CN113460600A - 一种抽油杆分离摆放装置及其分离摆放方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种抽油杆分离摆放装置及其分离摆放方法，属于抽油杆清洗检测线的机械上料技术领域，把吊抓来料抽油杆的交叉堆叠无序状态转变为分离摆放的有序状态。其包括龙门行走机构，龙门行走机构的横梁上安装有一抓取单根抽油杆的抓取机构和至少两个沿横梁左右方向相向移动的行走小车，行走小车上安装有随其移动的抽油杆分离机构。本发明通过龙门行走机构、行走小车、抓取机构和分离机构之间的相互配合，只需一名操作人员即可实现抽油杆的自动分离摆放，生产效率高，安全可靠，解决了现有技术中人工分离摆放抽油杆存在的劳动强度大、具有较大的安全隐患以及生产效率低下的技术问题。

Description

一种抽油杆分离摆放装置及其分离摆放方法

技术领域

本发明涉及抽油杆清洗检测线的机械上料技术领域，特别涉及一种抽油杆分离摆放装置及其分离摆放方法。

背景技术

长期以来，油管杆修复线中，各油田的旧抽油杆在清洗之前的首要任务是将成堆的旧抽油杆在待料架上进行人工分离、摆放，形成单层有序排放，为抽油杆顺利进入清洗机做好准备。期间，因旧抽油杆本身固有特性柔软细长、刚度小，且相互交叠、多层混杂在一起，人工分离、摆放非常困难，需要两人以上配合分杆和摆杆，并有两人推送上料到位，才能正常生产，劳动强度非常大，生产效率低下。摆放时，需要工作人员站立在抽油杆两端狭小的平台上，才能达到有效用力，加上油污环境，存在机械伤害及滑倒等较大安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抽油杆分离摆放装置，其通过龙门行走机构、行走小车、抓取机构和分离机构之间的相互配合，只需一名操作人员即可实现抽油杆的自动分离摆放，生产效率高，安全可靠，解决了现有技术中人工分离摆放抽油杆存在的劳动强度大、具有较大的安全隐患以及生产效率低下的技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述抽油杆分离摆放装置进行的分离摆放方法，只需一人远程控制即可实现对抽油杆进行自动分离摆放，操作简单，生产效率高，安全可靠。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种抽油杆分离摆放装置，包括龙门行走机构，所述龙门行走机构的横梁上安装有一抓取单根抽油杆的抓取机构和至少两个沿横梁左右方向相向移动的行走小车；

所述行走小车上安装有随其移动的抽油杆分离机构。

作为本发明的一种改进，所述横梁上还安装有至少两个抽油杆托举机构。在抽油杆移动的过程中，托举机构托举抽油杆的两侧，起到防止抽油杆脱离抓取机构。

作为本发明的一种改进，所述托举机构为两个且分布在抓取机构的两侧，进一步增加了抽油杆移动过程中的平稳性。

作为本发明的一种改进，所述托举机构包括升降气缸Ⅲ、伸缩气缸Ⅰ和伸缩托举杆，伸缩气缸Ⅰ在升降气缸Ⅲ的作用下上下移动，伸缩气缸Ⅰ的活塞杆与伸缩托举杆连接。通过控制气缸即可方便地实现抽油杆的托举，结构简单，操作方便。

作为本发明的一种改进，所述分离机构包括升降气缸Ⅰ和伸缩分离杆，伸缩分离杆的顶部与升降气缸Ⅰ的活塞杆连接，所述伸缩分离杆的底部设有一圆锥形的插入部。通过圆锥形的插入部可使伸缩分离杆方便地插入待分离的大堆抽油杆，提高了抽油杆的分离效率，结构简单。

作为本发明的一种改进，所述抓取机构包括升降气缸Ⅱ和夹紧机构，夹紧机构在升降气缸Ⅱ的作用下上下移动；所述夹紧机构包括伸缩气缸Ⅱ、安装架、连接部、推离件、抓取钩和连接板；所述安装架由前侧板、后侧板和顶板组成，顶板上设有升降气缸Ⅱ连接的连接部，伸缩气缸Ⅱ安装在安装架的后侧板上，伸缩气缸Ⅱ的活塞杆穿过所述后侧板与连接板连接，连接板上设有至少两个推离件，前侧板上开设有与推离件适配的通孔，所述前侧板上设有与推离件配合使用的抓取钩。上述抓取机构方便地实现了对单根抽油杆的抓取和夹紧，并将抽油杆方便地移送到固定摆放位置，结构简单，操作方便。

