CN118029913A - 一种单臂型管柱扶正机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单臂型管柱扶正机构，包括扶管设备、修井平台、气动卡瓦、猫道滑车和吊卡，所述气动卡瓦内设有管柱A，所述猫道滑车上输送有管柱B，所述管柱B顶端与吊卡连接，所述扶管设备包括安装于修井平台上的基座组。本发明克服了现有技术的不足，解决了现有的扶正机构需要占用修井平台大量安装面积的缺陷，可以配合猫道适应多方位多位置安装，并且可以在进行管柱安装和拆卸的过程中，避免管柱发生大幅度晃动影响安装精度和拆卸精度的现象发生，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种单臂型管柱扶正机构

技术领域

本发明涉及修井机械技术领域，尤其涉及一种单臂型管柱扶正机构。

背景技术

管柱扶正机构是修井自动化作业设备的重要组成部分，主要用于代替人工在井口对正管柱的操作，可以避免人工进行管柱扶正操作存在的安全隐患，使得修井操作能够在管柱对齐阶段进行自动化的处理。

现有的管柱扶正机构在安装时，由于其整体外形尺寸的问题，需要设置较大的修井平台用以对其完成安装操作，使得其不适用于较小的安装空间。

在进行管柱定位控制时的对准精度低，管柱需多次重复对正定位，使得管柱的对齐工作效率低，并且整体结构设计复杂，使得操作使用的控制难度增加。

并且在现有的安装方式上，其安装的方位固定单一，不适合进行多方位多位置的安装操作。

为此，本发明人设计并开发了一种一种单臂型管柱扶正机构，其占用的安装面积较小，能够适配安装空间较小的环境，在实际操作之中减少了操作的难度。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种单臂型管柱扶正机构，包括扶管设备、修井平台、气动卡瓦、猫道滑车和吊卡，所述气动卡瓦内设有管柱A，所述猫道滑车上输送有管柱B，所述管柱B顶端与吊卡连接，所述扶管设备包括安装于修井平台上的基座组；

所述基座组包括与修井平台连接的基座底板，基座底板上设有可调基板，所述基座底板上设有对可调基板进行位置调节的定位螺栓，所述可调基板上设有第一安装座和第二安装座。

优选地，所述第一安装座上设有翻转臂，翻转臂顶部侧面开设有导向孔，所述翻转臂底部侧面设有感应片，所述第二安装座上设有与翻转臂转动连接的第一液压缸。

优选地，所述第一安装座上设有防护罩，防护罩上开设有调节槽，调节槽内设有与感应片匹配的光电感应器。

优选地，所述翻转臂顶端设有挡管机构，所述挡管机构包括与翻转臂顶部转动连接的挡管座，挡管座另一端设有与管柱B表面接触的V型导轮，V型导轮另一端设有限位挡杆。

优选地，所述翻转臂上设有与挡管座端部转动连接的第二液压缸，第二液压缸外部设有为第二液压缸提供防护的防护壳。

优选地，所述导向孔内设有旋转推动组件，所述旋转推动组件上设有旋转臂，旋转臂另一端设有配合V型导轮对管柱B进行压紧操作的压柱导轮。

优选地，所述旋转推动组件包括安装于导向孔内的主气缸，主气缸内设有主动推杆，主动推杆上设有推送杆，推送杆上开设有旋转导槽，所述主气缸内还设有与旋转导槽滑动匹配的内嵌块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过挡管机构和压臂机构的设置，利用第二液压缸对于挡管机构的调节、旋转推动组件对于压臂机构的调节和第一液压缸对于翻转臂的调节，使得V型导轮和压柱导轮能够在管柱B安装和拆卸的过程中对管柱B完成搭接定位操作，避免因吊卡对其进行高度调整的过程中发生管柱B位置偏移的问题。

2、通过光电感应器和感应片的设置，在第一液压缸对翻转臂与可调基板之间进行转动调节的时候，能够控制翻转臂的摆动角度，用以配合挡管机构和压臂机构对于猫道滑车和管柱A之间的对接操作，能够更加精准的对管柱B进行搭接。

3、通过调节槽的开设，利用两个光电感应器之间的相对位置调节，能够配合感应片与光电感应器之间的匹配作用，让第一液压缸对于翻转臂进行摆动角度调整的时候能够更加精准的调节，用以让该机构适配不同的使用情景之中。

