CN116146124A - 一种管柱处理自动上卸扣装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气钻采技术领域,提供了一种管柱处理自动上卸扣装置,包括底座、竖直转动设置于底座上的旋转装置、一底端铰接于旋转装置顶部的倒“V”形伸缩臂架、连接于伸缩臂架另一底端的升降机构以及安装于升降机构的活动端上的液压钳和防溅对中装置,伸缩臂架的顶部设置有连接架,且伸缩臂架的两底端分别铰接于连接架上,伸缩臂架的两底端之间铰接有驱动油缸。管柱自动上卸扣装置可自动施工的前提下,保证了其它井口自动化工具顺利作业,同时,管柱自动上卸扣装置处于待作业状态时,所述液压钳需要离开井口给其它自动化工具让出作业空间。在安装区域有限的条件下,对管柱自动上卸扣装置的作业半径提出了较高的要求。
Description
技术领域
本发明涉及管柱安装拆卸自动化设备技术领域,尤其涉及一种管柱处理自动上卸扣装置及其施工方法。
背景技术
目前,油气钻采过程中管柱对接上扣和分离卸扣仍主要依靠人工推扶液压大钳的方式进行作业,该作业方式劳动强度大,工作效率低,安全性差,用设备替代人工推扶液压钳实现管柱上卸扣的自动化处理,是解决上述生产问题的重要途径。管柱处理自动上卸扣装置作为钻台面井口管柱上卸扣自动化作业的重要工具,主要包括底座、旋转装置、伸缩臂架、液压钳、防溅对中装置、升降机构,底座固定安装于钻台面上的可安装区域,旋转装置固定安装于底座上,伸缩臂架下端与旋转装置液压马达输出端的减速器相连,前端与升降机构相固连,液压钳通过进给补偿装置安装于升降机构横梁上,防溅对中装置固定安装于升降机构前端。管柱处理自动上卸扣装置通过移动、旋转、伸缩、避让实现对井口管柱上卸扣的自动化处理。
管柱处理自动上卸扣装置不能随意安装于钻台面上,为了不对猫道、钻台面机械手、液压吊卡等工具的作业造成干涉,它的可安装区域较为局限。这也对管柱处理自动上卸扣装置的作业方式和功能结构提出了较为苛刻的要求,在能保证井口正常上卸扣作业的同时,又不对井口其他工具的作业流程造成影响。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种管柱处理自动上卸扣装置,其解决了现有技术中存在的油气钻采现场人工作业的不足和避让其它自动化工具造成的安装区域局限、作业范围大等问题。
根据本发明的实施例,一种管柱处理自动上卸扣装置,包括底座、竖直转动设置于底座上的旋转装置、一底端铰接于旋转装置顶部的倒“V”形伸缩臂架、连接于伸缩臂架另一底端的升降机构以及安装于升降机构的活动端上的液压钳和防溅对中装置,伸缩臂架的顶部设置有连接架,且伸缩臂架的两底端分别铰接于连接架上,伸缩臂架的两底端之间铰接有驱动油缸。
优选的,所述旋转装置包括旋转基座、液压马达和减速器,旋转基座底部通过螺栓和方键固定连接于圆柱状的所述底座上,减速器传动连接于液压马达的输出轴上,减速器的输出端竖直转动设置于旋转基座上,所述伸缩臂架的一底端固定连接于减速器的输出端上,液压马达内部设置有编码器。
优选的,所述伸缩臂架包括设置于所述旋转装置顶部活动端上的臂架基座、铰接于臂架基座和所述连接架之间的后臂以及铰接于所述升降机构和连接架之间的前臂,前臂和后臂均成对布置,并分布于所述连接架的两侧,所述驱动油缸的活动端和缸筒分别铰接于前臂和后臂上,所述驱动油缸内置有位移传感器。
优选的,所述后臂包括后上臂和后下臂,后上臂位于后下臂的正上方且平行设置,后上臂、后下臂、所述臂架基座和连接架围成平行四边形框架,所述前臂包括前上臂和前下臂,前上臂位于前下臂的正上方且平行设置,前上臂、前下臂、所述连接架和升降机构围成平行四边形框架,所述驱动油缸连接于前下臂和后上臂之间。
优选的,所述升降机构包括铰接于所述前臂的活动端上的升降座,升降座的两侧均设置有升降导向装置,升降导向装置包括竖直固定于升降座上的升降导杆、输出端铰接于升降座上的升降油缸和轴向滑动套设于升降导杆上的升降导套,升降油缸的缸筒与升降导套固定连接,所述液压钳和防溅对中装置均连接于升降导套上,升降油缸内设置有用于监测所述液压钳的高度的位移传感器。