作为本发明的一种改进，所述抓取钩的宽度W为25mm～38mm，高度H为19mm～25mm。通过抓取钩与伸缩托举杆的配合可实现直径为φ19mm、φ22mm和φ25mm的抽油杆的分离摆放，通用性强。

作为本发明的一种改进，所述推离件的数量为两个，其形状为圆柱形，其前端下部设有一圆弧部，推离件上套设有安装在前侧板上的套筒。通过两个圆柱形的推离件和与其对应的抓取钩的配合，方便地实现了单根抽油杆的抓取和夹紧，结构稳定，性能可靠。

本发明还提供了一种利用上述抽油杆分离摆放装置进行的分离摆放方法，具体包括以下步骤：

一级分离：当回收的旧抽油杆由行吊或抓管机放到抽油杆清洗待料架上后，操作电气控制系统，将龙门行走机构停放在待分离的大堆抽油杆的一侧，横梁上的分离机构开始工作，伸缩分离杆插入待分离抽油杆堆中，操作行走小车带动分离机构作横向往复运动，龙门行走机构配合做纵向移动，将部分抽油杆进行初步分离，分成比较平顺的小堆的抽油杆，即一级分离后的小堆抽油杆，分开后，由龙门行走机构带动分离机构将第一小堆抽油杆杆推到二级分离位置，进行二级分离；

二级分离：首先将龙门行走机构移动到二级分离位置，操作电气控制系统，横梁上的抓取机构对一小堆抽油杆进行单根分离，同时抓住单根抽油杆移送到固定摆放位置，在固定摆放位置的抽油杆即为二级分离且摆放的单根抽油杆，在移送单根抽油杆时，同时操作托举机构使伸缩托举杆托举单根抽油杆的两侧，起到防止抽油杆脱离抓取机构，在抓取机构和托举机构的共同作用下实现抽油杆的分离摆放，如此循环，实现抽油杆的自动分离摆放。

作为本发明的一种改进，所述电气控制系统包括压缩空气系统、电路控制系统及监控系统；

所述压缩空气系统利用气源给气，经柔性软管、各控制电磁阀进行控制所述机构进行动作；

所述电路控制系统包括动力配电柜、信号采集模块及PLC程序控制器；

所述监控系统主要由监控头及显示系统组成。

本发明的有益效果为：一种抽油杆分离摆放装置，包括龙门行走机构，龙门行走机构的横梁上安装有一抓取单根抽油杆的抓取机构和至少两个沿横梁左右方向相向移动的行走小车，行走小车上安装有随其移动的抽油杆分离机构。本发明通过龙门行走机构、行走小车、抓取机构和分离机构之间的相互配合，具有以下技术效果：

⑴解决现有技术中存在的工人站在油污环境的高台上摆放抽油杆存在的机械伤害等安全隐患问题，本发明只需一人远程控制即可实现对抽油杆进行自动分离摆放，操作人员不需要靠近抽油杆，只需在环境优良的操作间操作按键，或者现场远距离操作手持式的遥控器，都能正常实现抽油杆的摆放上料目的。

⑵全部由机械机构完成高强度的抽油杆分离摆放的复杂动作，解决人工挑摆抽油杆时劳动强度大的难题，同时还解决了操作人员年龄大与高强度劳动的矛盾，有利人员健康。

⑶解决生产效率低的难题。通过操作人员远程控制实现对抽油杆进行自动分离摆放，生产效率高，且确保回收的抽油杆能够及时进行清洗、检测和利用，提高生产物资的利用率，降低原油生产成本。

⑷只需要1人操作，预计节省人员2人～3人，有效缓解人员紧缺的矛盾，同时降低了人员成本。

进一步地，抓取钩的宽度W为25mm～38mm，高度H为19mm～25mm，通过抓取钩与伸缩托举杆的配合可实现直径为φ19mm、φ22mm和φ25mm的抽油杆的分离摆放，通用性强。

