液压钳模块就位之后，可以对油管进行上扣或卸扣。机械手模块的底端与支架的顶端连接，支架的底端与第二底座的板面连接，机械手模块可以把卸扣后的油管单根的接箍端推到井场油管移送机的滑车上，或将油管单根的接箍端拉至井口；也可以推动吊环带动吊卡到井场油管移送机前端(即靠近井口一端)抓放油管，或反向将吊卡拉至井口，使吊卡扣在井内管柱最上面一根油管的接箍下面。本申请通过油缸活塞驱动四连杆机构摆动，通过四连杆机构驱动液压钳模块就位和回位，动作快捷准确，从而可以提高起下油管的效率。另外，机械手可以围绕井口向任意所需水平方向推拉油管，满足各种井场起下油管作业需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的第一种起下油管装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的第二种起下油管装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的第三种起下油管装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的第四种起下油管装置的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的第五种起下油管装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种机械手的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种起下油管系统的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种起下油管系统的结构示意图。

附图标记：

1：液压钳模块，2：四连杆机构，3：第一底座，4：油缸支撑，5：油缸，6：油缸活塞，7：机械手模块，8：支架，9：第二底座，10：锁紧栓，11：开口环，12：防喷器，13：起下油管装置，14：油管卡盘，15：油管单根，16：井内管柱，101：承载横梁，102：第一支腿，103：第二支腿，104：吊绳，105：液压钳，106：第一定滑轮，107：第二定滑轮，108：悬吊桶，109：连接杆，110：固定板，1101：第一板体，1102：第二板体，201：第一立柱，202：第二立柱，203：第一横梁，204：第二横梁，205：连接板，206：第三立柱，207：第四立柱，208：第三横梁，209：第四横梁，210：第五横梁，701：导轨，702：主动链轮，703：从动链轮，704：链条，705：机械手，706：机械臂，707：小车，708：液压马达，7051：吊环控制爪，7052：油管控制爪。

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，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1和图2分别是本申请实施例提供的一种起下油管装置的结构示意图，其中，图1是起下油管装置中液压钳模块就位时的结构示意图，图2是起下油管装置中液压钳模块回位时的结构示意图。如图1和图2所示，该装置包括：液压钳模块1、四连杆机构2、第一底座3、油缸支撑4、油缸5、油缸活塞6、机械手模块7、支架8和第二底座9。液压钳模块1的底端与四连杆机构2的顶端连接，四连杆机构2的底端与第一底座3的板面连接，液压钳模块1用于对油管进行上扣和卸扣；油缸支撑4的第一端与第一底座3的侧边连接，油缸支撑4的第二端与油缸5的第一端铰接，油缸活塞6的第一端位于油缸5内，油缸活塞6的第二端与四连杆机构2铰接，油缸活塞6用于驱动四连杆机构2摆动，四连杆机构2用于驱动液压钳模块1就位和回位；机械手模块7的底端与支架8的顶端连接，支架8的底端与第二底座9的板面连接，机械手模块7用于推拉油管和转运吊卡，第一底座3与第二底座9连接。

需要说明的是，液压钳模块1的底端与四连杆机构2的顶端之间的连接方式可以是焊接，当通过焊接实现液压钳模块1与四连杆机构2的顶端之间的固定连接之后，四连杆机构2摆动时，会驱动液压钳模块1摆动，实现液压钳模块1的就位(如图1所示)和回位(如图2所示)。由于不需要人工推拉液压钳模块1，且不是通过液压油缸5直接水平推拉液压钳105，而是通过四连杆机构2驱动液压钳模块1摆动，所以可以减少人力，且可以提高液压钳模块1就位和回位的效率和精准度。

