CN202140047U - 钻杆上下钻台自动作业装置 - Google Patents

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赵正光
刘显华
李桂芹
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本实用新型涉及钻井工程机械领域,具体涉及一种钻杆上下钻台自动作业装置。其技术方案是:钻杆上下钻台自动作业装置,包括坡道、猫道、猫道支撑架及与猫道滑动配合的猫道车;在坡道上设有与坡道滑动配合的坡道车,在坡道的下端与猫道对接处分别设有坡道推挡机构和翻转机构,在靠近翻转机构的猫道上设有举升机构,猫道中部还间隔设置不少于两个钻杆推卸机构,本装置中的所有操作机构通过有线或无线方式连接到控制器。本实用新型具有结构设计合理、操控简便可靠、节省人力、高效安全的特点。

Description

钻杆上下钻台自动作业装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及钻井工程机械领域,具体涉及一种钻杆上下钻台自动作业装置。 背景技术
[0002] 钻杆上、下钻台是钻井队的一项重要作业,需要将管架上和钻台上的全部钻杆上、 下到钻台上和钻台下面的钻杆架上,钻杆少者200根-400根,多者近千根,工作量大。过去井队一般用钻台上气动绞车和猫道上气动绞车各拉钻杆一头,下面拉钢丝绳,上面送钢丝绳,两台气动绞车同步运行,将钻杆从钻台上抬到低位猫道上。这种作业要求上下两名操作气动绞车的人必须配合好,尽量同步,对操作人员要求高,操作过程复杂,生产效率低,因配合不当偶尔出现事故,轻者损坏钻杆,重者伤及工作人员,存在一定安全隐患。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的就是为了解决针对现有技术存在的问题,提供一种使用方便、 易于操控、安全高效、自动化程度高的钻杆上下钻台自动作业装置。
[0004] 其技术方案是:钻杆上下钻台自动作业装置,包括坡道、猫道、猫道支撑架及与猫道滑动配合的猫道车,其特征是:在坡道上设有与坡道滑动配合的坡道车,在坡道的下端与猫道对接处分别设有坡道推挡机构和翻转机构,在靠近翻转机构的猫道上设有举升机构, 猫道中部还间隔设置不少于两个钻杆推卸机构;所述坡道车为钻杆下卡座的一端铰链钻杆上卡座,在其铰链端连接坡道车驱动缸,带动钻杆上卡座与钻杆下卡座进行开闭配合,在钻杆下卡座的两端分别设有轮辊和限位卡块,限位卡块与坡道两侧的斜轨滑动配合;所述坡道推挡机构是在坡道下端内侧轴连V形挡板,挡板由连接在坡道上的挡板驱动缸驱动旋转配合;所述翻转机构是翻板轴连在猫道的前端部,翻板下方与翻板驱动缸连接构成翻转配合;所述举升机构是由钻杆顶板和位于钻杆顶板下方的顶板驱动缸连接,构成钻杆顶板的上下往复移动配合,钻杆顶板上端面设有数个平行排列的凹槽;所述推卸机构由钻杆顶板和下方连接的顶板驱动缸组成,构成钻杆顶板的升举和翻转配合;所述猫道车车体两端分别设有辊轮和边座,辊轮和边座与猫道两侧构成滑动配合,车体前侧设有搭接钻杆的支撑板,支撑板上轴连钻杆卡座,钻杆卡座的转轴上连接猫道车驱动缸,钻杆卡座设有与举升机构钻杆顶板上设置的凹槽相对应的凹槽,并与钻杆构成卡固配合,猫道车由电机与拉绳或链条配合的往复驱动连接;前述坡道推挡机构、翻转机构、举升机构、推卸机构和猫道车钻杆卡座均采用液压或气压驱动,与之配合的驱动缸采用液压或气压缸。
[0005] 上述方案还包括:在翻板的连轴上设有与举升机构钻杆顶板上的凹槽相对应的V 形爪。在猫道的前后分别设有猫道车前、后行程止动开关,在猫道尾部设有猫道车防脱块。 本装置中的所有操作机构通过有线或无线方式连接到控制器。
[0006] 本实用新型具有结构设计合理、操控简便可靠、节省人力、高效安全的特点,填补了该领域的装置空白,很好的解决了现有技术机械化和自动化程度低、安全性差、操作工人劳动强度大、工效低的问题,特别是可有效的解决钻杆上、下钻台过程中工作人员的安全问题。
附图说明
[0007] 图1是本实用新型一种实施例的立体图;
[0008] 图2是图1中坡道车的立体放大图;
[0009] 图3是图1中坡道推挡机构和翻转机构部分的立体放大图;
[0010] 图4是图1中翻转机构的立体放大图;
[0011] 图5是图1中猫道车的立体放大图;
[0012] 图6是图1中举升机构的左视放大图。
具体实施方式
[0013] 参照图1,本实施例的钻杆上下钻台自动作业装置,包括:坡道4斜上方搭接在钻井平台1上,下方连同猫道10被固定在地面12上的支撑架上。在坡道4上设有与坡道滑动配合的坡道车2,在坡道下端部设有坡道推挡机构5。在猫道10前端(即与坡道对接部) 设有翻转机构6,沿翻转机构6向后的猫道上依次是举升机构7、猫道车8、两组间隔的钻杆推卸机构9和猫道车防脱块11。钻杆3位于翻转机构6和坡道车2上。
[0014] 参照附图2,坡道车2的主体14中间连接钻杆下卡座13,其一端铰链钻杆上卡座 18,在其铰链端连接坡道车驱动缸17,带动钻杆上卡座18与钻杆下卡座13进行开闭配合, 用于卡固和释放钻杆。在坡道车的主体14两端分别设有轮辊15和限位卡块16,限位卡块 16与坡道4两侧的斜轨23 (见图幻滑动和限位配合。
[0015] 参照附图3,坡道推挡机构5是在坡道4下端内侧轴连V形挡板20,挡板20由连接在坡道上的挡板驱动缸19驱动旋转配合。其作用是下钻杆过程中,将钻杆下端部阻挡在挡板上。