本发明还提供了一种利用上述抽油杆分离摆放装置进行的分离摆放方法，由于采用了上述的抽油杆分离摆放装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面的说明，这里不再赘述。

综上所述，本发明方便、快捷地实现把吊抓来料抽油杆的交叉堆叠无序状态转变为分离摆放的有序状态，只需一名操作人员即可实现抽油杆的自动分离摆放，生产效率高，运行安全可靠，结构简单，操作方便，符合HSE的相关要求。

附图说明

图1为本发明的一种抽油杆分离摆放装置的整体结构示意图；

图2为本发明的分离机构和抓取机构安装在龙门行走机构横梁上的安装示意图；

图3为本发明的托举机构安装在龙门行走机构横梁上的安装示意图；

图4为本发明的推离件在伸出状态时抓取机构的立体结构示意图；

图5为图4的侧部结构示意图；

图6为本发明的推离件在缩回状态时抓取机构的立体结构示意图；

图7为本发明的工艺流程示意图。

图中：1、龙门行走机构；101、横梁；2、行走小车；3、分离机构；31、升降气缸Ⅰ；32、伸缩分离杆；321、插入部；4、托举机构；41、升降气缸Ⅲ；42、伸缩托举杆；43、伸缩气缸Ⅰ；5、抓取机构；51、升降气缸Ⅱ；52、夹紧机构；521、伸缩气缸Ⅱ；522、安装架；5221、通孔；523、连接部；524、推离件；525、抓取钩；526、套筒；527、连接板；6、待料架，7、导轨，8、待分离的大堆抽油杆，9、一级分离后的小堆抽油杆，10、二级分离且摆放的单根抽油杆，11、抽油杆自动上料系统。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明实施例中的前、后、上、下、左、右等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1所示，一种抽油杆分离摆放装置，包括龙门行走机构1，龙门行走机构1的横梁101上安装有一抓取单根抽油杆的抓取机构5和至少两个沿横梁101左右方向相向移动的行走小车2，在本实施例中，行走小车2的数量为两个。优选地，两个行走小车2关于横梁101的中心对称分布，行走小车2上安装有随其移动的抽油杆分离机构3；优选地，抓取机构5安装在横梁101的中心位置。横梁101上还安装有至少两个用于托举抽油杆的托举机构4，在本实施例中，托举机构4的数量为两个，且分布在抓取机构5的两侧，优选地，两个托举机构4关于抓取机构5对称分布。优选地，上述行走小车2、托举机构4和抓取机构5均通过卡箍或轴箍等可拆卸地安装在横梁101上，分离机构3通过卡箍或轴箍等可拆卸地安装在行走小车2上，在行走小车2的带动下进行左右移动，通过卡箍或轴箍等可拆卸连接，拆装方便。

需要说明的是上述龙门行走机构1主要由龙门架和固定在待料架6两侧的导轨组成，龙门架通过沿导轨前后运动，实现抽油杆的运输功能，上述龙门行走机构1的横梁101是指龙门架的横梁101，由于龙门行走机构1和行走小车2均属于现有成熟设备，这里不再详细说明。

如图3所示，托举机构4包括升降气缸Ⅲ41、伸缩气缸Ⅰ43和伸缩托举杆42，升降气缸Ⅲ41底部的活塞杆与水平分布的伸缩气缸Ⅰ43连接，使伸缩气缸Ⅰ43在升降气缸Ⅲ41的作用下上下移动，伸缩气缸Ⅰ43的活塞杆与伸缩托举杆42连接。通过升降气缸Ⅲ41控制伸缩托举杆42的上下高度，通过伸缩气缸Ⅰ43控制伸缩托举杆42的左右伸缩位置，方便地实现抽油杆的托举功能，结构及操作简单。

如图2所示，分离机构3包括升降气缸Ⅰ31和伸缩分离杆32，伸缩分离杆32的顶部与升降气缸Ⅰ31的活塞杆连接，伸缩分离杆32的底部设有一圆锥形的插入部321。伸缩分离杆32在升降气缸Ⅰ31的作用下实现上下移动，通过圆锥形的插入部可使伸缩分离杆方便地插入待分离的大堆抽油杆8，提高了抽油杆的分离效率，结构简单。