4、通过基座组的设置，利用定位螺栓对于可调基板和基座底板之间相对位置的调整，配合第一液压缸对于翻转臂的摆动调整以及挡管机构和压臂机构对于管柱B的搭接操作，使得该机构的实际安装空间需求较小，并且能够适配不同的使用环境之中。

5、通过翻转臂的设置，利用翻转臂和第一液压缸之间的相互配合，能够配合不同方向的猫道进行适配的安装调节，对于不同的环境中安装的位置进行适配调整。

综上，本发明克服了现有技术的不足，解决了现有的扶正机构需要占用修井平台大量安装面积的缺陷，可以配合猫道适应多方位多位置安装，并且可以在进行管柱安装和拆卸的过程中，避免管柱发生大幅度晃动影响安装精度和拆卸精度的现象发生，具有较高的社会使用价值和应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中扶管设备的接管状态示意图。

图3为本图2中A处的局部结构放大图。

图4为本发明中扶管设备的对接状态示意图。

图5为本发明中扶管设备的结构示意图。

图6为本发明中扶管设备的结构正视图。

图7为本发明中扶管设备的结构侧视图。

图8为本发明中基座组的结构示意图。

图9为本发明中翻转臂的结构示意图。

图10为本发明中防护罩的结构示意图。

图11为本发明中挡管机构的结构示意图。

图12为本发明中压臂机构的结构示意图。

图13为本发明中扶管设备与猫道滑车的对应安装位置示意图。

图14为本发明中旋转推动组件的结构剖面示意图。

图15为本发明中推送杆的局部结构示意图。

图中：100、修井平台；200、气动卡瓦；2001、管柱A；300、猫道滑车；400、吊卡；1、扶管设备；2、基座组；201、基座底板；202、可调基板；2021、第一安装座；2022、第二安装座；203、定位螺栓；3、翻转臂；301、感应片；302、导向孔；31、第一液压缸；4、防护罩；41、调节槽；42、光电感应器；5、挡管机构；501、挡管座；502、V型导轮；503、限位挡杆；51、第二液压缸；52、防护壳；6、压臂机构；601、旋转推动组件；6011、主气缸；6012、主动推杆；6013、推送杆；6014、旋转导槽；6015、内嵌块；602、旋转臂；603、压柱导轮；7、管柱B。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1-15，一种单臂型管柱扶正机构，包括扶管设备1、修井平台100、气动卡瓦200、猫道滑车300和吊卡400，气动卡瓦200内设有管柱A2001，猫道滑车300上输送有管柱B7，管柱B7顶端与吊卡400连接，扶管设备1包括安装于修井平台100上的基座组2,扶管设备1在修井平台100上设有三个安装位，分别为安装位A、安装位B和安装位C，与三个不同安装位逐一对应的猫道滑车300的对应位为三个，分别是A向猫道、B向猫道和C向猫道，可选择将扶管设备1安装在安装位A与A向猫道进行对应使用、将扶管设备1安装在安装位B与B向猫道进行对应使用，以及将扶管设备1安装在安装位C与C向猫道进行对应使用，与修井平台100配套使用的修井车停放位置可保持不变；

基座组2包括与修井平台100连接的基座底板201，基座底板201上设有可调基板202，基座底板201上设有对可调基板202进行位置调节的定位螺栓203，可调基板202上设有第一安装座2021和第二安装座2022，通过定位螺栓203的转动，可以调整可调基板202处于基座底板201顶面的位置，用以适配不同的使用环境进行安装。

具体的，第一安装座2021上设有翻转臂3，翻转臂3顶部侧面开设有导向孔302，翻转臂3底部侧面设有感应片301，第二安装座2022上设有与翻转臂3转动连接的第一液压缸31，第一液压缸31和第二液压缸51还可以采用气缸或者电缸投入使用，感应片301的设置能够与光电感应器42进行配合，使得第一液压缸31对于翻转臂3的推动角度进行精准调控。

具体的，第一安装座2021上设有防护罩4，防护罩4上开设有调节槽41，调节槽41内设有与感应片301匹配的光电感应器42，通过调节槽41的开设，能够调整光电感应器42处于其内部的位置，使得翻转臂3通过第一液压缸31进行转动的角度情况可以由感应片301与两个光电感应器42之间的相对位置决定，根据不同的使用情况，只需要在首次接管或退管操作的时候，对光电感应器42的位置进行调整即可，后续便可以通过感应片301和光电感应器42之间的配合作用，自动控制第一液压缸31推动翻转臂3进行转动的角度。