另外，机械手模块7的底端与支架8的顶端之间的连接方式可以是焊接，支架8的底端与第二底座9的板面之间的连接方式也可以是焊接。通常游车大钩下连接着两只单臂吊环，这两只单臂吊环下面连接着吊卡，机械手模块7可以转运吊卡，且可以与吊卡配合，实现起下油管和推拉油管，例如，机械手模块7可以把卸扣后的油管单根15的接箍端推到井场油管移送机的滑车上，或将油管单根15的接箍端拉至井口；也可以推动吊环带动吊卡到井场油管移送机前端(即靠近井口一端)抓放油管，或反向将吊卡拉至井口，使吊卡扣在井内管柱16最上面一根油管的接箍下面等。

最后，第一底座3与第二底座9之间的连接方式可以是焊接，但是为了提高该起下油管装置的结构紧凑性，便于吊装搬运，第一底座3与第二底座9之间的连接方式也可以是铰接，此时，第一底座3可以位于第二底座9上方。在第一底座3位于第二底座9上方，且第一底座3与第二底座9铰接的情况下，搬动该装置时，可以将第一底座3向与第二底座9靠拢的方向转动，或者将第二底座9向与第一底座3靠拢的方向转动。当第一底座3和第二底座9转动至重合时，位于第一底座3上的四连杆机构2和液压钳模块1将与位于第二底座9上的支架8和机械手模块7等靠拢(如图3所示)，使得该起下油管装置整体体积缩小，便于吊装搬运。当需要使用该装置时，可以将该装置吊放在井口，然后将第一底座3向与第二底座9背离的方向转动，或者将第二底座9向与第一底座3背离的方向转动，使得第一底座3和第二底座9展开至合适的位置(如图1和图2所示)，从而使位于第一底座3上的四连杆机构2和液压钳模块1，以及位于第二底座9上的支架8和机械手模块7等均位于合适的位置。

本申请实施例中，四连杆机构2的底端与第一底座3的板面连接，油缸支撑4的第一端与第一底座3的侧边连接，油缸支撑4的第二端与油缸5的第一端铰接，油缸活塞6的第一端位于油缸5内，油缸活塞6的第二端与四连杆机构2铰接。当油缸活塞6向油缸5内运动时，会驱动四连杆机构2向远离井口的方向摆动，当油缸活塞6向油缸5外运动时，会驱动四连杆机构2向靠近井口的方向摆动，也即是，油缸活塞6可以驱动四连杆机构2摆动。由于液压钳模块1的底端与四连杆机构2的顶端连接，所以在油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动时，四连杆机构2会驱动液压钳模块1向靠近井口的位置移动(即，就位)，或者，驱动液压钳模块1向远离井口的位置移动(即，回位)。在液压钳模块1就位之后，可以对油管进行上扣或卸扣。机械手模块7的底端与支架8的顶端连接，支架8的底端与第二底座9的板面连接，机械手模块7可以把卸扣后的油管单根15的接箍端推到井场油管移送机的滑车上，或将油管单根15的接箍端拉至井口；也可以推动吊环带动吊卡到井场油管移送机前端(即靠近井口一端)抓放油管，或反向将吊卡拉至井口，使吊卡扣在井内管柱16最上面一根油管的接箍下面。本申请通过油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动，通过四连杆机构2驱动液压钳模块1就位和回位，动作快捷准确，从而可以提高起下油管的效率。另外，机械手可以围绕井口向任意所需水平方向推拉油管，满足各种井场起下油管作业需要。

在一些实施例中，如图4所示，液压钳模块1可以包括：承载横梁101、第一支腿102、第二支腿103、吊绳104、液压钳105、第一定滑轮106、第二定滑轮107、悬吊桶108、连接杆109和固定板110。承载横梁101的两端分别与第一支腿102的顶端和第二支腿103的顶端连接，第一支腿102的底端和第二支腿103的底端均与四连杆机构2的顶端连接；悬吊桶108、连接杆109和固定板110均位于液压钳105的一侧，固定板110包括互相连接的第一板体1101和第二板体1102，吊绳104绕在第一定滑轮106和第二定滑轮107上，吊绳104的第一端与液压钳105连接，吊绳104的第二端与悬吊桶108的第一端连接，悬吊桶108的第二端与连接杆109的第一端连接，连接杆109的第二端穿过第一板体1101，第二板体1102与四连杆机构2的顶端连接。

