CN201363104Y - 夹持钻杆的机械手臂总成 - Google Patents

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CN201363104Y CNU200920023751XU CN200920023751U CN201363104Y CN 201363104 Y CN201363104 Y CN 201363104Y CN U200920023751X U CNU200920023751X U CN U200920023751XU CN 200920023751 U CN200920023751 U CN 200920023751U CN 201363104 Y CN201363104 Y CN 201363104Y
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杨国家
王涛
左仁龙
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Shandong Kerui Machinery Manufacturing Co Ltd
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SHANDONG SHENGLI PETROLEUM & PETROCHEMICAL EQUIPMENT RESEARCH CENTER
Shandong Kerui Machinery Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种油田钻井设备中用于抓取钻杆的装置,更具体的说是一种用于钻杆排放的夹持钻杆的机械手臂总成。其技术方案是:机械臂包括起升臂和伸缩臂,起升臂一端与伸缩臂铰链,在起升臂铰链端与伸缩臂之间固定连接有伸缩驱动缸,起升臂的另一端铰链在支撑体上,并在支撑体与起升臂之间固定连接有伸缩驱动缸,机械手连接在伸缩臂上。它是针对人工摘挂吊卡抓取和释放钻杆所存在的问题,提供了一种承载能力强、满足钻井环境、使用寿命长和全机械化作业的钻杆夹持的机械手臂总成。

Description

夹持钻杆的机械手臂总成
技术领域
本实用新型涉及一种油田钻井设备中用于抓取钻杆的装置,更具体的说是一 种用于钻杆排放的夹持钻杆的机械手臂总成。 技术背景
钻杆排放是钻井过程中把钻杆从排放架移至井口或者从井口移至排放架的必 要过程。目前钻井作业中钻杆的起放是工人操作吊卡,通过吊卡卡接在钻杆的接 箍处,然后通过起吊机械吊起(或下放)钻杆到指定位置,再由工人摘挂释放吊 卡,这种抓取和释放钻杆高空作业非常危险且劳动强度大,作业效率也非常低下。 近几年,机械手和机械臂在机械加工生产领域中已有应用,由于机加工领域应用 的机械手臂总成强调的是灵活性,因此在其结构设计上过于复杂,使用环境要求 高,制造和使用成本也高;另外工厂化使用的机械手臂承载能力相对低,难以在 钻井装备行业中实施钻杆的抓取和移动。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对人工摘挂吊卡抓取和释放钻杆所存在的问题,提 出一种承载能力强、满足钻井环境、使用寿命长和全机械化作业的钻杆夹持的机 械手臂总成。
其技术方案是:机械臂包括起升臂和伸縮臂,起升臂一端与伸縮臂铰链,在 起升臂铰链端与伸縮臂之间固定连接有伸縮驱动缸,起升臂的另一端铰链在支撑 体上,并在支撑体与起升臂之间固定连接有伸缩驱动缸,机械手连接在伸縮臂上。上述方案还包括:伸縮臂是由伸缩驱动缸驱动的加长伸縮臂,机械手固定在 伸縮臂的一端,另一端固定有钻杆扶正器。
所述的机械手是在连接块两侧贯穿固定有一个以上导向轴,两侧的导向轴上 分别套装有夹持块,在两个夹持块至少一个同侧端伸出连接块的同侧面,并在伸 出部分的相对面分别设有卡瓦牙,在两个夹持块之间还设置沿导向轴方向伸缩的 伸縮驱动缸,在连接块或/和夹持块上设有与伸縮臂连接的栓孔。在夹持块上设置 的卡瓦牙与夹持块为一体结构,或者为通过螺栓固定的分体结构,卡瓦牙为内弧 形。
所述的钻杆扶正器是在一个直角支撑架的立板上间隔设置两个轴孔,轴孔内 分别贯穿有扶正爪,在直角支撑架的水平座上设置垂直伸縮驱动机构,驱动机构 的上端部固定有连接块,连接块的两端分别与扶正爪的内侧端通过锁栓和滑槽连 接配合,在扶正爪的另一端设置弧形爪。
所述的伸縮驱动缸为液压缸或气动缸的一种。
本实用新型通过操作控制不同环节的伸縮驱动缸,实现机械手抓取和释放钻 杆,伸縮臂加长并配合扶正器对钻杆垂直定位,以及起升臂升降和移动的目的。 其整体结构设计简单合理,承载能力强,机械化程度高,操控安全、节省人力、 提高效率,适合各种钻井平台配套使用。另外可与自动化控制系统配套使用,提 高整体自动化实用程度,为全面解决钻杆排放系统的全机械化、自动化进程提供 配套,并且能够很好的解决钻杆排放过程中的钻杆承重和尺寸问题。
附图说明
图1为本实用新型一种典型实施例的整体结构示意图;图2为机械手部分的结构放大图; 图3为扶正器部分的结构放大图。 具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详述:
参照图1,机械臂包括起升臂2和伸缩臂3,起升臂2下端与伸縮臂3铰链, 在起升臂铰链端与伸縮臂之间固定连接有用于调整伸縮臂保持垂直的液压缸7,起 升臂2的上端铰链在支撑体1上,并在支撑体1与起升臂2之间固定连接有用于 调整钻杆9升降和移动的液压缸6,伸縮臂3是由内部液压缸8驱动的加长伸縮臂, 机械手4固定在伸縮臂的下端,上端固定有钻杆扶正器5。
整体工作原理是:机械手抓取钻杆后,钻杆上部被扶正器夹持,起升臂上升 (或下降)过程中,调整伸縮臂的垂直,到达指定位置后,进行其他的动作。所 有动作通过操控相应的液压缸来进行。
参照附图2,连接块4-4为厚钢板加工的倒L形,其上部焊接凸沿,钢板上设 置三个轴孔,用于穿插导向轴4-2,顶部设置栓孔与伸縮臂连接,下半部预制的槽 口给水平设置的液压缸4-5留有空间。两个夹持块4-3为钢板加工的长方体结构, 上面同样预制有三个与导向轴4-2滑动配合的轴孔,对称套装在连接块4-4两侧的 导向轴4-2上,夹持块4-3的左侧端伸出,形成夹持空间,其相对面上用来设置弧 形卡瓦牙4-1,通过卡瓦牙4-1与钻杆壁卡接配合。液压缸4-5水平设置在两个夹 持块4-3之间,通过操作控制其伸縮,达到控制夹持块4-3对钻杆实施释放和抓取 的目的。
其工作原理是,夹持块前端装有卡瓦牙,在液压缸的作用下,沿着导向轴平行移动作开启、关闭动作。导向轴安装于连接块上,对夹持块起支撑和导向作用。
参照附图3, 一个直角支撑架5-l的立板上间隔设置两个轴孔,轴孔内分别贯 穿有左、右扶正爪5-2和5-3,在直角支撑架5-1的水平座上设置垂直液压缸5-6, 液压缸5-6的上端部固定有连接块5-5,连接块5-5的两端分别与扶正爪的内侧端 通过锁栓和滑槽连接配合,在扶正爪的另一端设置弧形爪。
其工作原理是,液压缸往复运动的过程带动两个扶正爪对合或张开,钻杆在 对合时被锁定在扶正爪内,达到限制摆动的目的。