优选的,所述升降机构上还设置有进给补偿装置,两个所述升降导套之间连接有横梁,进给补偿装置包括竖直贯穿横梁的吊装杆,吊装杆的底端连接所述液压钳,吊装杆上套设有复位弹簧,复位弹簧的两端均连接有弹簧压板,弹簧压板的两端分别连接两个复位弹簧的同一端,吊装杆顶端螺纹连接有螺母。
优选的,所述升降机构还包括防扭装置,防扭装置包括固定设置于所述升降座两侧之间的扭梁,扭梁的两端均竖直固定设置有导向滑杆,两个导向滑杆上滑动安装有扭臂,扭梁中部固定连接所述液压钳。
优选的,所述液压钳包括主钳、背钳、动力机构和动力机构的换档装置,所述液压钳内设置有用于标定主钳初始位置和旋转圈数的传感器,主钳同轴转动设置于背钳的上方,动力机构布置于所述液压钳外壳内并用于驱动主钳转动,换档装置固定设置于所述液压钳外壳上,换档装置包括固定连接于所述液压钳外壳上的换档座,换档座顶部设置有驱动气缸,驱动气缸的活动端固定连接换档卡槽,换档卡槽成“C”形,动力机构的档杆从换档卡槽的侧面开口插入换档卡槽内,驱动气缸的缸筒底端铰接于换档座上,换档座的侧壁顶部和底部分别设置有用于检测换档卡槽位置的接近开关。
优选的,所述防溅对中装置包括开合装置和对中防溅主体; 开合装置包括防溅臂架、开合气缸和导向杆,防溅臂架包括支撑臂、导向滑套和开合气缸安装座,对中防溅主体为可拼接成圆柱的半圆柱状结构,且对中防溅主体布置于两个支撑臂之间,支撑臂固定连接于所述升降导套上,导向滑套和开合气缸安装座均固定连接于支撑臂的活动端上,开合气缸的缸筒固定于开合气缸安装座上,开合气缸的活动端与对中防溅主体的外壁铰接,导向杆滑动安装于导向杆内,导向杆的端部铰接于对中防溅主体的外壁上;对中防溅主体包括防溅盒和对中瓦,对中瓦同轴固定于防溅盒的内壁。
一种管柱处理自动上卸扣装置的施工方法,包括如下步骤: 步骤一、控制旋转装置转动,通过伸缩臂架带动液压钳和防溅对中装置转动至朝向管柱的一侧,通过控制驱动油缸伸出,使得伸缩臂架的两端逼之间的角度增大,带动液压钳和防溅对中装置朝向管柱移动,并同时控制升降机构的活动端升高;步骤二、管柱拆卸,通过控制驱动油缸继续伸出,伸缩臂架的活动底端带动液压钳移动,使得管柱进入液压钳的内侧,控制升降机构调节液压钳的高度,使得液压钳的顶部和底部分别夹持两个对接的管柱的一端,控制液压钳对管柱进行夹持并对管柱进行卸扣,随后控制伸缩臂架回缩将防溅对中装置对准管柱接箍,控制防溅对中装置夹持管柱,最后将上方的管柱拉起; 步骤三、管柱对接,通过控制驱动油缸继续伸出,伸缩臂架的活动底端带动防溅对中装置和液压钳移动,使得下方管柱进入防溅对中装置的内侧,控制防溅对中装置夹持下方管柱,再从防溅对中装置的顶部插入需要对接的管柱,使得未连接的两管柱处于同一轴线上,再控制防溅对中装置打开,仅需推动液压钳移动,使得液压钳顶部和底部分别夹持两个管柱的两端,控制液压钳进行管柱的上扣;步骤四、在上卸扣装置使用完毕后,控制驱动油缸收缩,驱动油缸带动伸缩臂架的两底端相对移动,最后控制旋转装置带动液压钳和防溅对中装置转动至远离管柱的一侧。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
1、通过旋转装置、伸缩臂架和升降机构带动液压钳和防溅对中装置移动,是的在管柱自动上卸扣装置的安装不会对其它井口自动化工具的运行造成干燥;同时,管柱自动化上卸扣装置处于待作业状态时,液压钳可离开井口并给其它自动化工具让出足够的作业空间。
2、升降机构配合伸缩臂架能够实现液压钳和防溅对中装置准确地移动至两管柱的连接点处,实现管柱的自动上卸扣工作。
3、伸缩臂通过两底端分别连接旋转装置和升降机构,在液压钳处于待作业状态时,伸缩臂的两底端可通过驱动油缸的收缩而闭拢,减小了管柱自动上卸扣装置的占地空间。
4、通过设置平行四边形的前臂和后臂,通过后臂保证连接架处于水平状态,通过前臂保证升降机构处于水平状态,进而保证了液压钳和防溅对中装置的水平,提高了液压钳作业的精度。
附图说明
