CN115949353B - 具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田采油油井的修井作业技术,特别涉及一种具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统及方法。其技术方案是:在作业车上安装井口动力牵引系统、液压驱动系统、设备立柱装置和横向推进机构,在作业车上还安装侧向举升装置和随动机械手装置,所述侧向举升装置包括上端升降机械手和下端升降机械手;随动机械手装置采用上随动机械手和下随动机械手,本发明的有益效果是:上端升降机械手和下端升降机械手与横向推进机构配合抓取配件,随动机械手装置可以与上端升降机械手和下端升降机械手实现将配件交接的动作,模仿了人工作业的工艺流程,使装置更能够适应实际工况,应用更加简单方便,便于现场工人理解和接受。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油油井的修井作业技术,特别涉及一种具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统及方法。
背景技术
修井作业是油田最多的作业形式,有小修作业、大修作业之分,其中小修作业主要通过起、下完成作业任务,有检泵、换工艺、冲砂等主要作业。目前井口作业机械一般以手动或者半自动为主,这是采油作业中最繁重和最危险的作业过程。虽然有很多自动化设备正在研制,但是由于作业现场的复杂性和实际工况的多变性,导致在实际应用的过程中,都没有实现目标,还是需要在操作人员全程参与的情况下进行。
本公司申请的中国专利号为202011048977.2,专利名称为《一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺》实现抽油杆小修作业的自动化,此工艺实现抽油杆小修作业的自动化,大班司机可在中控室内监测抽油杆小修作业的过程,井上仅仅在安装过程需要工人完成,在抽油杆小修作业的过程中基本不需要工人工作。此过程降低了工人的劳动强度,提高了工作效率。与此同时,抽油杆自动化小修作业机也存在一定的问题:猫道未能集成到整车上,需要两辆车运输,相对来说成本较高;猫道上的立式导轨过于笨重,不利于实现车载集成。
本公司申请的中国专利号为2021104626461,专利名称为《一种基于车载修井机的抽油杆机械化小修作业集成设备及工艺》。在提高修井作业效率、减轻工人劳动强度的同时,不依托外部吊装设备,实现了抽油杆小修作业的车载集成化。该发明在兼顾原有的一种实现抽油杆自动化的油田修井作业工艺的优点的同时,实现车载集成化,对猫道进行优化设计,将猫道分成翻转立式猫道和套装伸缩式导轨两部分,翻转立式猫道通过依托井口安装定位,套装伸缩式导轨上端悬挂在车载修井机的井架上,下端依托在井口安装定位。由于该发明采用的翻转立式猫道结构,与人工作业的方式不同,导致现场操作人员需要改变传统操作的思维才可以接受,进而可能会出现误操作的情况。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统及方法,在修井作业中,本发明能够准确快速地安装就位;并且本发明模仿了人工作业的工艺流程,使设备更能够适应实际工况,应用更加简单方便,易于现场操作人员接受。
本发明提到的一种具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其技术方案是:在作业车上安装井口动力牵引系统、液压驱动系统、设备立柱装置和横向推进机构,其中,在作业车上还安装侧向举升装置和随动机械手装置,所述侧向举升装置包括上端升降机械手、下端升降机械手、上端升降机械手驱动链轮、下端升降机械手驱动链轮、上端机械手驱动电机、下端机械手驱动电机,在设备立柱装置的修井机框架立柱上安装上端机械手驱动链、上端升降机械手驱动链轮、下端升降机械手驱动链、下端升降机械手驱动链轮,上端升降机械手安装在上端机械手驱动链上,下端升降机械手安装在下端升降机械手驱动链上,上端机械手驱动电机和下端机械手驱动电机安装在修井机框架立柱的下侧,通过上端机械手驱动电机带动上端升降机械手上下移动,通过下端机械手驱动电机带动下端升降机械手上下移动;