需要说明的是，承载横梁101的两端与第一支腿102的顶端和第二支腿103的顶端之间，第一支腿102的底端和第二支腿103的底端与四连杆机构2的顶端之间均可以通过焊接实现固定连接。承载横梁101的中间部位可以设置有第一定滑轮106，承载横梁101的靠近悬吊桶108的一端可以设置有第二定滑轮107，吊绳104绕在第一定滑轮106和第二定滑轮107上之后，吊绳104的第一端与液压钳105连接，吊绳104的第二端与悬吊桶108的第一端连接。第一板体1101上可以设置有通孔，连接杆109的第二端穿过这个通孔，且连接杆109可以与这个通孔焊接，第二板体1102的顶端可以与四连杆机构2的顶端焊接，这样，便可以实现液压钳模块1在四连杆机构2上的固定。

另外，液压钳105包括主钳和背钳，在主钳和背钳的配合下可以实现对油管的上扣和卸扣。液压钳105的工作原理可以参考相关技术，本申请实施例在此不做赘述。

在一些实施例中，如图5所示，四连杆机构2可以包括：第一立柱201、第二立柱202、第一横梁203、第二横梁204、连接板205、第三立柱206、第四立柱207、第三横梁208、第四横梁209和第五横梁210。

第一立柱201的顶端和第二立柱202的顶端均与第一横梁203连接，第一立柱201的底端和第二立柱202的底端均与第二横梁204连接，第一横梁203的两端分别与连接板205的板面铰接，第二横梁204的两端分别与第一底座3的板面铰接，第一立柱201、第二立柱202、第一横梁203和第二横梁204围成固定的方形结构；第三立柱206的顶端和第四立柱207的顶端均与第三横梁208连接，第三立柱206的底端和第四立柱207的底端均与第四横梁209连接，第三横梁208的两端分别与连接板205的板面铰接，第四横梁209的两端分别与第一底座3的板面铰接，第三立柱206、第四立柱207、第三横梁208和第四横梁209围成固定的方形结构；第五横梁210的第一端与第三立柱206的中间部位连接，第五横梁210的第二端与第四立柱207的中间部位连接，第五横梁210的中间部位与油缸活塞6的第二端铰接。

需要说明的是，第一立柱201、第二立柱202、第一横梁203和第二横梁204所围成的固定的方形结构，与第三立柱206、第四立柱207、第三横梁208和第四横梁209所围成的固定的方形结构平行，且大小相同，同时，第一立柱201、第三立柱206、连接板205的板面和第一底座3的板面之间可以围成可变形的平行四边形结构，第二立柱202、第四立柱207、连接板205的板面和第一底座3的板面之间也可以围成可变形的平行四边变形结构，这两个可变形的平行四边形结构平行，且大小相同。这样，当油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动时，第一立柱201、第二立柱202、第一横梁203、第二横梁204、第三立柱206、第四立柱207、第三横梁208和第四横梁209始终同步摆动，使得连接板205可以始终处于水平状态，从而可以使固定在四连杆机构2之上的液压钳模块1在摆动时始终处于水平状态，保证了液压钳模块1的准确就位和回位。

另外，油缸活塞6在驱动四连杆机构2摆动时，油缸活塞6的行程可以根据实际需要来设置，只要保证在油缸活塞6向油缸5内运动至停止时，恰好可以通过四连杆机构2驱动液压钳模块1回位，在油缸活塞6向油缸5外运动至停止时，恰好可以通过四连杆机构2驱动液压钳模块1就位即可，本申请实施例对此不做具体限定。

在一些实施例中，如图5和图6所示，机械手模块7可以包括：导轨701、主动链轮702、从动链轮703、链条704、机械手705、机械臂706、小车707和液压马达708。导轨701的下表面与支架8的顶端连接，导轨701的第一端设置有主动链轮702，导轨701的第二端设置有从动链轮703，链条704绕在主动链轮702和从动链轮703上；机械臂706的第一端与小车707连接，机械臂706的第二端与机械手705连接，小车707套装在导轨701上，且小车707的顶部与链条704固定连接，液压马达708安装在导轨701的第一端的侧面上，液压马达708用于驱动主动链轮702转动，主动链轮702通过链条704驱动从动链轮703转动，链条704在移动时带动小车707在导轨701上移动。