图1为本发明一种新型管柱处理自动上卸扣装置在钻台面上的三维总体布局示意图。
图2为本发明的底座及旋转装置三维结构示意图。
图3为本发明的伸缩臂架及升降机构三维结构示意图。
图4为本发明的升降机构、液压钳、防溅对中装置三维结构示意图。
图5为本发明的防溅对中开合装置三维结构示意图。
图6为本发明液压钳的换档装置三维结构示意图。
图中:1、底座;2、旋转装置;21、旋转基座;22、液压马达;23、减速器;3、伸缩臂架;31、臂架基座;32、后上臂;33、后下臂;34、连接架;35、前上臂;36、前下臂;37、驱动油缸;4、液压钳;41、背钳;42、主钳;43、换档装置;44、驱动气缸;45、换档座;46、换档卡槽;47、接近开关;48、档杆;5、防溅对中装置;51、开合装置;52、对中防溅主体;53、支撑臂;54、导向滑套;55、开合气缸安装座;56、防溅臂架;57、开合气缸;58、导向杆;59、防溅盒;510、对中瓦;6、升降机构;61、升降座;62、升降导向装置;63、进给补偿装置;64、防扭装置;65、升降油缸;66、升降导杆;67、升降导套;68、复位弹簧;69、吊装杆;610、弹簧压板;611、扭臂;612、导向滑杆;613、扭梁。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
如图1-6所示,为实现管柱的自动上卸扣并避免管柱自动上卸扣装置对其它井口自动化工具工作的干涉。本发明提出一种管柱处理自动上卸扣装置,包括底座1、竖直转动设置于底座1上的旋转装置2、一底端铰接于旋转装置2顶部的倒“V”形伸缩臂架3、连接于伸缩臂架3另一底端的升降机构6以及安装于升降机构6的活动端上的液压钳4和防溅对中装置5,伸缩臂架3的顶部设置有连接架34,且伸缩臂架3的两底端分别铰接于连接架34上,伸缩臂架3的两底端之间铰接有驱动油缸37。
伸缩臂架3的两底端分别为固定端和活动端,固定端连接旋转装置2,活动端连接升降机构6,驱动油缸37的缸筒铰接于伸缩臂架3的固定端的端部,驱动油缸37的活动端铰接于伸缩臂架3的活动端的中部,驱动油缸37整体作为一个拉杆结构使用,驱动油缸37配合伸缩臂架3的两端形成三角形结构,使得伸缩臂架3能够对升降机构6及升降机构6上的液压钳4和防溅对中装置5提供稳定的支撑。
如图1和图2所示,为实现旋转装置2带动伸缩臂架3转动。所述旋转装置2包括旋转基座21、液压马达22和减速器23,旋转基座21底部通过螺栓和方键固定连接于圆柱状的所述底座1上,减速器23传动连接于液压马达22的输出轴上,减速器23的输出端竖直转动设置于旋转基座21上,所述伸缩臂架3的一底端固定连接于减速器23的输出端上,液压马达22内部设置有编码器。
底座1成圆柱状并固定于井架平台上,旋转基座21底部通过方键与底座1连接,并通过螺栓进行方键的锁紧,实现旋转基座21的固定,在旋转基座21上安装液压马达22,减速器23的输入端传动连接液压马达22的输出端,减速器23的输出端为其顶端,伸缩臂架3的固定端固定连接在减速器23的输出端上,通过液压马达22驱动减速器23的输出端转动,进而带动伸缩臂架3转动,并带动升降机构6、液压钳4和防溅对中装置5绕减速器23的输出端转动,以对液压钳4的作业状态和待作业状态的位置进行区分。液压马达22内的编码器用于监测伸缩臂架3的旋转角度,控制液压钳4对准管柱。
如图1和图3所示,为实现伸缩臂架3对升降机构6的稳定支撑并调整升降机构6的水平位置。所述伸缩臂架3包括设置于所述旋转装置2顶部活动端上的臂架基座31、铰接于臂架基座31和所述连接架34之间的后臂以及铰接于所述升降机构6和连接架34之间的前臂,前臂和后臂均成对布置,并分布于所述连接架34的两侧,所述驱动油缸37的活动端和缸筒分别铰接于前臂和后臂上,所述驱动油缸37内置有位移传感器。位移传感器用于监测驱动油缸37的伸缩距离,经过换算后,用于控制液压钳4和防溅对中装置5的位置。