所述随动机械手装置包括顶部连接板、电动推缸、机械手伸缩杆、机械手转动拨盘、机械手被动齿轮、机械手臂、机械手驱动装置、机械手主动齿轮,在牵引滑座的上侧安装机械手驱动装置,机械手驱动装置的输出端连接机械手主动齿轮,机械手主动齿轮啮合机械手被动齿轮,机械手被动齿轮的上侧连接机械手转动拨盘,所述机械手转动拨盘的上侧安装电动推缸,电动推缸的输出端连接顶部连接板的一侧,所述顶部连接板的另一侧下端连接机械手伸缩杆,所述机械手伸缩杆的下端穿过牵引滑座连接机械手臂。
优选的,上述上端升降机械手包括上端机械手活动爪、上端机械手旋转扭簧、上端机械手油缸、上端机械手旋转轴、上端机械手固定爪、上端机械手固定座、上端机械手驱动链,所述上端机械手固定座安装在上端机械手驱动链上,在上端机械手固定座的一侧安装上端机械手油缸,上端机械手油缸的输出轴连接到上端机械手活动爪的尾端,且所述上端机械手活动爪的后端与上端机械手固定座之间通过轴连接,所述上端机械手活动爪与上端机械手固定座之间设有上端机械手旋转扭簧。
优选的,上述随动机械手装置安装在牵引滑车装置上,所述牵引滑车装置包括牵引滑座、吊耳、滑车连接座、滑车扶正轮,滑车连接座的内侧设有多个滑车扶正轮,通过滑车扶正轮与修井机框架立柱外侧设有的滑轨配合连接,所述滑车连接座的外侧连接牵引滑座,牵引滑座的下侧安装吊卡,牵引滑座的两侧安装吊耳。
优选的,上述设备立柱装置包括牵引滚筒、吊钩、牵引滑座、吊卡、修井机框架立柱,在修井机框架立柱的上端设有牵引滚筒,吊卡的两侧通过吊绳连接到吊钩,所述吊钩的上部通过吊绳连接到牵引滚筒,通过牵引滚筒带动吊绳和吊钩移动,进而带动吊卡移动,所述吊卡在牵引滑座的导向作用下沿着修井机框架立柱移动。
优选的,上述随动机械手装置包括上随动机械手和下随动机械手,所述上随动机械手固定在牵引滑座上,跟随牵引滑座一起进行上下运动;下随动机械手固定在井口平台装置上;上随动机械手在竖直方向上移动位置,用于将配件送入吊卡后松开,或将在吊卡中的配件抓取后下移,实现与吊卡的配合,且上随动机械手和下随动机械手能同步旋转,用于完成对配件的抓取和输送任务,用来传递配件。
优选的,上随动机械手和下随动机械手在水平方向设有三个停靠位置:1号位置是非工作状态时的停靠位置,在不抓取配件时停留在该位置;2号位置是在井口中心,用于在井口处抓取或者下入配件的位置;3号位置是与立柱侧面的侧向举升装置配合,在横向推进机构上进行抓取或者放置配件的位置。
在作业车的井口动力牵引系统的驱动下,吊卡夹持住配件,沿着修井机框架立柱进行上下运动;上随动机械手和下随动机械手在侧向举升装置处的3号位置执行动作,与侧向举升装置的上端升降机械手和下端升降机械手交接配合,进行抓取或者放置配件,然后旋转到井口中心的2号位置处释放或者抓取配件,从而完成配件的传递任务。
优选的,上述横向推进机构包括横梁、横向推进链条、拨块、驱动链轮、位置探头、支腿、驱动电机,所述横梁的下端设有支腿,横梁上安装横向推进链条,且通过驱动链轮带动横向推进链条旋转移动位置,所述驱动链轮连接到驱动电机的输出轴,在所述横向推进链条上设有向外伸出的拨块,在横梁的端部安装位置探头。
本发明提到的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统的使用方法,包括如下过程:
当需要向井内放入油管、抽油杆或者其他井下工具时,把需要送入井内的配件摆放到横向推进机构上,通过横向推进机构把配件推送到侧向举升装置;然后被上端升降机械手的上端机械手活动爪抓取上提一定位置,再通过下端升降机械手的下端机械手活动爪抓取上提,通过分步举升到指定的高度,上随动机械手和下随动机械手旋转到3号位置并抓取侧向举升装置上的配件,然后,上随动机械手和下随动机械手旋转到井口中心的2号位置并同时在电动推缸的作用下带动配件上行,直至吊卡把配件夹持住,此时上随动机械手松开并返回到起始的1号位置,下随动机械手配合吊卡一起下行,把配件送入到井口平台装置的上卸扣钳内,配件拧紧后,下随动机械手松开并旋转到起始的1号位置,吊卡下行把配件送入井内,直至配件在井口完成座蹲,吊卡松开并上行返回到起始位置,完成全部送入配件的动作流程;