需要说明的是，导轨701可以是空心结构。主动链轮702和从动链轮703可以分别设置在导轨701的两端的上表面上，链条704可以穿过导轨701的空腔之后绕在主动链轮702和从动链轮703上。导轨701的下表面与支架8的顶端之间的连接方式可以是焊接。

另外，如图6所示，小车707的底端设置有凹形槽，小车707的凹形槽恰好可以扣在导轨701上，实现小车707在导轨701上的套装。小车707套装在导轨701上之后，位于主动链轮702和从动链轮703之间，小车707的顶部上可以设置有小孔，链条704可以穿过这个小孔并与这个小孔连接之后绕在这两个链轮702上，以实现小车707的顶部与链条704之间的固定连接。

再者，液压马达708安装在导轨701的第一端的侧面上之后，液压马达708的输出轴可以直接驱动设置在导轨701的第一端上的主动链轮702转动。当主动链轮702转动时，会驱动链条704移动，继而链条704驱动导轨701的第二端上的从动链轮703转动。其中，链条704在移动时，会驱动小车707在导轨701上滑动，继而小车707驱动机械臂706移动，机械臂706驱动机械手705移动。

最后，如图6所示，机械手705上可以设置有吊环控制爪7051和油管控制爪7052。其中，吊环控制爪7051用于抓住游车大钩上连接的单臂吊环，吊环控制爪7051的数量可以为两个，这两个吊环控制爪7051的间距可以与游车大钩上连接的两只单臂吊环的间距相同。油管控制爪7052用于抓住油管，油管控制爪7052位于这两个吊环控制爪7051之间。另外，为了对机械手705的移动位置进行精确定位，导轨701上还可以设置有位置传感器，这样可以精确控制机械手705的移动。其中，位置传感器的结构及定位原理可以参考相关技术，本申请实施例在此不做赘述。

在一些实施例中，如图2和图4所示，该装置还可以包括：锁紧栓10和开口环11。开口环11的侧壁与第一底座3的侧边连接，锁紧栓10设置在第二底座9上，当第一底座3和第二底座9重合时，开口环11扣在锁紧栓10上。

需要说明的是，在第一底座3位于第二底座9上方，且第一底座3与第二底座9铰接的情况下，既可以第一底座3绕第二底座9转动，也可以第二底座9绕第一底座3转动。

另外，第二底座9上可以设置有螺栓孔，锁紧栓10可以与该螺栓孔螺纹连接，实现锁紧栓10在第二底座9上的设置。锁紧栓10可以在该螺栓孔内上下移动，当将开口环11扣在锁紧栓10上需要将第一底座3和第二底座9锁紧时，可以将锁紧栓10向下拧紧，当需要将开口环11从锁紧栓10上拉开以展开第一底座3和第二底座9时，可以将锁紧栓10向上拧松。由于锁紧栓10设置在第二底座9上，即，锁紧栓10始终与第二底座9连接，因此可以避免锁紧栓10在不需要锁紧第一底座3和第二底座9时丢失。

在搬动该装置时，可以将第一底座3向与第二底座9靠拢的方向转动，或者将第二底座9向与第一底座3靠拢的方向转动。当第一底座3与第二底座9重合时(如图3所示)，开口环11恰好可以扣在锁紧栓10上，此时可以将锁紧栓10拧紧，以将第一底座3和第二底座9锁紧，避免在搬运该装置时第一底座3和第二底座9发生相对转动而不利于搬运。当需要使用该装置时，可以将该装置整体吊放在井口，拧松锁紧栓10之后，将第一底座3向与第二底座9背离的方向转动，或者将第二底座9向与第一底座3背离的方向转动，使得第一底座3和第二底座9展开至合适的位置(如图1和图2所示)。

