CN203333167U - 钻井二层平台机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井二层平台机械手，纵向驱动电机驱动移动车架在钢结构架上纵向移动，横向驱动电机驱动上横向滑板在移动车架顶面横向移动，下横向滑板置于移动车架底面并与上横向滑板连接，转臂架通过回转机构安装在下横向滑板下方，外臂和内臂的一端与转臂架销接，另一端与外臂矩管销接构成四杆机构，推杆油缸一端与转臂架销接，另一端与外臂销接，内臂矩管滑动安装在外臂矩管内由伸缩油缸驱动实现伸缩运动，内臂矩管外伸端安装夹持机构，钢丝绳缠绕在钢丝轮上，钢丝轮安装在上横向滑板上由提升电机驱动旋转，钢丝绳向下垂落穿过夹持机构的夹持部，其端部连接吊具。该机械手实现了自动化操作，大大降低了工人的劳动强度，提高了钻井效率。

Description

钻井二层平台机械手

技术领域

本实用新型属于钻井设备技术领域，特别是涉及一种用于钻井二层平台的机械手。

背景技术

随着国民经济发展，石油天然气的需求量越来越大，这就要求勘探开发效率需要提高。在钻井过程中，需要不断的增加钻杆或套管（下述简称钻管），传统的钻井二层平台没有辅助吊装或夹持工具，钻井时，先由绞车钢丝绳将钻管吊起，由液压大钳将钻管分别三根联接成一组依次摆放在钻井平台两侧待钻井时使用，摆放时钻管由绞车钢丝绳吊起，操作人员爬上钻井二层平台，人工将麻绳缠绕在钻管上，利用人工牵引的方式将钻管摆放到二层平台钻管排放道内，松开天车钢丝绳，松开人工牵引麻绳，完成一次钻管的摆放工作，待需要取出钻管使用时，操作人员需再次爬上二层平台将吊具固定到钻管上才能进行钻管的起吊下钻工作。根据钻井深度的不同，每钻一口井需要重复上述工作几百到几千次不等，每次需要一至多名操作工人上到二层平台工作几分钟到几十分钟不等，存在劳动强度大和不安全隐患，并大大的制约了钻井效率的提高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种钻井二层平台机械手，能够有效提高钻井效率，降低工人劳动强度，完全解决上述现有技术的不足之处。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现： 

一种钻井二层平台机械手，包括钢结构架、移动车架、纵向驱动电机、上横向滑板、下横向滑板、横向驱动电机、转臂架、推杆油缸、外臂、内臂、外臂矩管、内臂矩管、伸缩油缸、钢丝轮、钢丝绳、提升电机、夹持机构和吊具，移动车架滑动安装在钢结构架上由纵向驱动电机驱动实现纵向移动，上横向滑板滑动安装在移动车架顶面由横向驱动电机驱动实现横向移动，下横向滑板置于移动车架底面并与上横向滑板连接，转臂架通过回转机构安装在下横向滑板下方，外臂和内臂的一端与转臂架销接，另一端与外臂矩管销接构成四杆机构，推杆油缸一端与转臂架销接，另一端与外臂销接，内臂矩管滑动安装在外臂矩管内由伸缩油缸驱动实现伸缩运动，内臂矩管外伸端安装夹持机构，钢丝绳缠绕在钢丝轮上，钢丝轮安装在上横向滑板上由提升电机驱动旋转，钢丝绳向下垂落穿过夹持机构的夹持部，其端部连接吊具。

进一步，所述下横向滑板两侧的移动车架底面安装有限位条，从而保证下横向滑板在横向移动时不会偏移。

进一步，所述钢结构架为一端开口的矩形框架，在矩形框架的内侧对称设置滑轨和齿条，移动车架两端对应安装车轮，该车轮上设有踏面和齿轮，踏面与滑轨配合，齿轮与齿条啮合。

进一步，所述移动车架顶面对称设置滑轨和齿条，上横向滑板两端对应安装车轮，该车轮上设有踏面和齿轮，踏面与滑轨配合，齿轮与齿条啮合。

进一步，所述回转机构包括旋转电机、齿轮、回转齿圈、回转轴、推力球轴承和卡箍，上横向滑板和下横向滑板上对应开设轴孔，回转轴穿过轴孔，底端与转臂架固接，并套接卡箍轴向限位转臂架，顶端依次套接推力球轴承和回转齿圈，回转齿圈与齿轮啮合，齿轮由旋转电机驱动旋转。

进一步，所述回转轴上开设轴向通孔，钢丝绳从该轴向通孔中穿过。

进一步，所述吊具为自动胀紧吊具。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该机械手代替了人工操作辅助装夹钻管，实现了自动化操作，从而大大降低了工人的劳动强度，提高了钻井效率。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型另一个方向的立体结构示意图；

图3是本实用新型仰视方向的立体结构示意图；

图4是本实用新型回转轴与上横向滑板、下横向滑板和转臂架之间的结构示意图；

图5是本实用新型的使用状态图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图4所示，一种钻井二层平台机械手，包括钢结构架1、移动车架2、纵向驱动电机3、上横向滑板4、下横向滑板5、横向驱动电机6、转臂架7、推杆油缸8、外臂9、内臂10、外臂矩管11、内臂矩管12、伸缩油缸、钢丝轮13、钢丝绳14、提升电机15、夹持机构16和自动胀紧吊具17。

所述钢结构架1为一端开口的矩形框架，在矩形框架的内侧对称设置滑轨18和齿条19，移动车架2两端对应安装车轮，该车轮上设有踏面和齿轮，踏面与滑轨18配合，齿轮与齿条19啮合，车轮由纵向驱动电机3驱动转动，实现移动车架2纵向直线移动。