如图1和图3所示,为提高伸缩臂架3的稳定性。所述后臂包括后上臂32和后下臂33,后上臂32位于后下臂33的正上方且平行设置,后上臂32、后下臂33、所述臂架基座31和连接架34围成平行四边形框架,所述前臂包括前上臂35和前下臂36,前上臂35位于前下臂36的正上方且平行设置,前上臂35、前下臂36、所述连接架34和升降机构6围成平行四边形框架,所述驱动油缸37连接于前下臂36和后上臂32之间。后上臂32和前上臂35与连接架34的铰接点在同一水平面,后下臂33和前下臂36与连接架34的铰接点也在同一水平面,保证连接架34的上端面始终保持水平状态,升降座61上下端面与连接架34的上端面相平行,亦始终保持水平;这也保证了悬挂于伸缩臂架3前方升降机构6横梁上的液压钳4在伸缩臂架3伸展或收缩过程中能够始终保持水平姿势不会发生倾斜。
如图1和图4所示,为实现升降机构6驱动液压钳4和防溅对中装置5在竖直方向上移动。所述升降机构6包括铰接于所述前臂的活动端上的升降座61,升降座61的两侧均设置有升降导向装置62,升降导向装置62包括竖直固定于升降座61上的升降导杆66、输出端铰接于升降座61上的升降油缸65和轴向滑动套设于升降导杆66上的升降导套67,升降油缸65的缸筒与升降导套67固定连接,所述液压钳4和防溅对中装置5均连接于升降导套67上,升降油缸65内设置有用于监测所述液压钳4的高度的位移传感器。升降油缸65的缸筒通过螺栓固定连接升降导套67,升降导杆66固定于升降座61的前端面,通过升降油缸65的活动端伸缩,推动升降油缸65的缸筒在竖直方向上移动,进而带动升降导套67沿竖直固定的升降导杆66的轴向移动,实现连接在升降导套67上的液压钳4和防溅对中装置5在竖直方向上的移动。
如图4所示,为放缓液压钳4移动的速度。所述升降机构6上还设置有进给补偿装置63,两个所述升降导套67之间连接有横梁,进给补偿装置63包括竖直贯穿横梁的吊装杆69,吊装杆69的底端连接所述液压钳4,吊装杆69上套设有复位弹簧68,复位弹簧68的两端均连接有弹簧压板610,弹簧压板610的两端分别连接两个复位弹簧68的同一端,吊装杆69顶端螺纹连接有螺母。在升降导套67在竖直方向上移动时,通过升降导套67之间的横梁通过弹簧压板610推动复位弹簧68向上移动,复位弹簧68再通过顶部的弹簧压板610推动吊装杆69向上移动,进而实现液压钳4向上移动;在升降导套67竖直向下移动时,横梁向下移动,液压钳4在自重的作用下通过吊装杆69下压复位弹簧68,并在过度压缩复位弹簧68后进行减震回弹;以复位弹簧68吊装支撑液压钳4的方式,液压钳4在竖直方向上移动时,能够避免液压钳4的移速过快,对横梁造成冲击,损伤横梁。
如图4所示,为提高液压钳4施工时的稳定性。所述升降机构还包括防扭装置64,防扭装置64包括固定设置于所述升降座61两侧之间的扭梁613,扭梁613的两端均竖直固定设置有导向滑杆612,两个导向滑杆612上滑动安装有扭臂611,扭梁613中部固定连接所述液压钳4。液压钳4的背钳41在管柱表面打滑时,防扭装置64的扭梁613、扭臂611和导向滑杆612相互作用承受并抵消打滑时的扭矩,防止伸缩臂架3因外部扭矩太大而损坏。
如图4和图6所示,为提高液压钳4对管柱进行上卸扣的效率。所述液压钳4包括主钳42、背钳41、动力机构和动力机构的换档装置43,所述液压钳4内设置有用于标定主钳42初始位置和旋转圈数的传感器,主钳42同轴转动设置于背钳41的上方,动力机构布置于所述液压钳4外壳内并用于驱动主钳42转动,换档装置43固定设置于所述液压钳4外壳上,换档装置43包括固定连接于所述液压钳4外壳上的换档座45,换档座45顶部设置有驱动气缸44,驱动气缸44的活动端固定连接换档卡槽46,换档卡槽46成“C”形,动力机构的档杆48从换档卡槽46的侧面开口插入换档卡槽46内,驱动气缸44的缸筒底端铰接于换档座45上,换档座45的侧壁顶部和底部分别设置有用于检测换档卡槽46位置的接近开关47。通过接近开关监测换档座45的位置,进而达到监测档杆48是否位移至高速档位、中间档位或低速档位;由于已连接的管柱之间具有预紧力,因此在进行卸扣作业的前期需要较大的扭矩,此时控制驱动气缸44,通过其活动端带动换档卡槽46,以换档卡槽46带动档杆48进行换档,将动力机构的档位调节至低速档位,以方便主钳42拧动上方的管柱,在管柱转动后,将档位组件升高,逐步提高主钳42的转速,以便于较快地完成管柱的卸扣;管柱的上扣过程则与上述卸扣过程操作相反。