本申请实施例中，四连杆机构2的底端与第一底座3的板面连接，油缸支撑4的第一端与第一底座3的侧边连接，油缸支撑4的第二端与油缸5的第一端铰接，油缸活塞6的第一端位于油缸5内，油缸活塞6的第二端与四连杆机构2铰接。当油缸活塞6向油缸5内运动时，会驱动四连杆机构2向远离井口的方向摆动，当油缸活塞6向油缸5外运动时，会驱动四连杆机构2向靠近井口的方向摆动，也即是，油缸活塞6可以驱动四连杆机构2摆动。由于液压钳模块1的底端与四连杆机构2的顶端连接，所以在油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动时，四连杆机构2会驱动液压钳模块1向靠近井口的位置移动(即，就位)，或者，驱动液压钳模块1向远离井口的位置移动(即，回位)。在液压钳模块1就位之后，可以对油管进行上扣或卸扣。机械手模块7的底端与支架8的顶端连接，支架8的底端与第二底座9的板面连接，机械手模块7可以把卸扣后的油管单根15的接箍端推到井场油管移送机的滑车上，或将油管单根15的接箍端拉至井口；也可以推动吊环带动吊卡到井场油管移送机前端(即靠近井口一端)抓放油管，或反向将吊卡拉至井口，使吊卡扣在井内管柱16最上面一根油管的接箍下面。本申请通过油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动，通过四连杆机构2驱动液压钳模块1就位和回位，动作快捷准确，从而可以提高起下油管的效率。另外，机械手可以围绕井口向任意所需水平方向推拉油管，满足各种井场起下油管作业需要。

图7和图8分别是本申请实施例提供的一种起下油管系统的结构示意图，如图7和图8所示，该起下油管系统包括：防喷器12和前述实施例所示的起下油管装置13。防喷器12设置在井口上，第一底座3和第二底座9均与防喷器12连接。

需要说明的是，起下油管装置13的结构与前述实施例中的描述相同，此处不再赘述。

另外，防喷器12用于在试油、修井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生。防喷器12的结构可以参考相关技术，本申请实施例在此不做赘述。

再者，防喷器12的法兰盘边缘上通常会设置有螺孔，为了实现第一底座3和第二底座9与防喷器12之间的连接，第一底座3和第二底座9上可以设置有用于与防喷器12连接的多个螺孔。当将防喷器12安装在井口，将该起下油管装置13吊放在井口防喷器12上时，可以用几根螺栓分别依次穿过第一底座3上的螺孔、第二底座9上的螺孔和防喷器12的法兰盘边缘上的螺孔，将第一底座3、第二底座9和防喷器12连接起来。

在一些实施例中，如图7和图8所示，该起下油管系统还可以包括：油管卡盘14。油管卡盘14位于第一底座3上，且油管卡盘14、第一底座3、第二底座9、防喷器12连接在一起。

需要说明的是，油管卡盘14用于在通过该起下油管装置13起下油管时卡住或者放开油管，油管卡盘14的结构和工作原理可以参考相关技术，本申请实施例在此不做赘述。油管卡盘14的底部边缘通常也会设置有螺孔，当将油管卡盘14放在第一底座3时，可以用几根螺栓分别依次穿过油管卡盘14的底部边缘上的螺孔、第一底座3上的螺孔、第二底座9上的螺孔和防喷器12的法兰盘边缘上的螺孔，将油管卡盘14、第一底座3、第二底座9和防喷器12一次性连接起来。

为了便于理解，下面对通过本申请实施例提供的起下油管系统起油管和下油管的过程进行具体说明。

第一部分：起油管过程。

当从井内起油管时，先用吊卡夹持住待起出井内管柱16最上面一根油管接箍下面的管体，提升到合适高度后，控制油管卡盘14的卡瓦闭合，卡住井内管柱16。然后控制油缸活塞6向油缸5外运动，以驱动四连杆机构2向靠近井口的方向摆动，继而四连杆机构2驱动液压钳模块1向靠近井口的方向摆动。当液压钳模块1就位后，控制液压钳105对起出的一根油管(简称，油管单根15)和井内管柱16最上面一根油管的接箍进行卸扣。