具体的，翻转臂3顶端设有挡管机构5，挡管机构5包括与翻转臂3顶部转动连接的挡管座501，挡管座501另一端设有与管柱B7表面接触的V型导轮502，V型导轮502另一端设有限位挡杆503，通过限位挡杆503的设置，能够在管柱B7刚搭接在V型导轮502上时，避免管柱B7因为晃动摇摆的情况与V型导轮502之间的搭接发生分离，V型导轮502在进行搭接时，其与翻转臂3之间处于相对垂直状态，V型导轮502在不进行搭接时，其与翻转臂3之间处于相对平行状态。

具体的，翻转臂3上设有与挡管座501端部转动连接的第二液压缸51，第二液压缸51外部设有为第二液压缸51提供防护的防护壳52，第二液压缸51负责对挡管座501与翻转臂3之间的夹角进行调整，让V型导轮502的位置能够相对于翻转臂3进行垂直和平行状态调节，用以完成V型导轮502对于管柱B7的搭接操作。

具体的，导向孔302内设有旋转推动组件601，旋转推动组件601上设有旋转臂602，旋转臂602另一端设有配合V型导轮502对管柱B7进行压紧操作的压柱导轮603，通过旋转推动组件601的设置，能够由其输出轴带动旋转臂602旋转步进，用以让压柱导轮603与V型导轮502处于平行状态，让压柱导轮603能够配合V型导轮502对管柱B7完成搭接定位操作，避免管柱B7在提升高度或者下降高度的时候发生剧烈晃动，从而减轻了管柱B7与管柱A2001之间的对齐误差，以及管柱B7放置在猫道滑车300上的误差。

具体的，旋转推动组件601包括安装于导向孔302内的主气缸6011，主气缸6011内设有主动推杆6012，主动推杆6012上设有推送杆6013，推送杆6013上开设有旋转导槽6014，主气缸6011内还设有与旋转导槽6014滑动匹配的内嵌块6015，推送杆6013端部与旋转臂602连接，旋转导槽6014和内嵌块6015的设置能够推动压臂机构6进行旋转回缩运动，在旋转的过程中让推送杆6013退入主气缸6011内部，前段采用旋转回缩的方式运转，后段根据不同的管径，决定推送杆6013的直线回缩深度，用以适配不同管径的管柱B7，让旋转臂602和压柱导轮603在调节的时候不会与管柱B7发生触碰，避免造成压柱导轮603或者旋转臂602将管柱B7从V型导轮502上推离，让压柱导轮603能够配合V型导轮502将管柱B7压紧在两者之间，为管柱B7的高度上升和下降提供了稳定性，旋转导槽6014的两端为直线槽设置，中部为弧形槽设置，用以配合内嵌块6015对推送杆6013完成九十度的旋转步进调整，压柱导轮603在与翻转臂3处于平行状态时，推送杆6013处于推出主气缸6011的状态，在需要与V型导轮502配合的时候，推送杆6013回缩进主气缸6011内部。

工作原理：本发明中，装管操作：首先让吊卡400降低高度至能够让管柱B7进行搭接的位置后，开启猫道滑车300，将管柱B7的一端输送至由吊卡400夹取，然后通过吊卡400的高度提升，带动管柱B7在猫道上移动，当管柱将要移动至猫道滑车300末端时，开启第一液压缸31，通过第一液压缸31输出轴的推动，让翻转臂3能够围绕其与第一安装座2021之间的连接轴心转动，并且同步开启第二液压缸51，让第二液压缸51的输出轴带动挡管座501围绕其与翻转臂3顶端的连接轴心转动，使V型导轮502旋转至水平状态；

待吊卡400拉动管柱B7移动至管柱B7能够与V型导轮502搭接上之后，开启旋转推动组件601，让旋转推动组件601带动旋转臂602转动回缩，让压柱导轮603与V型导轮502处于同一水平平行状态，然后根据旋转导槽6014尾部的直槽，让压柱导轮603进行直线运动回缩，使得其和V型导轮502始终保持同一水平状态，根据管柱B7的管径情况，确定压柱导轮603后段的直线回缩距离，使得压柱导轮603能够与管柱B7的表面接触，并且压紧，便能够完成V型导轮502和旋转臂602对管柱B7完成搭接定位操作。

开启第一液压缸31，由第一液压缸31的输出轴回缩带动翻转臂3围绕其与第一安装座2021连接的轴心转动，根据光电感应器42处于调节槽41内部的位置情况，通过感应片301与光电感应器42之间的配合，可以控制第一液压缸31的推出和回退距离，用以让管柱B7能够搭接在V型导轮502上，并且回退之后，能够让管柱B7的底端与管柱A2001的顶端处于对齐状态。