如图4和图5所示,为实现上扣时两管柱的对正。所述防溅对中装置5包括开合装置51和对中防溅主体52;
开合装置51包括防溅臂架56、开合气缸57和导向杆58,防溅臂架56包括支撑臂53、导向滑套54和开合气缸安装座55,对中防溅主体52为可拼接成圆柱的半圆柱状结构,且对中防溅主体52布置于两个支撑臂53之间,支撑臂53固定连接于所述升降导套67上,导向滑套54和开合气缸安装座55均固定连接于支撑臂53的活动端上,开合气缸57的缸筒固定于开合气缸安装座55上,开合气缸57的活动端与对中防溅主体52的外壁铰接,导向杆58滑动安装于导向杆58内,导向杆58的端部铰接于对中防溅主体52的外壁上;对中防溅主体52包括防溅盒59和对中瓦510,对中瓦510同轴固定于防溅盒59的内壁。
通过开合气缸57推动两侧的防溅盒59的对接,在上扣作业时,开合气缸57的活动端伸出,并推动防溅盒59和对中瓦510合并,合并后的对中瓦510的顶端具有喇叭状的导向口,可以引导管柱的磨断顺利进入对中瓦510的中心,并与下方的管柱完成精准对扣;拆卸管柱时,伸缩臂架3先推送液压钳4至管柱所在位置完成卸扣,随后伸缩臂架3回缩将防溅对中装置5对准管柱接箍,开合气缸57的活塞杆伸出推动防溅盒59和对中瓦510再次合并,最后上方管柱被拉起,防溅盒59可以阻挡管柱分离时从管柱内喷射出的油污。
一种管柱处理自动上卸扣装置的施工方法,包括如下步骤: 步骤一、控制旋转装置2转动,通过伸缩臂架3带动液压钳4和防溅对中装置5转动至朝向管柱的一侧,通过控制驱动油缸37伸出,使得伸缩臂架3的两端逼之间的角度增大,带动液压钳4和防溅对中装置5朝向管柱移动,并同时控制升降机构6的活动端升高;步骤二、管柱拆卸,通过控制驱动油缸37继续伸出,伸缩臂架3的活动底端带动液压钳4移动,使得管柱进入液压钳4的内侧,控制升降机构6调节液压钳4的高度,使得液压钳4的顶部和底部分别夹持两个对接的管柱的一端,控制液压钳4对管柱进行夹持并对管柱进行卸扣,随后控制伸缩臂架3回缩将防溅对中装置5对准管柱接箍,控制防溅对中装置5夹持管柱,最后将上方的管柱拉起; 步骤三、管柱对接,通过控制驱动油缸37继续伸出,伸缩臂架3的活动底端带动防溅对中装置5和液压钳4移动,使得下方管柱进入防溅对中装置5的内侧,控制防溅对中装置5夹持下方管柱,再从防溅对中装置5的顶部插入需要对接的管柱,使得未连接的两管柱处于同一轴线上,再控制防溅对中装置5打开,仅需推动液压钳4移动,使得液压钳4顶部和底部分别夹持两个管柱的两端,控制液压钳4进行管柱的上扣;步骤四、在上卸扣装置使用完毕后,控制驱动油缸37收缩,驱动油缸37带动伸缩臂架3的两底端相对移动,最后控制旋转装置2带动液压钳4和防溅对中装置5转动至远离管柱的一侧。
Claims (10)
1.一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:包括底座(1)、竖直转动设置于底座(1)上的旋转装置(2)、一底端铰接于旋转装置(2)顶部的倒“V”形伸缩臂架(3)、连接于伸缩臂架(3)另一底端的升降机构(6)以及安装于升降机构(6)的活动端上的液压钳(4)和防溅对中装置(5),伸缩臂架(3)的顶部设置有连接架(34),且伸缩臂架(3)的两底端分别铰接于连接架(34)上,伸缩臂架(3)的两底端之间铰接有驱动油缸(37)。
2.如权利要求1所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述旋转装置(2)包括旋转基座(21)、液压马达(22)和减速器(23),旋转基座(21)底部通过螺栓和方键固定连接于圆柱状的所述底座(1)上,减速器(23)传动连接于液压马达(22)的输出轴上,减速器(23)的输出端竖直转动设置于旋转基座(21)上,所述伸缩臂架(3)的一底端固定连接于减速器(23)的输出端上,液压马达(22)内部设置有编码器。