当卸扣完成之后，操车手控制液压马达708正转，通过链条704驱动机械手705向前(即，向靠近井场油管移送机前端的方向)移动。当机械手705向前移动至其油管控制爪7052抓住油管单根15的外螺纹端时，控制吊卡稍微上提油管单根15，使油管单根15离开井内管柱16最上面一根油管的接箍。然后，通过油管控制爪7052将油管单根15推送到井场油管移送机的滑车内。之后，操车手控制液压马达708反转，通过链条704驱动机械手705向后移动，使得油管控制爪7052打开油管单根15，回到初始位置。坐在滑车上的油管单根15沿滑道向外滑行，当油管单根15的接箍端快要放到油管枕上时，操车手控制液压马达708正转，通过链条704驱动机械手705向前移动，直至机械手705的吊环控制爪7051分别抓住两只单臂吊环，将这两只单臂吊环及吊环下面的吊卡推离井口至合适位置时，操车手远程控制打开并摘下吊卡。当井场油管移送机滑道放平后，场地工人轻按遥控器，油管单根15从滑道上顶出，滚落到管桥上。最后，操车手控制液压马达708反转，通过链条704驱动机械手705向后移动，在机械手705的辅助下将吊卡拉回到井口，扣在井内管柱16最上面一根油管的接箍下面。此时，完成了第一根油管从井内的起出。后续便可以重复上述操作以实现其余油管的起出。

第二部分：下油管过程。

当向井内下油管时，操车手控制液压马达708正转，通过链条704驱动机械手705向前移动，当机械手705的吊环控制爪7051抓住两只单臂吊环时，继续驱动机械手705将两只单臂吊环带动吊卡向靠近井场油管移送机的方向推送。当机械手705将吊卡推过井场油管移送机前端的油管接箍端时，控制吊卡夹住油管单根15，然后吊起。与此同时，机械手705控制液压马达708反转，通过链条704驱动机械手705后退至初始位置。当被吊起的油管单根15处于接近竖直状态时，操车手再次控制液压马达708正转，通过链条704驱动机械手705向被吊起的油管单根15的方向移动。当机械手705的油管控制爪7052抓住被吊起的油管单根15的外螺纹端时，操车手控制液压马达708反转，通过链条704驱动机械手705向后移动，直至将被吊起的油管单根15拉到井口中心位置。当将该油管单根15与井内管柱16最上面的一根油管的接箍端对中之后，操车手控制液压马达708继续反转，使机械手705继续向后移动至其初始位置，为液压钳就位上扣让出空间。

然后，控制油缸活塞6向油缸5外运动，以驱动四连杆机构2向靠近井口的方向摆动，继而四连杆机构2驱动液压钳模块1向靠近井口的方向摆动。当液压钳模块1就位后，控制液压钳105对该油管单根15和井内管柱16最上面的一根油管进行上扣。之后，控制油缸活塞6向油缸5内运动，使得液压钳模块1回位。然后，游车大钩下行，将待下井的油管单根15下入井中，当接箍端到达液压钳105背钳高度时，停止下入，油管卡盘14卡瓦关闭，卡住井内管柱16。此时，完成了第一根油管向井内的下入。后续便可以重复上述操作以实现其余油管的下入。