当需要从井口内取出油管、抽油杆或者其他井下工具时,吊卡在打开的状态下,向下到达井口平台装置处抓取配件后,上行回到起始位置,此时井口平台装置关闭,吊卡缓慢下行,当配件在井口平台装置上座蹲后停止运动;上卸扣钳拧开接箍后,上随动机械手和下随动机械手从起始的1号位置旋转到中心的2号位置并夹持住配件,完成交接动作后,吊卡松开并上行回到起始位置;上随动机械手和下随动机械手同时进行微量的上行动作,然后从井口中心的2号位置旋转到侧向举升装置所处的3号位置,侧向举升装置的上端机械手活动爪和下端机械手活动爪抓住配件后,上随动机械手和下随动机械手松开并旋转返回到起始的1号位置;侧向举升装置的上端升降机械手和下端升降机械手同时下行,当下降到位后同时停止运动,然后下端机械手活动爪打开,横向推进机构启动,开始把配件推向远端,同时上端升降机械手继续下行,直至配件处于横向推进机构的横向位置后松开;当横向推进机构把配件输送到位后停止运动,完成全部取出配件的动作流程。
与现有技术相比,本发明的有益效果具体如下:
本发明在小修井作业中,根据现场的具体情况,调整作业车的方位,使其摆放在合适的位置;启动作业车的液压驱动系统,把修井机框架立柱举升到位;固定侧向举升装置,使其适应上端升降机械手和下端升降机械手抓取配件;然后,调整上下随动机械手的位置,使其与井口平台装置协调位置,与侧向举升装置位置协调;打开横向推进机构,与侧向举升装置能够有效衔接,并与其他供料设施的位置相协调;
本发明能够准确快速地安装就位,修井机框架立柱取代了普通修井机的井架部分,通过牵引滑座的配合,为吊卡提供了可靠的垂直导向方案,确保了吊卡在抓取配件时位置的准确性,极大地保证了作业过程的自动化运行;上端升降机械手和下端升降机械手与横向推进机构配合抓取配件,实现了侧向举升配件,模仿了人工举升配件的工艺流程,使装置更能够适应实际工况,应用更加简单方便,便于现场工人理解和接受;另外,上随动机械手和下随动机械手可以与上端升降机械手和下端升降机械手实现将配件交接的动作,再通过吊卡操作将配件送入井下或将井下的配件取出;另外,本发明还能够与井口的上卸扣钳、排管机械等辅助设备一同使用,进一步扩大设备的应用范围,本发明让井口作业人员从繁重体力劳动中解脱出来。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明在井场布局示意图;
图3为本发明设备立柱及侧向举升装置结构示意图;
图4为本发明侧向举升装置的主视方向的结构示意图;
图5为本发明侧向举升装置的侧视方向的结构示意图;
图6为本发明的上端升降机械手的结构示意图;
图7为本发明的上端升降机械手的驱动方式的结构示意图;
图8为本发明的牵引滑车的侧视方向的结构示意图;
图9为本发明的牵引滑车的主视图;
图10为本发明的牵引滑车的俯视图;
图11为图10中的A-A结构示意图;
图12为本发明的随动机械手装置的俯视方向的各动作位置的平面布局示意图;
图13为本发明随动机械手装置中的机械手臂的结构示意图;
图14为本发明横向输送装置的结构示意图;
上图中:牵引滚筒10、吊钩11、牵引滑座20、吊耳21、滑车连接座22、滑车扶正轮23、吊卡30、修井机框架立柱40、上随动机械手50、顶部连接板51、电动推缸52、机械手伸缩杆53、机械手转动拨盘54、机械手被动齿轮55、机械手臂56、机械手驱动装置57、机械手主动齿轮58、上端升降机械手60、上端机械手活动爪61、上端机械手旋转扭簧62、上端机械手油缸63、上端机械手旋转轴64、上端机械手固定爪65、上端机械手固定座66、上端机械手驱动链67、下端升降机械手70、下端机械手活动爪71、下随动机械手80、上端升降机械手驱动链轮90、下端升降机械手驱动链轮91、上端机械手驱动电机92、下端机械手驱动电机93、支撑杆98、顶升油缸99、井口动力牵引系统100、液压驱动系统110、作业车120、横向推进机构130、横梁131、横向推进链条132、拨块133、驱动链轮134、位置探头135、支腿136、驱动电机137、井口平台装置140、机械手臂主体56.1、机械手臂驱动电缸56.2、机械手臂固定爪56.3、机械手臂活动爪56.4。