[0016] 参照附图4,翻转机构6是翻板25轴连在猫道的前端部,翻板25下方与翻板驱动缸M连接,使翻板沿其轴26构成往复翻转。在翻板的连轴沈上设有与举升机构7钻杆顶板上的凹槽配合的三个V形爪27。其作用是在钻杆端部落在其翻板上,翻转翻板使钻杆端部抬起并在V形爪的限位下,顺利送入猫道车支撑板和钻杆卡座内。
[0017] 参照附图5,猫道车8车体四两端分别设有辊轮32和边座31,辊轮32和边座31 与猫道两侧的滑道28(见图4)构成滑动配合,车体前侧设有搭接钻杆的支撑板34,支撑板 34上轴连钻杆卡座33,钻杆卡座33的转轴上连接猫道车驱动缸30,钻杆卡座33设有三个凹槽,并与钻杆3构成卡固配合,猫道车8由设在猫道下部的电机与拉绳或链条配合进行往复直线运动。为了控制猫道车在猫道上前后行程,在猫道的前后分别设有猫道车前、后行程止动开关,以保证猫道车到达指定位置后即时停止。其作用是在上、下钻杆时,锁定钻杆的下接头后推动和拖动钻杆沿猫道前行和后退,达到输送钻杆的作用。
[0018] 参照附图6,举升机构7是由钻杆顶板35和位于钻杆顶板下方的顶板驱动缸36连接,构成钻杆顶板的上下往复移动配合,钻杆顶板上端面设有三个平行排列的凹槽。其作用是上钻杆过程中将钻杆前端部升举后,由猫道车推动前行至坡道车的卡座内。钻杆推卸机构9与升举机构结构相似,不同是由钻杆顶板下方的驱动缸为两只。其作用是,下钻杆时, 通过升举一侧驱动缸使钻杆顶板倾斜翻转,钻杆滚向一侧的钻杆架上;上钻杆时,驱动缸使钻杆顶板下降到钻杆架以下,将钻杆架上的钻杆放入的钻杆顶板上后举升到猫道上面,由猫道车推动前行。
[0019] 本实施例中的坡道推挡机构、翻转机构、举升机构、推卸机构和猫道车钻杆卡座均可采用液压或气压驱动,与之配合的驱动缸采用液压或气压驱动缸。本装置中优先采用气动方式。本装置的所有操作机构通过有线或无线方式连接到控制器,以便进一步提高本装置的自动化程度,可以对整个控制进行全程自动控制。
[0020] 下面就本装置的工作过程做进一步描述,以便对本实用新型更好的理解。
[0021] 钻杆上下钻台自动作业装置主要具有上钻杆和下钻杆两大功能,其中下钻杆可三根钻杆同时进行,上钻杆需一根一根的操作,现均以一根钻杆为例,分述如下:
[0022] 下钻杆过程:
[0023] 1、用钻台气动绞车将单根钻杆沿着钻杆坡道上的凹槽从上向下滑,放在翻转装置上(每三根一组)。
[0024] 2、启动猫道车前行,猫道车沿猫道向前运行,在接近前行终点位置时停止,使猫道车停止在预定位置(该位置设有停止行程开关,如按停止按钮不及时,猫道车会在行程开关的控制下自动停止)。
[0025] 3、启动猫道车钻杆卡座气缸,钻杆卡座张开,同时前行程开关启动,锁止挡块上升,挡住猫道车,此时电路自保停止在上位。
[0026] 4、启动钻杆翻转机构,钻杆由翻转机构的翻板翻转到猫道车的前支撑板上,随后翻转机构复位并停留在复位位置。
[0027] 5、启动猫道车钻杆卡座气缸,伸出卡座将三根钻杆紧紧压住。在猫道车向后运行中,随着钻杆沿坡道向下滑动倾斜角减小,气缸杆不断伸出,始终将钻杆压紧。
[0028] 6、启动猫道车前行程开关,猫道车锁止挡块下降,并保持在低位。
[0029] 7、启动猫道车后退,猫道车在电动机和传动系统的带动下开始向后移动。在猫道车运行到预定的钻杆排放位置时,由于该位置设有行程位置开关,猫道车自行停止,同时猫道车后行程开关启动,钻杆卡座上升抬起,并保持在最高位置。
[0030] 8、猫道车继续后退,猫道车在电机和传动系统的带动下重新开始向后移动,在钻杆惯性力的作用下,钻杆会落在猫道的钻杆推卸机构上。猫道车继续后行,直至运行到离开钻杆适当位置停止运行。
[0031] 9、启动顶板钻杆左(右)侧翻气缸,3根钻杆在钻杆推卸机构的作用下,向猫道左 (右)侧的钻杆架滚去。
[0032] 10、钻杆从猫道上滚下去后,钻杆左(右)侧翻气缸恢复原状。
[0033] 11、再次启动猫道车前行,猫道车向前运行,开始下一个工作循环。
[0034] 上钻杆过程:
[0035] 与下钻杆方法相反。与下钻杆不同操作处:首先钻杆推卸机构下放到低点,钻杆进入推卸机构的钻杆顶板上,启动推卸机构上升,猫道车前行进入钻杆末端下部,然后抬卸钻杆机构落下,钻杆落入猫道车前置支撑板上,被卡座卡紧。
[0036] 钻杆在猫道车推动下前行至升举机构后,举升机构将钻杆前端头举离猫道面,猫道车继续顶着钻杆前行,使钻杆在一定角度时进入坡道猫道车的卡座中。
[0037] 本实施例装置的特点:
5[0038] 1、生产效率高,劳动强度低,操作安全、简便。
[0039] 2、工作原理先进简单,全部机械化操作。
[0040] 3、搬家安装方便,占用场地大小与井队现用猫道基本相同。
[0041] 4、气源采用钻机气路系统气源,不需另行配置。
[0042] 5、除电机主回路采用380伏3相电源外,其他控制回路均使用低压(交流MV)工作电压,主回路设有漏电保护开关,极大限度保证操作人员用电安全。
[0043] 6、气路管线主要采用PU管,猫道(前、后支架)断开处及气源总接口采用自封式快插接头,防止灰尘进入气路系统,连接方便,PU管在老化后更换非常方便。
[0044] 7、电路信号线在猫道(前后支架)断开处采用航空电路插头,拆装方便。
[0045] 8、钻杆翻转气缸为点动工作方式,不按动时气缸即刻复位;气缸为自保工作方式, 可以分别停止在高低两个工作位置,在无信号时,均位于低位等待位置,给工作信号后上升并自保,中断工作信号时,迅速返回等待位置。
[0046] 9、对钻杆左侧或右侧翻转操作,设置方向选择开关,防止非预期方向误操作。
[0047] 10、猫道车在运行时,靠电路互锁,各气缸均不会动作。