本申请实施例中，四连杆机构2的底端与第一底座3的板面连接，油缸支撑4的第一端与第一底座3的侧边连接，油缸支撑4的第二端与油缸5的第一端铰接，油缸活塞6的第一端位于油缸5内，油缸活塞6的第二端与四连杆机构2铰接。当油缸活塞6向油缸5内运动时，会驱动四连杆机构2向远离井口的方向摆动，当油缸活塞6向油缸5外运动时，会驱动四连杆机构2向靠近井口的方向摆动，也即是，油缸活塞6可以驱动四连杆机构2摆动。由于液压钳模块1的底端与四连杆机构2的顶端连接，所以在油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动时，四连杆机构2会驱动液压钳模块1向靠近井口的位置移动(即，就位)，或者，驱动液压钳模块1向远离井口的位置移动(即，回位)。在液压钳模块1就位之后，可以对油管进行上扣或卸扣。机械手模块7的底端与支架8的顶端连接，支架8的底端与第二底座9的板面连接，机械手模块7可以把卸扣后的油管单根15的接箍端推到井场油管移送机的滑车上，或将油管单根15的接箍端拉至井口；也可以推动吊环带动吊卡到井场油管移送机前端(即靠近井口一端)抓放油管，或反向将吊卡拉至井口，使吊卡扣在井内管柱16最上面一根油管的接箍下面。本申请通过油缸活塞6驱动四连杆机构2摆动，通过四连杆机构2驱动液压钳模块1就位和回位，动作快捷准确，从而可以提高起下油管的效率。另外，机械手可以围绕井口向任意所需水平方向推拉油管，满足各种井场起下油管作业需要。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种起下油管装置，其特征在于，所述起下油管装置包括：液压钳模块（1）、四连杆机构（2）、第一底座（3）、油缸支撑（4）、油缸（5）、油缸活塞（6）、机械手模块（7）、支架（8）和第二底座（9）；

所述液压钳模块（1）的底端与所述四连杆机构（2）的顶端连接，所述四连杆机构（2）的底端与所述第一底座（3）的板面连接，所述液压钳模块（1）用于对油管进行上扣和卸扣；

所述油缸支撑（4）的第一端与所述第一底座（3）的侧边连接，所述油缸支撑（4）的第二端与所述油缸（5）的第一端铰接，所述油缸活塞（6）的第一端位于所述油缸（5）内，所述油缸活塞（6）的第二端与所述四连杆机构（2）铰接，所述油缸活塞（6）用于驱动所述四连杆机构（2）摆动，所述四连杆机构（2）用于驱动所述液压钳模块（1）就位和回位；

所述机械手模块（7）的底端与所述支架（8）的顶端连接，所述支架（8）的底端与所述第二底座（9）的板面连接，所述机械手模块（7）用于推拉油管和转运吊卡，所述第一底座（3）与所述第二底座（9）连接；

所述液压钳模块（1）包括：承载横梁（101）、第一支腿（102）、第二支腿（103）、吊绳（104）、液压钳（105）、第一定滑轮（106）、第二定滑轮（107）、悬吊桶（108）、连接杆（109）和固定板（110）；

所述承载横梁（101）的两端分别与所述第一支腿（102）的顶端和所述第二支腿（103）的顶端连接，所述第一支腿（102）的底端和所述第二支腿（103）的底端均与所述四连杆机构（2）的顶端连接；

所述悬吊桶（108）、所述连接杆（109）和所述固定板（110）均位于所述液压钳（105）的一侧，所述固定板（110）包括互相连接的第一板体（1101）和第二板体（1102），所述承载横梁（101）的中间部位设置有所述第一定滑轮（106），所述承载横梁（101）的靠近悬吊桶（108）的一端设置有所述第二定滑轮（107），所述吊绳（104）绕在所述第一定滑轮（106）和所述第二定滑轮（107）上，所述吊绳（104）的第一端与所述液压钳（105）连接，所述吊绳（104）的第二端与所述悬吊桶（108）的第一端连接，所述悬吊桶（108）的第二端与所述连接杆（109）的第一端连接，所述连接杆（109）的第二端穿过所述第一板体（1101），所述第二板体（1102）与所述四连杆机构（2）的顶端连接；

所述四连杆机构（2）包括：第一立柱（201）、第二立柱（202）、第一横梁（203）、第二横梁（204）、连接板（205）、第三立柱（206）、第四立柱（207）、第三横梁（208）、第四横梁（209）和第五横梁（210）；

