CN204804719U - 一种排管机器人 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种油田钻探设备技术领域,尤其涉及一种排管机器人。一种排管机器人由二层台和排管机器人组成,通过销轴连接、安装在井架上,机器人布置在猴台上,所述排管机器人由行走系统、旋转系统、伸缩系统和夹持系统组成,所述二层台上布置指梁、猴台、排管机器人。本实用新型提供的一种排管机器人,重量轻,载荷大,减轻操作人员的工作强度,提高了操作人员的安全,利用轴承和导轨作为移动部件;提高了户外工作的稳定性和可靠性,采用码盘,直线位移传感器检测位移检测值的方法,提高了测量的可靠度与精确度。

Description

一种排管机器人
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种油田钻探设备技术领域,尤其涉及一种排管机器人。
背景技术
[0002]目前,大部分油田钻探管柱的排放由人工在二层台上拉拽堆放,工作环境恶劣,劳动强度大,操作复杂,存在高空坠落的工作安全隐患。急需新型的健康、安全和环保的排管机器人,避免人工作业和高空作业。
[0003] 现有二层台自动排管装置采用夹持、举升、移动的工作方式,管柱的全部重量作用在管排机械手装置上,从而导致结构复杂,重量大,成本高,且对二层台加固,原二层平台无法使用,对陆地钻机,由于加固重量和机械手装置的重量太大,导致钻井井架无法起升。也有少部分机械手进行自动排放,但存在动作轨迹复杂,控制计算困难导致动作精度不高,使用与维护困难,另有夹爪由电动控制,力量不足,安全系数低等缺点,很难保证设备的正常使用。
实用新型内容
[0004] 针对现有技术的上述缺陷,本实用新型提供的一种排管机器人,解决了人员劳动强度大,现有折臂式机械手动作不精确,电动夹爪力量不足,安全系数低等问题。采用液压行走马达直线行走,伸缩臂直线运动,液压回转马达180°旋转,所有动作液动驱动、全程信号反馈并集中控制调节。
[0005] 为了达到上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0006] 一种排管机器人由二层台和排管机器人组成,通过销轴连接并安装在井架上,机器人布置在猴台上,所述排管机器人由行走系统、旋转系统、伸缩系统和夹持系统组成,所述二层台上布置指梁、猴台、排管机器人。
[0007] 其中,所述行走系统由滑车、组合轴承、齿条、行星减速机、液压马达I组成,并与二层台猴台相连,行走系统另一端通过滑车与旋转系统连接,在二层台中间猴台上布置轨道齿条,所述猴台是整个机器人本体的支撑,滑车通过组合轴承沿C型轨道移动,液压马达I和回转系统均安装在滑车上,液压马达I驱动行星减速机、驱动齿轮I组成行走机构。
[0008] 其中,所述旋转系统由回转驱动轴承、液压马达I1、码盘、基座、固定臂、液压缸组成,旋转系统一端与滑车相连,旋转系统另一端与伸缩系统相连,基座与回转驱动轴承的内圈相连,回转驱动轴承的外圈与滑车相连,固定臂固定在基座上,液压缸缸筒固定在固定臂内,液压马达II驱动由蜗轮蜗杆、回转支撑组成的回转驱动轴承旋转。
[0009] 其中,所述伸缩系统由伸缩臂、加长臂、杠杆、链轮、链条组成,链轮、链条与伸缩臂连接在一起,伸缩臂一端固定臂相连,伸缩臂另一端与加长臂相连,加长臂与夹持系统相连,伸缩臂与液压缸、链轮、链条与加长臂连接在一起,伸缩臂末端的组合轴承支撑在固定臂内,固定臂前段组合轴承支撑起伸缩臂前端,链条一端连接固定臂,链条另一端固定在加长臂上,杠杆连接了伸缩臂前端链轮,形成一种倍程机构,所述伸缩系统及所述夹持系统随所述回转系统一起旋转,伸缩臂和加长臂随着液压缸的伸缩随之伸出、缩回,伸长长度由直线位移传感器检测。
[0010] 其中,所述夹持系统由夹爪、齿轮I1、齿条、油缸、拖链、限位开关组成,所述夹持系统连接在加长臂上,夹爪与齿轮II连接,齿条为双面齿条,油缸驱动齿条,并带动齿轮II,油缸控制夹爪张开关闭,限位开关固定在夹爪下方。
[0011] 其中,所述二层台设在钻井井架上距地面一定高度的侧方,所述排管机器人沿所述猴台行走。
[0012] 其中,所述指梁布置在二层平台侧方的刚性悬臂梁结构,指梁一端固定在二层台外围框架上,指梁另一端指向中间猴台,通过数根指梁按照一定间距的平行布置,形成数行可存放管柱的一端开口的凹形空间,指梁开口端设置可自动集中控制的单作用气动挡板。