抓取机构5包括竖直分布的升降气缸Ⅱ51和水平分布的夹紧机构52，升降气缸Ⅱ51的活塞杆与夹紧机构52连接，使夹紧机构52在升降气缸Ⅱ51的作用下上下移动。

如图4、图5和图6所示，夹紧机构52包括伸缩气缸Ⅱ521、安装架522、连接部523、推离件524、抓取钩525和连接板527。

安装架522由前侧板、后侧板和顶板组成，在图5中，左侧为后侧，右侧为前侧。顶板上设有升降气缸Ⅱ51连接的连接部523，至于连接部523与升降气缸Ⅱ51的具体连接方式不作限制，如可以采用销轴连接等方式连接。伸缩气缸Ⅱ521安装在安装架522的后侧板上，伸缩气缸Ⅱ521的活塞杆穿过上述后侧板与连接板527连接，连接板527上设有至少两个推离件524，在本实施例中，推离件524的数量为两个，前侧板上开设有与推离件524适配的通孔5221，上述前侧板上设有与推离件524配合使用的抓取钩525。优选地，推离件524的形状为圆柱形，其前端下部设有一圆弧部，推离件524上套设有安装在前侧板上的套筒526，套筒526的前端连接在前侧板上，推离件524在伸缩气缸Ⅱ521的作用下沿套筒526进行前后移动，进而实现单根抽油杆的分离和夹紧，结构简单，性能稳定。

优选地，抓取钩525的宽度W为25mm～38mm，高度H为19mm～25mm。通过抓取钩与伸缩托举杆的配合可实现直径为φ19mm、φ22mm和φ25mm的抽油杆的分离摆放，通用性强。

如图1和图7所示，本发明还公开了一种利用上述抽油杆分离摆放装置进行的分离摆放方法，具体包括以下步骤：

一级分离：当回收的旧抽油杆由行吊或抓管机放到抽油杆清洗待料架6上后，操作电气控制系统，将龙门行走机构1停放在待分离的大堆抽油杆8的一侧，横梁101上的分离机构3开始工作，伸缩分离杆32插入待分离的大堆抽油杆8堆中，操作行走小车2带动分离机构3作横向往复运动，龙门行走机构1配合做纵向移动，将部分抽油杆进行初步分离，分成比较平顺的小堆的抽油杆，即一级分离后的小堆抽油杆9，分开后，由龙门行走机构1带动分离机构3将第一小堆抽油杆杆推到二级分离位置，进行二级分离；

二级分离：首先将龙门行走机构1移动到二级分离位置，操作电气控制系统，横梁101上的抓取机构5对一小堆抽油杆进行单根分离，同时抓住单根抽油杆移送到固定摆放位置，在固定摆放位置的抽油杆即为二级分离且摆放的单根抽油杆10，在移送单根抽油杆时，同时操作托举机构4使伸缩托举杆42托举单根抽油杆的两侧，起到防止抽油杆脱离抓取机构5，在抓取机构5和托举机构4的共同作用下实现抽油杆的分离摆放，如此循环，实现抽油杆的自动分离摆放。

抽油杆自动上料系统11采用技术成熟的链传动，与二级分离相衔接，对分离后的抽油杆进行有序排放及自动步进传送，把摆放好的抽油杆通过链条拖勾，自动传送到清洗进料线中，其传送节拍与抽油杆清洗设备联锁同步，无需人工调整和操作，全自动工作。

优选地，上述电气控制系统包括压缩空气系统、电路控制系统及监控系统。其中，压缩空气系统利用气源给气，经柔性软管、各控制电磁阀进行控制所述机构进行动作；所述电路控制系统包括动力配电柜、信号采集模块及PLC程序控制器，各个动作可实现手动、自动、遥控等操作，实现不同工况情况下的顺利进行，控制系统采用安全电压24V，实现安全生产；所述监控系统主要由监控头及显示系统组成，主要监控抽油杆的分离状态及各执行机构的运行情况，包括抽油杆最终摆放位置是否到位，准确，操作室内设有计算机及大屏幕显示器，各部位的运行状态一目了然，若发现问题可及时进行人工干预。操作室可设置在远离作业现场的地方，进行远程控制，操作方便，安全可靠。