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1,参照图1-图13,本发明提到的一种具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,在作业车120上安装井口动力牵引系统100、液压驱动系统110、设备立柱装置和横向推进机构130,其中,在作业车120上还安装侧向举升装置和随动机械手装置,所述侧向举升装置包括上端升降机械手60、下端升降机械手70、上端升降机械手驱动链轮90、下端升降机械手驱动链轮91、上端机械手驱动电机92、下端机械手驱动电机93,在设备立柱装置的修井机框架立柱40上安装上端机械手驱动链67、上端升降机械手驱动链轮90、下端升降机械手驱动链、下端升降机械手驱动链轮91,上端升降机械手60安装在上端机械手驱动链67上,下端升降机械手70安装在下端升降机械手驱动链上,上端机械手驱动电机92和下端机械手驱动电机93安装在修井机框架立柱40的下侧,通过上端机械手驱动电机92带动上端升降机械手60上下移动,通过下端机械手驱动电机93带动下端升降机械手70上下移动;
参照图11,所述随动机械手装置包括顶部连接板51、电动推缸52、机械手伸缩杆53、机械手转动拨盘54、机械手被动齿轮55、机械手臂56、机械手驱动装置57、机械手主动齿轮58,在牵引滑座20的上侧安装机械手驱动装置57,机械手驱动装置57的输出端连接机械手主动齿轮58,机械手主动齿轮58啮合机械手被动齿轮55,机械手被动齿轮55的上侧连接机械手转动拨盘54,所述机械手转动拨盘54的上侧安装电动推缸52,电动推缸52的输出端连接顶部连接板51的一侧,所述顶部连接板51的另一侧下端连接机械手伸缩杆53,所述机械手伸缩杆53的下端穿过牵引滑座20连接机械手臂56。
其中,机械手臂56包括机械手臂主体56.1、机械手臂驱动电缸56.2、机械手臂固定爪56.3、机械手臂活动爪56.4,所述机械手臂主体56.1的外端固定机械手臂固定爪56.3,机械手臂固定爪56.3的一端通过轴连接机械手臂活动爪56.4,机械手臂活动爪56.4的外壁设有连接销,连接销与机械手臂驱动电缸56.2的输出轴连接,所述机械手臂驱动电缸56.2固定在机械手臂主体56.1的外壁,通过机械手臂驱动电缸56.2驱动机械手臂活动爪56.4开启或关闭来实现机械手的功能。
参照图6,本发明提到的上端升降机械手60包括上端机械手活动爪61、上端机械手旋转扭簧62、上端机械手油缸63、上端机械手旋转轴64、上端机械手固定爪65、上端机械手固定座66、上端机械手驱动链67,所述上端机械手固定座66安装在上端机械手驱动链67上,在上端机械手固定座66的一侧安装上端机械手油缸63,上端机械手油缸63的输出轴连接到上端机械手活动爪61的尾端,且所述上端机械手活动爪61的后端与上端机械手固定座66之间通过轴连接,所述上端机械手活动爪61与上端机械手固定座66之间设有上端机械手旋转扭簧62。
参照图9-图12,本发明提到的随动机械手装置安装在牵引滑车装置上,所述牵引滑车装置包括牵引滑座20、吊耳21、滑车连接座22、滑车扶正轮23,滑车连接座22的内侧设有多个滑车扶正轮23,通过滑车扶正轮23与修井机框架立柱40外侧设有的滑轨配合连接,所述滑车连接座22的外侧连接牵引滑座20,牵引滑座20的下侧安装吊卡30,牵引滑座20的两侧安装吊耳21。
参照图1-图3,本发明提到的设备立柱装置包括牵引滚筒10、吊钩11、牵引滑座20、吊卡30、修井机框架立柱40,在修井机框架立柱40的上端设有牵引滚筒10,吊卡30的两侧通过吊绳连接到吊钩11,所述吊钩11的上部通过吊绳连接到牵引滚筒10,通过牵引滚筒10带动吊绳和吊钩11移动,进而带动吊卡30移动,所述吊卡30在牵引滑座20的导向作用下沿着修井机框架立柱40移动。
本发明提到的随动机械手装置包括上随动机械手50和下随动机械手80,所述上随动机械手50固定在牵引滑座20上,跟随牵引滑座20一起进行上下运动;下随动机械手80固定在井口平台装置140上;上随动机械手50在竖直方向上移动位置,用于将配件送入吊卡30后松开,或将在吊卡30中的配件抓取后下移,实现与吊卡30的配合,且上随动机械手50和下随动机械手80能同步旋转,用于完成对配件的抓取和输送任务,用来传递配件,需要说明的是:下随动机械手80与上随动机械手50的结构一致。