3.如权利要求1所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述伸缩臂架(3)包括设置于所述旋转装置(2)顶部活动端上的臂架基座(31)、铰接于臂架基座(31)和所述连接架(34)之间的后臂以及铰接于所述升降机构(6)和连接架(34)之间的前臂,前臂和后臂均成对布置,并分布于所述连接架(34)的两侧,所述驱动油缸(37)的活动端和缸筒分别铰接于前臂和后臂上,所述驱动油缸(37)内置有位移传感器。
4.如权利要求3所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述后臂包括后上臂(32)和后下臂(33),后上臂(32)位于后下臂(33)的正上方且平行设置,后上臂(32)、后下臂(33)、所述臂架基座(31)和连接架(34)围成平行四边形框架,所述前臂包括前上臂(35)和前下臂(36),前上臂(35)位于前下臂(36)的正上方且平行设置,前上臂(35)、前下臂(36)、所述连接架(34)和升降机构(6)围成平行四边形框架,所述驱动油缸(37)连接于前下臂(36)和后上臂(32)之间。
5.如权利要求4所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述升降机构(6)包括铰接于所述前臂的活动端上的升降座(61),升降座(61)的两侧均设置有升降导向装置(62),升降导向装置(62)包括竖直固定于升降座(61)上的升降导杆(66)、输出端铰接于升降座(61)上的升降油缸(65)和轴向滑动套设于升降导杆(66)上的升降导套(67),升降油缸(65)的缸筒与升降导套(67)固定连接,所述液压钳(4)和防溅对中装置(5)均连接于升降导套(67)上,升降油缸(65)内设置有用于监测所述液压钳(4)的高度的位移传感器。
6.如权利要求5所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述升降机构(6)上还设置有进给补偿装置(63),两个所述升降导套(67)之间连接有横梁,进给补偿装置(63)包括竖直贯穿横梁的吊装杆(69),吊装杆(69)的底端连接所述液压钳(4),吊装杆(69)上套设有复位弹簧(68),复位弹簧(68)的两端均连接有弹簧压板(610),弹簧压板(610)的两端分别连接两个复位弹簧(68)的同一端,吊装杆(69)顶端螺纹连接有螺母。
7.如权利要求6所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述升降机构还包括防扭装置(64),防扭装置(64)包括固定设置于所述升降座(61)两侧之间的扭梁(613),扭梁(613)的两端均竖直固定设置有导向滑杆(612),两个导向滑杆(612)上滑动安装有扭臂(611),扭梁(613)中部固定连接所述液压钳(4)。
8.如权利要求7所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述液压钳(4)包括主钳(42)、背钳(41)、动力机构和动力机构的换档装置(43),所述液压钳(4)内设置有用于标定主钳(42)初始位置和旋转圈数的传感器,主钳(42)同轴转动设置于背钳(41)的上方,动力机构布置于所述液压钳(4)外壳内并用于驱动主钳(42)转动,换档装置(43)固定设置于所述液压钳(4)外壳上,换档装置(43)包括固定连接于所述液压钳(4)外壳上的换档座(45),换档座(45)顶部设置有驱动气缸(44),驱动气缸(44)的活动端固定连接换档卡槽(46),换档卡槽(46)成“C”形,动力机构的档杆(48)从换档卡槽(46)的侧面开口插入换档卡槽(46)内,驱动气缸(44)的缸筒底端铰接于换档座(45)上,换档座(45)的侧壁顶部和底部分别设置有用于检测换档卡槽(46)位置的接近开关(47)。