所述第一立柱（201）的顶端和所述第二立柱（202）的顶端均与所述第一横梁（203）连接，所述第一立柱（201）的底端和所述第二立柱（202）的底端均与所述第二横梁（204）连接，所述第一横梁（203）的两端分别与所述连接板（205）的板面铰接，所述第二横梁（204）的两端分别与所述第一底座（3）的板面铰接，所述第一立柱（201）、所述第二立柱（202）、所述第一横梁（203）和所述第二横梁（204）围成固定的第一方形结构；

所述第三立柱（206）的顶端和所述第四立柱（207）的顶端均与所述第三横梁（208）连接，所述第三立柱（206）的底端和所述第四立柱（207）的底端均与所述第四横梁（209）连接，所述第三横梁（208）的两端分别与所述连接板（205）的板面铰接，所述第四横梁（209）的两端分别与所述第一底座（3）的板面铰接，所述第三立柱（206）、所述第四立柱（207）、所述第三横梁（208）和所述第四横梁（209）围成固定的第二方形结构；

所述第五横梁（210）的第一端与所述第三立柱（206）的中间部位连接，所述第五横梁（210）的第二端与所述第四立柱（207）的中间部位连接，所述第五横梁（210）的中间部位与所述油缸活塞（6）的第二端铰接，所述第一方形结构和所述第二方形结构平行且大小相同；所述第一立柱（201）、所述第三立柱（206）、所述连接板（205）的板面和所述第一底座（3）的板面之间围成可变形的第一平行四边形结构，所述第二立柱（202）、所述第四立柱（207）、所述连接板（205）的板面和所述第一底座（3）的板面之间围成可变形的第二平行四边形结构，所述第一平行四边形结构和所述第二平行四边形结构平行且大小相同；

所述第一底座（3）位于所述第二底座（9）上方，所述第一底座（3）与所述第二底座（9）铰接。

2.如权利要求1所述的起下油管装置，其特征在于，所述机械手模块（7）包括：导轨（701）、主动链轮（702）、从动链轮（703）、链条（704）、机械手（705）、机械臂（706）、小车（707）和液压马达（708）；

所述导轨（701）的下表面与所述支架（8）的顶端连接，所述导轨（701）的第一端设置有所述主动链轮（702），所述导轨（701）的第二端设置有所述从动链轮（703），所述链条（704）绕在所述主动链轮（702）和所述从动链轮（703）上；

所述机械臂（706）的第一端与所述小车（707）连接，所述机械臂（706）的第二端与所述机械手（705）连接，所述小车（707）套装在所述导轨（701）上，且所述小车（707）的顶部与所述链条（704）固定连接，所述液压马达（708）安装在所述导轨（701）的第一端的侧面上，所述液压马达（708）用于驱动所述主动链轮（702）转动，所述主动链轮（702）通过所述链条（704）驱动所述从动链轮（703）转动，所述链条（704）在移动时带动所述小车（707）在所述导轨（701）上移动。

3.如权利要求2所述的起下油管装置，其特征在于，所述机械手（705）上设置有吊环控制爪（7051）和油管控制爪（7052）。

4.如权利要求2所述的起下油管装置，其特征在于，所述导轨（701）上还设置有位置传感器，所述位置传感器用于检测所述机械手（705）的位置。

5.如权利要求1所述的起下油管装置，其特征在于，所述起下油管装置还包括：锁紧栓（10）和开口环（11）；

所述开口环（11）的侧壁与所述第一底座（3）的侧边连接，所述锁紧栓（10）设置在所述第二底座（9）上，当所述第一底座（3）和所述第二底座（9）重合时，所述开口环（11）扣在所述锁紧栓上。

6.一种起下油管系统，其特征在于，所述起下油管系统包括：防喷器（12）和权利要求1至5任一项所述的起下油管装置；

所述防喷器（12）设置在井口上，所述第一底座（3）和所述第二底座（9）均与所述防喷器（12）连接。

7.如权利要求6所述的起下油管系统，其特征在于，所述起下油管系统还包括：油管卡盘（14）；

所述油管卡盘（14）位于所述第一底座（3）上，且所述油管卡盘（14）、所述第一底座（3）、所述第二底座（9）、所述防喷器（12）连接在一起。