[0013] 其中,所述猴台布置在二层台中间,猴台一端固定在二层台外围框架内侧,猴台另一端正对钻井井架的悬臂梁结构平台,猴台上面有轨道齿条供机械手行走。
[0014] 本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的一种排管机器人,重量轻,载荷大,减轻操作人员的工作强度,提高了操作人员的安全,利用轴承和导轨作为移动部件,提高了户外工作的稳定性和可靠性,采用码盘,直线位移传感器检测位移检测值的方法,提高了测量的可靠度与精确度。
[0015] 为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容,请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
[0016] 下面结合附图,通过对本实用新型的具体实施方式详细描述,将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0017] 图1是本实用新型一种排管机器人的结构示意图。
[0018] 图2是本实用新型一种排管机器人的部剖视图。
[0019] 图3是本实用新型一种排管机器人的俯视图。
具体实施方式
[0020] 为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果,以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0021] 请参阅图1至图3,一种排管机器人包括:由二层台和排管机器人组成,通过销轴连接并安装在井架上,机器人布置在猴台上,所述排管机器人由行走系统、旋转系统、伸缩系统和夹持系统组成,所述二层台上布置指梁、猴台、排管机器人。
[0022] 进一步,所述行走系统由滑车1、组合轴承16、齿条19、行星减速机2、液压马达I 3组成,并与二层台猴台相连,行走系统另一端通过滑车I与旋转系统连接,在二层台中间猴台上布置轨道齿条19,所述猴台是整个机器人本体的支撑,滑车I通过组合轴承沿C型轨道移动,液压马达I 3和回转系统均安装在滑车I上,液压马达I 3驱动行星减速机2、驱动齿轮I 9组成行走机构。
[0023] 进一步,所述旋转系统由回转驱动轴承13、液压马达II 14、码盘15、基座12、固定臂4、液压缸10组成,旋转系统一端与滑车I相连,旋转系统另一端与伸缩系统相连,基座12与回转驱动轴承12的内圈相连,回转驱动轴承12的外圈与滑车I相连,固定臂4固定在基座12上,液压缸10缸筒固定在固定臂4内,液压马达II 14驱动由蜗轮蜗杆、回转支撑组成的回转驱动轴承13旋转。
[0024] 进一步,所述伸缩系统由伸缩臂17、加长臂7、杠杆22、链轮21、链条5组成,链轮21、链条5与伸缩臂17连接在一起,伸缩臂17 —端固定臂4相连,伸缩臂17另一端与加长臂7相连,加长臂7与夹持系统相连,伸缩臂17与液压缸10、链轮21、链条5与加长臂7连接在一起,伸缩臂17末端的组合轴承19支撑在固定臂4内,固定臂4前段组合轴承19支撑起伸缩臂17前端,链条5 —端连接固定臂4,链条5另一端固定在加长臂7上,杠杆22连接了伸缩臂17前端链轮21,形成一种倍速机构,所述伸缩系统及所述夹持系统随所述回转系统一起旋转,伸缩臂17和加长臂7随着液压缸10的伸缩随之伸出、缩回,伸长长度由直线位移传感器11检测。
[0025] 进一步,所述夹持系统由夹爪8、齿轮II 18、齿条19、油缸20、拖链6、限位开关23组成,所述夹持系统连接在加长臂7上,夹爪8与齿轮II 18连接,齿条19为双面齿条19,油缸20驱动齿条19,并带动齿轮II 18,油缸20控制夹爪8张开关闭,限位开关23固定在夹爪8下方。
[0026] 进一步,所述二层台设在钻井井架上距地面一定高度的侧方,所述排管机器人沿所述猴台行走。
[0027] 进一步,所述指梁布置在二层平台侧方的刚性悬臂梁结构,指梁一端固定在二层台外围框架上,指梁另一端指向中间猴台,通过数根指梁按照一定间距的平行布置,形成数行可存放管柱的一端开口的凹形空间,指梁开口端设置可自动集中控制的单作用气动挡板。
[0028] 进一步,所述猴台布置在二层台中间,猴台一端固定在二层台外围框架内侧,猴台另一端正对钻井井架的悬臂梁结构平台,猴台上面有轨道齿条供机械手行走。