Claims (6)

1、一种夹持钻杆的机械手臂总成,包括机械手和机械臂,其特征是:机械臂包括起升臂和伸缩臂,起升臂一端与伸缩臂铰链,在起升臂与伸缩臂之间铰链处固定连接有伸缩驱动缸,起升臂的另一端铰链在支撑体上,并在支撑体与起升臂之间固定连接有伸缩驱动缸,机械手连接在伸缩臂上。
2、 根据权利要求1所述的夹持钻杆的机械手臂总成,其特征是:伸縮臂是由 伸縮驱动缸驱动的加长伸縮臂,机械手固定在伸縮臂的一端,另一端固定有钻杆 扶正器。
3、 根据权利要求2所述的夹持钻杆的机械手臂总成,其特征是:所述的机械 手是在连接块两侧贯穿固定有一个以上导向轴,两侧的导向轴上分别套装有夹持 块,两个夹持块同一侧端伸出连接块的同侧面,并在伸出部分的相对面分别设有 卡瓦牙,在两个夹持块之间还设置沿导向轴方向伸縮的伸縮驱动缸,在连接块或/ 和夹持块上设有与伸縮臂连接的栓孔。
4、 根据权利要求3所述的夹持钻杆的机械手臂总成,其特征是:在夹持块上 设置的卡瓦牙与夹持块为一体结构,或者为通过螺栓固定的分体结构,卡瓦牙为 内弧形。
5、 根据权利要求2所述的夹持钻杆的机械手臂总成,其特征是:所述的钻杆 扶正器是在一个直角支撑架的立板上间隔设置两个轴孔,轴孔内分别贯穿有扶正 爪,在直角支撑架的水平座上设置垂直伸縮驱动机构,驱动机构的上端部固定有 连接块,连接块的两端分别与扶正爪的内侧端通过锁栓和滑槽连接配合,在扶正 爪的另一端设置弧形爪。
6、根据权利要求1-5任一所述的夹持钻杆的机械手臂总成,其特征是:所述 的伸縮驱动缸为液压缸或气动缸的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106677720A (zh) * 2016-07-08 2017-05-17 中煤科工集团西安研究院有限公司 用于高转速坑道钻机的钻具扶正装置
CN106988689A (zh) * 2017-02-22 2017-07-28 吉林大学 一种陆地科学钻探用钻机的钻具自动运移装置

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