下降吊卡400的高度，利用外部的液压大钳对管柱B7和管柱A2001进行上扣拼接操作，让管柱B7的底端能够与管柱A2001的顶端进行拼装连接，然后通过第二液压缸51和旋转推动组件601的控制，让V型导轮502和压柱导轮603能够再次旋转至与翻转臂3平行的状态，用以进行下一步对于管柱B7的搭接操作。

退管操作：利用吊卡400将管柱B7拉升至指定高度，然后通过外部的液压大钳解除管柱B7和管柱A2001之间的拼接状态，此时，通过第一液压缸31的控制，让翻转臂3转动至指定区域，开启第二液压缸51，让管柱B7能够搭接在V型导轮502上，随后通过旋转推动组件601控制压柱导轮603移动，让压柱导轮603可以配合V型导轮502对管柱B7完成搭接定位操作；

待V型导轮502和压柱导轮603对于管柱B7的位置进行定位搭接之后，便可以通过第一液压缸31控制翻转臂3转动至靠近猫道滑车300一侧，通过吊卡400的高度下降，让管柱B7的底端能够放置在猫道滑车300上，随后接触V型导轮502和压柱导轮603对于管柱B7的搭接操作，由第一液压缸31控制翻转臂3旋转至靠近气动卡瓦200一侧，进行下一步退管操作；

放置在猫道滑车300上的管柱B7随着吊卡400的高度持续降低，会平稳的摆放在猫道滑车300上，随后由猫道滑车300将管柱B7输送至收集端。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种单臂型管柱扶正机构，包括扶管设备(1)、修井平台(100)、气动卡瓦(200)、猫道滑车(300)和吊卡(400)，其特征在于：所述气动卡瓦(200)内设有管柱A(2001)，所述猫道滑车(300)上输送有管柱B(7)，所述管柱B(7)顶端与吊卡(400)连接，所述扶管设备(1)包括安装于修井平台(100)上的基座组(2)；

所述基座组(2)包括与修井平台(100)连接的基座底板(201)，基座底板(201)上设有可调基板(202)，所述基座底板(201)上设有对可调基板(202)进行位置调节的定位螺栓(203)，所述可调基板(202)上设有第一安装座(2021)和第二安装座(2022)。

2.根据权利要求1所述的一种单臂型管柱扶正机构，其特征在于：所述第一安装座(2021)上设有翻转臂(3)，翻转臂(3)顶部侧面开设有导向孔(302)，所述翻转臂(3)底部侧面设有感应片(301)，所述第二安装座(2022)上设有与翻转臂(3)转动连接的第一液压缸(31)。

3.根据权利要求1所述的一种单臂型管柱扶正机构，其特征在于：所述第一安装座(2021)上设有防护罩(4)，防护罩(4)上开设有调节槽(41)，调节槽(41)内设有与感应片(301)匹配的光电感应器(42)。

4.根据权利要求2所述的一种单臂型管柱扶正机构，其特征在于：所述翻转臂(3)顶端设有挡管机构(5)，所述挡管机构(5)包括与翻转臂(3)顶部转动连接的挡管座(501)，挡管座(501)另一端设有与管柱B(7)表面接触的V型导轮(502)，V型导轮(502)另一端设有限位挡杆(503)。

5.根据权利要求4所述的一种单臂型管柱扶正机构，其特征在于：所述翻转臂(3)上设有与挡管座(501)端部转动连接的第二液压缸(51)，第二液压缸(51)外部设有为第二液压缸(51)提供防护的防护壳(52)。

6.根据权利要求2所述的一种单臂型管柱扶正机构，其特征在于：所述导向孔(302)内设有旋转推动组件(601)，所述旋转推动组件(601)上设有旋转臂(602)，旋转臂(602)另一端设有配合V型导轮(502)对管柱B(7)进行压紧操作的压柱导轮(603)。

7.根据权利要求6所述的一种单臂型管柱扶正机构，其特征在于：所述旋转推动组件(601)包括安装于导向孔(302)内的主气缸(6011)，主气缸(6011)内设有主动推杆(6012)，主动推杆(6012)上设有推送杆(6013)，推送杆(6013)上开设有旋转导槽(6014)，所述主气缸(6011)内还设有与旋转导槽(6014)滑动匹配的内嵌块(6015)。