Claims (4)

1.钻杆上下钻台自动作业装置,包括坡道、猫道、猫道支撑架及与猫道滑动配合的猫道车,其特征是:在坡道上设有与坡道滑动配合的坡道车,在坡道的下端与猫道对接处分别设有坡道推挡机构和翻转机构,在靠近翻转机构的猫道上设有举升机构,猫道中部还间隔设置不少于两个钻杆推卸机构;所述坡道车是钻杆下卡座的一端铰链钻杆上卡座,在其铰链端连接坡道车驱动缸,带动钻杆上卡座与钻杆下卡座进行开闭配合,在钻杆下卡座的两端分别设有轮辊和限位卡块,限位卡块与坡道两侧的斜轨滑动配合;所述坡道推挡机构是在坡道下端内侧轴连V形挡板,挡板由连接在坡道上的挡板驱动缸驱动旋转配合;所述翻转机构是翻板轴连在猫道的前端部,翻板下方与翻板驱动缸连接构成翻转配合;所述举升机构是由钻杆顶板和位于钻杆顶板下方的顶板驱动缸连接,构成钻杆顶板的上下往复移动配合,钻杆顶板上端面设有数个平行排列的凹槽;所述推卸机构是由钻杆顶板和下方连接的顶板驱动缸组成,构成钻杆顶板的升举和翻转配合;所述猫道车车体两端分别设有辊轮和边座,辊轮和边座与猫道两侧构成滑动配合,车体前侧设有搭接钻杆的支撑板,支撑板上轴连钻杆卡座,钻杆卡座的转轴上连接猫道车驱动缸,钻杆卡座设有与举升机构钻杆顶板上设置的凹槽相对应的凹槽,并与钻杆构成卡固配合,猫道车由电机与拉绳或链条配合的往复驱动连接;前述坡道推挡机构、翻转机构、举升机构、推卸机构和猫道车钻杆卡座均采用液压或气压驱动,与之配合的驱动缸采用液压或气压缸。
2.根据权利要求1所述的钻杆上下钻台自动作业装置,其特征是:在翻板的连轴上设有与举升机构钻杆顶板上的凹槽相对应的V形爪。
3.根据权利要求1或2所述的钻杆上下钻台自动作业装置,其特征是:在猫道的前后分别设有猫道车前、后行程止动开关,在猫道尾部设有猫道车防脱块。
4.根据权利要求3所述的钻杆上下钻台自动作业装置,其特征是:本装置中的所有操作机构通过有线或无线方式连接到控制器。
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