所述移动车架2顶面对称设置滑轨18和齿条19，上横向滑板4两端对应安装车轮，该车轮上设有踏面和齿轮，踏面与滑轨18配合，齿轮与齿条19啮合，车轮由横向驱动电机6驱动转动，实现上横向滑板4横向直线移动。下横向滑板5置于移动车架2底面并通过螺栓与上横向滑板4紧固连接，在下横向滑板5两侧的移动车架2底面安装有限位条20。

转臂架7通过回转机构安装在下横向滑板5下方，所述回转机构包括旋转电机21、齿轮22、回转齿圈23、回转轴24、推力球轴承25和卡箍26，上横向滑板4和下横向滑板5上对应开设轴孔，回转轴24穿过轴孔，底端与转臂架7键联接，并套接卡箍26轴向限位转臂架7，顶端套接推力球轴承25，并键联接回转齿圈23，回转齿圈23与齿轮22啮合，齿轮22由旋转电机21驱动旋转。

外臂9和内臂10的一端与转臂架7销接，另一端与外臂矩管11销接构成四杆机构，推杆油缸8一端与转臂架7销接，另一端与外臂9销接，内臂矩管12滑动安装在外臂矩管11内由伸缩油缸驱动实现伸缩运动，内臂矩管12外伸端安装夹持机构16，钢丝绳14缠绕在钢丝轮13上，钢丝轮13通过支架28安装在上横向滑板4上由提升电机15驱动旋转，在回转轴24上开设轴向通孔27，钢丝绳14从该轴向通孔27中穿过向下垂落，并穿过夹持机构16的夹持部，其端部连接自动胀紧吊具17。

参见图5，在使用时，该机械手设置在钻井二层平台30上方，钢结构架1与井架29紧固连接。初始状态时，自动胀紧吊具17与下方待吊钻管正对，提升电机15驱动钢丝轮13旋转使自动胀紧吊具17垂直下落伸入钻管的管口，此时自动胀紧吊具17撑开与钻管内壁紧密接触，然后钢丝轮13反向旋转，自动胀紧吊具17带动钻管上升，当钻管穿过夹持机构16的夹持部升至设定高度后，夹持机构16动作将钻管夹紧，此时，由横向驱动电机6驱动车轮转动从而使上横向滑板4带动钻管横向移动至合适位置，纵向驱动电机3驱动车轮转动使移动车架2带动钻管在钢结构架1上纵向移动至合适位置，然后旋转电机21驱动齿轮22转动，通过回转齿圈23带动回转轴24旋转进而使钻管旋转至要求位置，最后推杆油缸8工作驱动四杆机构运动将钻管摆放至指定位置存放待用，然后该机械手回复至初始位置吊起下一根钻管进行摆放。当需要取出钻管使用时，同样由该机械手夹持钻管并移动到指定位置进行相关的操作步骤。在钻管被夹持机构16夹持后，需要对钻管的垂直位置进行调整时，通过伸缩油缸驱动内臂矩管12在外臂矩管11内伸缩，进而带动钻管上下移动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种钻井二层平台机械手，其特征在于：包括钢结构架、移动车架、纵向驱动电机、上横向滑板、下横向滑板、横向驱动电机、转臂架、推杆油缸、外臂、内臂、外臂矩管、内臂矩管、伸缩油缸、钢丝轮、钢丝绳、提升电机、夹持机构和吊具，移动车架滑动安装在钢结构架上由纵向驱动电机驱动实现纵向移动，上横向滑板滑动安装在移动车架顶面由横向驱动电机驱动实现横向移动，下横向滑板置于移动车架底面并与上横向滑板连接，转臂架通过回转机构安装在下横向滑板下方，外臂和内臂的一端与转臂架销接，另一端与外臂矩管销接构成四杆机构，推杆油缸一端与转臂架销接，另一端与外臂销接，内臂矩管滑动安装在外臂矩管内由伸缩油缸驱动实现伸缩运动，内臂矩管外伸端安装夹持机构，钢丝绳缠绕在钢丝轮上，钢丝轮安装在上横向滑板上由提升电机驱动旋转，钢丝绳向下垂落穿过夹持机构的夹持部，其端部连接吊具。

2.根据权利要求1所述的钻井二层平台机械手，其特征在于：所述下横向滑板两侧的移动车架底面安装有限位条。

3.根据权利要求2所述的钻井二层平台机械手，其特征在于：所述钢结构架为一端开口的矩形框架，在矩形框架的内侧对称设置滑轨和齿条，移动车架两端对应安装车轮，该车轮上设有踏面和齿轮，踏面与滑轨配合，齿轮与齿条啮合。

4.根据权利要求3所述的钻井二层平台机械手，其特征在于：所述移动车架顶面对称设置滑轨和齿条，上横向滑板两端对应安装车轮，该车轮上设有踏面和齿轮，踏面与滑轨配合，齿轮与齿条啮合。

5.根据权利要求4所述的钻井二层平台机械手，其特征在于：所述回转机构包括旋转电机、齿轮、回转齿圈、回转轴、推力球轴承和卡箍，上横向滑板和下横向滑板上对应开设轴孔，回转轴穿过轴孔，底端与转臂架固接，并套接卡箍轴向限位转臂架，顶端依次套接推力球轴承和回转齿圈，回转齿圈与齿轮啮合，齿轮由旋转电机驱动旋转。

6.根据权利要求5所述的钻井二层平台机械手，其特征在于：所述回转轴上开设轴向通孔，钢丝绳从该轴向通孔中穿过。

7.根据权利要求6所述的钻井二层平台机械手，其特征在于：所述吊具为自动胀紧吊具。

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