本发明提到的上随动机械手50和下随动机械手80在水平方向设有三个停靠位置:1号位置是非工作状态时的停靠位置,在不抓取配件时停留在该位置;2号位置是在井口中心,用于在井口处抓取或者下入配件的位置;3号位置是与立柱侧面的侧向举升装置配合,在横向推进机构130上进行抓取或者放置配件的位置。
在作业车120的井口动力牵引系统100的驱动下,吊卡30夹持住配件,沿着修井机框架立柱40进行上下运动;上随动机械手50和下随动机械手80在侧向举升装置处的3号位置执行动作,与侧向举升装置的上端升降机械手60和下端升降机械手70交接配合,进行抓取或者放置配件,然后旋转到井口中心的2号位置处释放或者抓取配件,从而完成配件的传递任务。
参照图13,本发明提到的横向推进机构130包括横梁131、横向推进链条132、拨块133、驱动链轮134、位置探头135、支腿136、驱动电机137,所述横梁131的下端设有支腿136,横梁131上安装横向推进链条132,且通过驱动链轮134带动横向推进链条132旋转移动位置,所述驱动链轮134连接到驱动电机137的输出轴,在所述横向推进链条132上设有向外伸出的拨块133,在横梁131的端部安装位置探头135。
本发明提到的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统的使用方法,包括如下过程:
根据现场的具体情况,调整作业车120的方位,使其摆放在合适的位置;启动作业车120的液压驱动系统110,提供动力给井口动力牵引系统100,驱动顶升油缸99把修井机框架立柱40举升到位,并且通过支撑杆98锁住位置;
当需要向井内放入油管、抽油杆或者其他井下工具时,把需要送入井内的配件摆放到横向推进机构130上,通过横向推进机构130把配件推送到侧向举升装置;然后被上端升降机械手60的上端机械手活动爪61抓取上提一定位置,再通过下端升降机械手70的下端机械手活动爪71抓取上提,通过分步举升到指定的高度,上随动机械手50和下随动机械手80旋转到3号位置并抓取侧向举升装置上的配件,然后,上随动机械手50和下随动机械手80旋转到井口中心的2号位置并同时在电动推缸52的作用下带动配件上行,直至吊卡30把配件夹持住,此时上随动机械手50松开并返回到起始的1号位置,下随动机械手80配合吊卡30一起下行,把配件送入到井口平台装置140的上卸扣钳内,配件拧紧后,下随动机械手80松开并旋转到起始的1号位置,吊卡30下行把配件送入井内,直至配件在井口完成座蹲,吊卡30松开并上行返回到起始位置,完成全部送入配件的动作流程;
当需要从井口内取出油管、抽油杆或者其他井下工具时,吊卡30在打开的状态下,向下到达井口平台装置140处抓取配件后,上行回到起始位置,此时井口平台装置140关闭,吊卡30缓慢下行,当配件在井口平台装置140上座蹲后停止运动;上卸扣钳拧开接箍后,上随动机械手50和下随动机械手80从起始的1号位置旋转到中心的2号位置并夹持住配件,完成交接动作后,吊卡30松开并上行回到起始位置;上随动机械手50和下随动机械手80同时进行微量的上行动作,然后从井口中心的2号位置旋转到侧向举升装置所处的3号位置,侧向举升装置的上端机械手活动爪61和下端机械手活动爪71抓住配件后,上随动机械手50和下随动机械手80松开并旋转返回到起始的1号位置;侧向举升装置的上端升降机械手60和下端升降机械手70同时下行,当下降到位后同时停止运动,然后下端机械手活动爪71打开,横向推进机构130启动,开始把配件推向远端,同时上端升降机械手60继续下行,直至配件处于横向推进机构130的横向位置后松开;当横向推进机构130把配件输送到位后停止运动,完成全部取出配件的动作流程。
以上所述,仅是本发明的部分较佳实施例,任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此,依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换,尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,在作业车(120)上安装井口动力牵引系统(100)、液压驱动系统(110)、设备立柱装置和横向推进机构(130),其特征是:在作业车(120)上还安装侧向举升装置和随动机械手装置,所述侧向举升装置包括上端升降机械手(60