9.如权利要求5所述一种管柱处理自动上卸扣装置,其特征在于:所述防溅对中装置(5)包括开合装置(51)和对中防溅主体(52); 开合装置(51)包括防溅臂架(56)、开合气缸(57)和导向杆(58),防溅臂架(56)包括支撑臂(53)、导向滑套(54)和开合气缸安装座(55),对中防溅主体(52)为可拼接成圆柱的半圆柱状结构,且对中防溅主体(52)布置于两个支撑臂(53)之间,支撑臂(53)固定连接于所述升降导套(67)上,导向滑套(54)和开合气缸安装座(55)均固定连接于支撑臂(53)的活动端上,开合气缸(57)的缸筒固定于开合气缸安装座(55)上,开合气缸(57)的活动端与对中防溅主体(52)的外壁铰接,导向杆(58)滑动安装于导向杆(58)内,导向杆(58)的端部铰接于对中防溅主体(52)的外壁上;对中防溅主体(52)包括防溅盒(59)和对中瓦(510),对中瓦(510)同轴固定于防溅盒(59)的内壁。
10.根据权利要求1-9中任一项所述一种管柱处理自动上卸扣装置的施工方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一、控制旋转装置(2)转动,通过伸缩臂架(3)带动液压钳(4)和防溅对中装置(5)转动至朝向管柱的一侧,通过控制驱动油缸(37)伸出,使得伸缩臂架(3)的两端逼之间的角度增大,带动液压钳(4)和防溅对中装置(5)朝向管柱移动,并同时控制升降机构(6)的活动端升高; 步骤二、管柱拆卸,通过控制驱动油缸(37)继续伸出,伸缩臂架(3)的活动底端带动液压钳(4)移动,使得管柱进入液压钳(4)的内侧,控制升降机构(6)调节液压钳(4)的高度,使得液压钳(4)的顶部和底部分别夹持两个对接的管柱的一端,控制液压钳(4)对管柱进行夹持并对管柱进行卸扣,随后控制伸缩臂架(3)回缩将防溅对中装置(5)对准管柱接箍,控制防溅对中装置(5)夹持管柱,最后将上方的管柱拉起; 步骤三、管柱对接,通过控制驱动油缸(37)继续伸出,伸缩臂架(3)的活动底端带动防溅对中装置(5)和液压钳(4)移动,使得下方管柱进入防溅对中装置(5)的内侧,控制防溅对中装置(5)夹持下方管柱,再从防溅对中装置(5)的顶部插入需要对接的管柱,使得未连接的两管柱处于同一轴线上,再控制防溅对中装置(5)打开,仅需推动液压钳(4)移动,使得液压钳(4)顶部和底部分别夹持两个管柱的两端,控制液压钳(4)进行管柱的上扣; 步骤四、在上卸扣装置使用完毕后,控制驱动油缸(37)收缩,驱动油缸(37)带动伸缩臂架(3)的两底端相对移动,最后控制旋转装置(2)带动液压钳(4)和防溅对中装置(5)转动至远离管柱的一侧。
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CN202310137828.0A CN116146124A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种管柱处理自动上卸扣装置及其施工方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114622849A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-06-14 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种自动抢接钻具止回阀装置及其使用方法 |
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2023
- 2023-02-20 CN CN202310137828.0A patent/CN116146124A/zh active Pending
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