以上是对本发明所提供的一种抽油杆分离摆放装置及其分离摆放方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：包括龙门行走机构(1)，所述龙门行走机构(1)的横梁(101)上安装有一抓取单根抽油杆的抓取机构(5)和至少两个沿横梁(101)左右方向相向移动的行走小车(2)；

所述行走小车(2)上安装有随其移动的抽油杆分离机构(3)。

2.根据权利要求1所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述横梁(101)上还安装有至少两个抽油杆托举机构(4)。

3.根据权利要求2所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述托举机构(4)为两个且分布在抓取机构(5)的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述托举机构(4)包括升降气缸Ⅲ(41)、伸缩气缸Ⅰ(43)和伸缩托举杆(42)，伸缩气缸Ⅰ(43)在升降气缸Ⅲ(41)的作用下上下移动，伸缩气缸Ⅰ(43)的活塞杆与伸缩托举杆(42)连接。

5.根据权利要求1所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述分离机构(3)包括升降气缸Ⅰ(31)和伸缩分离杆(32)，伸缩分离杆(32)的顶部与升降气缸Ⅰ(31)的活塞杆连接，所述伸缩分离杆(32)的底部设有一圆锥形的插入部(321)。

6.根据权利要求1所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述抓取机构(5)包括升降气缸Ⅱ(51)和夹紧机构(52)，夹紧机构(52)在升降气缸Ⅱ(51)的作用下上下移动；

所述夹紧机构(52)包括伸缩气缸Ⅱ(521)、安装架(522)、连接部(523)、推离件(524)、抓取钩(525)和连接板(527)；

所述安装架(522)由前侧板、后侧板和顶板组成，顶板上设有升降气缸Ⅱ(51)连接的连接部(523)，伸缩气缸Ⅱ(521)安装在安装架(522)的后侧板上，伸缩气缸Ⅱ(521)的活塞杆穿过所述后侧板与连接板(527)连接，连接板(527)上设有至少两个推离件(524)，前侧板上开设有与推离件(524)适配的通孔(5221)，所述前侧板上设有与推离件(524)配合使用的抓取钩(525)。

7.根据权利要求6所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述抓取钩(525)的宽度W为25mm～38mm，高度H为19mm～25mm。

8.根据权利要求6所述的一种抽油杆分离摆放装置，其特征在于：所述推离件(524)的数量为两个，其形状为圆柱形，其前端下部设有一圆弧部，推离件(524)上套设有安装在前侧板上的套筒(526)。

9.一种利用权利要求1～8之一所述抽油杆分离摆放装置进行的分离摆放方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

一级分离：当回收的旧抽油杆由行吊或抓管机放到抽油杆清洗待料架(6)上后，操作电气控制系统，将龙门行走机构(1)停放在待分离的大堆抽油杆(8)的一侧，横梁(101)上的分离机构(3)开始工作，伸缩分离杆(32)插入待分离抽油杆(8)堆中，操作行走小车(2)带动分离机构(3)作横向往复运动，龙门行走机构(1)配合做纵向移动，将部分抽油杆进行初步分离，分成比较平顺的小堆的抽油杆，即一级分离后的小堆抽油杆(9)，分开后，由龙门行走机构(1)带动分离机构(3)将第一小堆抽油杆杆推到二级分离位置，进行二级分离；

二级分离：首先将龙门行走机构(1)移动到二级分离位置，操作电气控制系统，横梁(101)上的抓取机构(5)对一小堆抽油杆进行单根分离，同时抓住单根抽油杆移送到固定摆放位置，在固定摆放位置的抽油杆即为二级分离且摆放的单根抽油杆(10)，在移送单根抽油杆时，同时操作托举机构(4)使伸缩托举杆(42)托举单根抽油杆的两侧，起到防止抽油杆脱离抓取机构(5)，在抓取机构(5)和托举机构(4)的共同作用下实现抽油杆的分离摆放，如此循环，实现抽油杆的自动分离摆放。

10.根据权利要求9所述的分离摆放方法，其特征在于：所述电气控制系统包括压缩空气系统、电路控制系统及监控系统；

所述压缩空气系统利用气源给气，经柔性软管、各控制电磁阀进行控制所述机构进行动作；

所述电路控制系统包括动力配电柜、信号采集模块及PLC程序控制器；

所述监控系统主要由监控头及显示系统组成。

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