)、下端升降机械手(70)、上端升降机械手驱动链轮(90)、下端升降机械手驱动链轮(91)、上端机械手驱动电机(92)、下端机械手驱动电机(93),在设备立柱装置的修井机框架立柱(40)上安装上端机械手驱动链(67)、上端升降机械手驱动链轮(90)、下端升降机械手驱动链、下端升降机械手驱动链轮(91),上端升降机械手(60)安装在上端机械手驱动链(67)上,下端升降机械手(70)安装在下端升降机械手驱动链上,上端机械手驱动电机(92)和下端机械手驱动电机(93)安装在修井机框架立柱(40)的下侧,通过上端机械手驱动电机(92)带动上端升降机械手(60)上下移动,通过下端机械手驱动电机(93)带动下端升降机械手(70)上下移动;
所述随动机械手装置包括顶部连接板(51)、电动推缸(52)、机械手伸缩杆(53)、机械手转动拨盘(54)、机械手被动齿轮(55)、机械手臂(56)、机械手驱动装置(57)、机械手主动齿轮(58),在牵引滑座(20)的上侧安装机械手驱动装置(57),机械手驱动装置(57)的输出端连接机械手主动齿轮(58),机械手主动齿轮(58)啮合机械手被动齿轮(55),机械手被动齿轮(55)的上侧连接机械手转动拨盘(54),所述机械手转动拨盘(54)的上侧安装电动推缸(52),电动推缸(52)的输出端连接顶部连接板(51)的一侧,所述顶部连接板(51)的另一侧下端连接机械手伸缩杆(53),所述机械手伸缩杆(53)的下端穿过牵引滑座(20)连接机械手臂(56)。
2.根据权利要求1所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:所述上端升降机械手(60)包括上端机械手活动爪(61)、上端机械手旋转扭簧(62)、上端机械手油缸(63)、上端机械手旋转轴(64)、上端机械手固定爪(65)、上端机械手固定座(66)、上端机械手驱动链(67),所述上端机械手固定座(66)安装在上端机械手驱动链(67)上,在上端机械手固定座(66)的一侧安装上端机械手油缸(63),上端机械手油缸(63)的输出轴连接到上端机械手活动爪(61)的尾端,且所述上端机械手活动爪(61)的后端与上端机械手固定座(66)之间通过轴连接,所述上端机械手活动爪(61)与上端机械手固定座(66)之间设有上端机械手旋转扭簧(62)。
3.根据权利要求2所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:所述随动机械手装置安装在牵引滑车装置上,所述牵引滑车装置包括牵引滑座(20)、吊耳(21)、滑车连接座(22)、滑车扶正轮(23),滑车连接座(22)的内侧设有多个滑车扶正轮(23),通过滑车扶正轮(23)与修井机框架立柱(40)外侧设有的滑轨配合连接,所述滑车连接座(22)的外侧连接牵引滑座(20),牵引滑座(20)的下侧安装吊卡(30),牵引滑座(20)的两侧安装吊耳(21)。
4.根据权利要求3所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:所述设备立柱装置包括牵引滚筒(10)、吊钩(11)、牵引滑座(20)、吊卡(30)、修井机框架立柱(40),在修井机框架立柱(40)的上端设有牵引滚筒(10),吊卡(30)的两侧通过吊绳连接到吊钩(11),所述吊钩(11)的上部通过吊绳连接到牵引滚筒(10),通过牵引滚筒(10)带动吊绳和吊钩(11)移动,进而带动吊卡(30)移动,所述吊卡(30)在牵引滑座(20)的导向作用下沿着修井机框架立柱(40)移动。
5.根据权利要求4所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:所述随动机械手装置包括上随动机械手(50)和下随动机械手(80),所述上随动机械手(50)固定在牵引滑座(20)上,跟随牵引滑座(20)一起进行上下运动;下随动机械手(80)固定在井口平台装置(140)上;上随动机械手(50)在竖直方向上移动位置,用于将配件送入吊卡(30)后松开,或将在吊卡(30)中的配件抓取后下移,实现与吊卡(30)的配合,且上随动机械手(50)和下随动机械手(80)能同步旋转,用于完成对配件的抓取和输送任务,用来传递配件。