[0029] 在管柱起钻过程中,由夹爪8提升管柱超出二层台一定位置时,液压马达I 3驱动滑车I带动机器人本体至相应位置,液压马达II 14驱动回转驱动轴承13带动基座12、固定臂4、伸缩臂17、加长臂7及夹持系统旋转,同时液压缸10伸出,伸缩臂17在液压缸10作用下伸出,向井口方向移动,到井口位置时,夹爪8张开,加紧管柱,伸缩系统在回转系统带动下,同时伸缩系统在液压缸10作用下伸出,两种运动组合后沿着指定的轨迹向二层台内部前行,将管柱从井口夹持至二层台指定位置,夹爪8松开,管柱排放就位。然后旋转和直线运动组合下缩回至机器人本体初始位置。
[0030] 下管柱过程中排管机器人各部件的运动和上管柱过程相反。
[0031] 综上所述,本实用新型提供的一种排管机器人,将二层台、排管机器人的行走系统、旋转系统、伸缩系统、夹持系统通过机械连接、液压、电气控制有机结合在一起。各部件材料、系统设计均符合相应石油天然气行业规范,本装置能安装在各类型修井作业设备、钻井作业设备上,进行自动排放管柱。
[0032] 以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种排管机器人,其特征在于,由二层台和排管机器人组成,通过销轴连接并安装在井架上,机器人布置在猴台上,所述排管机器人由行走系统、旋转系统、伸缩系统和夹持系统组成,所述二层台上布置指梁、猴台、排管机器人。
2.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述行走系统由滑车、组合轴承、齿条、行星减速机、液压马达I组成,并与二层台猴台相连,行走系统另一端通过滑车与旋转系统连接,在二层台中间猴台上布置轨道齿条,所述猴台是整个机器人本体的支撑,滑车通过组合轴承沿C型轨道移动,液压马达I和回转系统均安装在滑车上,液压马达I驱动行星减速机、驱动齿轮I组成行走机构。
3.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述旋转系统由回转驱动轴承、液压马达I1、码盘、基座、固定臂、液压缸I组成,旋转系统一端与滑车相连,旋转系统另一端与伸缩系统相连,基座与回转驱动轴承的内圈相连,回转驱动轴承的外圈与滑车相连,固定臂固定在基座上,液压缸缸筒固定在固定臂内,液压马达II驱动由蜗轮蜗杆、回转支撑组成的回转驱动轴承旋转。
4.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述伸缩系统由伸缩臂、加长臂、杠杆、链轮、链条组成,链轮、链条与伸缩臂连接在一起,伸缩臂一端固定臂相连,伸缩臂另一端与加长臂相连,加长臂与夹持系统相连,伸缩臂与液压缸1、链轮、链条与加长臂连接在一起,伸缩臂末端的组合轴承支撑在固定臂内,固定臂前段组合轴承支撑起伸缩臂前端,链条一端连接固定臂,链条另一端固定在加长臂上,杠杆连接了伸缩臂前端链轮,形成一种倍程机构,所述伸缩系统及所述夹持系统随所述回转系统一起旋转,伸缩臂和加长臂随着液压缸的伸缩随之伸出、缩回,伸长长度由直线位移传感器检测。
5.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述夹持系统由夹爪、齿轮I1、齿条、油缸I1、拖链、限位开关组成,所述夹持系统连接在加长臂上,夹爪与齿轮II连接,齿条为双面齿条,油缸驱动齿条,并带动齿轮II,油缸控制夹爪张开关闭,限位开关固定在夹爪下方。
6.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述二层台设在钻井井架上距地面一定高度的侧方,所述排管机器人沿所述猴台行走。
7.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述指梁布置在二层平台侧方的刚性悬臂梁结构,指梁一端固定在二层台外围框架上,指梁另一端指向中间猴台,通过数根指梁按照一定间距的平行布置,形成数行可存放管柱的一端开口的凹形空间,指梁开口端设置可自动集中控制的单作用气动挡板。
8.根据权利要求1所述的一种排管机器人,其特征在于,所述猴台布置在二层台中间,猴台一端固定在二层台外围框架内侧,猴台另一端正对钻井井架的悬臂梁结构平台,猴台上面有轨道齿条供机械手行走。
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