6.根据权利要求5所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:上随动机械手(50)和下随动机械手(80)在水平方向设有三个停靠位置:1号位置是非工作状态时的停靠位置,在不抓取配件时停留在该位置;2号位置是在井口中心,用于在井口处抓取或者下入配件的位置;3号位置是与立柱侧面的侧向举升装置配合,在横向推进机构(130)上进行抓取或者放置配件的位置。
7.根据权利要求6所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:在作业车(120)的井口动力牵引系统(100)的驱动下,吊卡(30)夹持住配件,沿着修井机框架立柱(40)进行上下运动;上随动机械手(50)和下随动机械手(80)在侧向举升装置处的3号位置执行动作,与侧向举升装置的上端升降机械手(60)和下端升降机械手(70)交接配合,进行抓取或者放置配件,然后旋转到井口中心的2号位置处释放或者抓取配件,从而完成配件的传递任务。
8.根据权利要求7所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统,其特征是:所述横向推进机构(130)包括横梁(131)、横向推进链条(132)、拨块(133)、驱动链轮(134)、位置探头(135)、支腿(136)、驱动电机(137),所述横梁(131)的下端设有支腿(136),横梁(131)上安装横向推进链条(132),且通过驱动链轮(134)带动横向推进链条(132)旋转移动位置,所述驱动链轮(134)连接到驱动电机(137)的输出轴,在所述横向推进链条(132)上设有向外伸出的拨块(133),在横梁(131)的端部安装位置探头(135)。
9.一种如权利要求8所述的具有垂直导向侧向举升随动机械手的修井作业系统的使用方法,其特征是包括如下过程:
当需要向井内放入油管、抽油杆或者其他井下工具时,把需要送入井内的配件摆放到横向推进机构(130)上,通过横向推进机构(130)把配件推送到侧向举升装置;然后被上端升降机械手(60)的上端机械手活动爪(61)抓取上提一定位置,再通过下端升降机械手(70)的下端机械手活动爪(71)抓取上提,通过分步举升到指定的高度,上随动机械手(50)和下随动机械手(80)旋转到3号位置并抓取侧向举升装置上的配件,然后,上随动机械手(50)和下随动机械手(80)旋转到井口中心的2号位置并同时在电动推缸(52)的作用下带动配件上行,直至吊卡(30)把配件夹持住,此时上随动机械手(50)松开并返回到起始的1号位置,下随动机械手(80)配合吊卡(30)一起下行,把配件送入到井口平台装置(140)的上卸扣钳内,配件拧紧后,下随动机械手(80)松开并旋转到起始的1号位置,吊卡(30)下行把配件送入井内,直至配件在井口完成座蹲,吊卡(30)松开并上行返回到起始位置,完成全部送入配件的动作流程;
当需要从井口内取出油管、抽油杆或者其他井下工具时,吊卡(30)在打开的状态下,向下到达井口平台装置(140)处抓取配件后,上行回到起始位置,此时井口平台装置(140)关闭,吊卡(30)缓慢下行,当配件在井口平台装置(140)上座蹲后停止运动;上卸扣钳拧开接箍后,上随动机械手(50)和下随动机械手(80)从起始的1号位置旋转到中心的2号位置并夹持住配件,完成交接动作后,吊卡(30)松开并上行回到起始位置;上随动机械手(50)和下随动机械手(80)同时进行微量的上行动作,然后从井口中心的2号位置旋转到侧向举升装置所处的3号位置,侧向举升装置的上端机械手活动爪(61)和下端机械手活动爪(71)抓住配件后,上随动机械手(50)和下随动机械手(80)松开并旋转返回到起始的1号位置;侧向举升装置的上端升降机械手(60)和下端升降机械手(70)同时下行,当下降到位后同时停止运动,然后下端机械手活动爪(71)打开,横向推进机构(130)启动,开始把配件推向远端,同时上端升降机械手(60)继续下行,直至配件处于横向推进机构(130)的横向位置后松开;当横向推进机构(130)把配件输送到位后停止运动,完成全部取出配件的动作流程。
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