CN205876235U - 一种自动修井机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动修井机器人，所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置铰接在撬装底盘的后端，所述滑套式无缆可转向吊卡和多功能液压卡瓦管钳安装在随机伸缩式游车柔性导正驱动装置上，多功能液压卡瓦管钳位于所述滑套式无缆可转向吊卡和井口之间，所述油管导送机械手同样铰接在撬装底盘的后端，所述油管抓送取机械手通过自身的铰轴滑车安装在撬装底盘的直线导轨上，所述自动码管排放一体液压支腿安装在撬装底盘的左侧铰座中，所述多功能链式传送液压支腿通过自身铰臂安装在撬装底盘的右侧的铰座中，所述摆送机械手铰接在多功能链式液压支腿上。本实用新型减少了污染、降低了劳动强度、提高了生产效率和安全性。

Description

一种自动修井机器人

技术领域

本实用新型涉及油田修井作业辅助设备，具体地说是一种自动修井机器人。

背景技术

在油井生产过程中，常会发生一些油井或设备故障，造成减产甚至停产。为了使油井恢复正常生产，必须采取相应的措施，排除故障，修井作业是油田生产过程的重要环节，多年来一直是劳动密集型产业，其工作环境恶劣，操作人员劳动强度大，作业过程还往往存在人身安全隐患。尤其是井口的小修作业，通常是在野外进行，而且内容繁多，例如包括：搬上准备工作，洗井作业，起下油杆油管，下冲沙管，冲砂，起冲沙管，下油管油杆，挂油，交井，搬下等作业，另外，油井的条件发生变化，需要根据新情况采取适当的生产措施，例如，自喷井转抽油井，改变抽油泵下入深度、型号等，此时都需要经行修井作业常规修井作业。目前，国内修井仍停留在由作业人员手工作业，特别是油管杆的起上起下过程。它是修井过程劳动强度最大，工作重复率最高，危险性最强的环节，随着石油工业的快速发展，对采油机械化、低污染、降低员工劳动强度、提高安全性、人性化舒适性及“采油工厂化”提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动修井机器人，减少了污染、降低了员工劳动强度、提高了生产效率和安全性。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种自动修井机器人，包括撬装底盘、多功能链式传送液压支腿、自动码管排放一体液压支腿、滑套式无缆可转向吊卡、多功能液压卡瓦管钳、油管导送机械手、油管抓送取机械手、随机伸缩式游车柔性导正驱动装置、摆送机械手；所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置铰接在撬装底盘的后端，所述滑套式无缆可转向吊卡和多功能液压卡瓦管钳均安装在随机伸缩式游车柔性导正驱动装置上，多功能液压卡瓦管钳位于所述滑套式无缆可转向吊卡和井口之间，所述油管导送机械手同样铰接在撬装底盘的后端，所述油管抓送取机械手通过自身的铰轴滑车安装在撬装底盘的直线导轨上，所述自动码管排放一体液压支腿安装在撬装底盘的左侧的铰座中，所述多功能链式传送液压支腿通过自身铰臂安装在撬装底盘的右侧的铰座中，所述摆送机械手铰接在多功能链式液压支腿上。

所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置包括伸缩臂、导正驱动摆臂、柔性导绳、液压缸、双C型一体拨叉、上、下吊卡转向驱动臂、自平衡液压支腿、摆动拨杆、摆动油缸；所述导正驱动摆臂一端刚性连接在伸缩臂底端，另一端铰接在撬装底盘上的随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂所在的撬装底盘铰座上，所述柔性导绳固定在伸缩臂上，非对称性滑套臂套在柔性导绳上，所述液压缸位于伸缩臂的内部，驱动伸缩臂的伸出与缩回，所述双C型一体拨叉、上吊卡转向驱动臂、下吊卡转向驱动臂均位于伸缩臂上，且均各自连接各自的液压驱动装置，所述自平衡液压支腿位于导正驱动摆臂上，所述摆动拨杆与摆动油缸位于导正驱动摆臂上，所述摆动拨杆与摆动油缸配合，通过摆动油缸的工作使摆动拨杆转动，从而拨动滑套式无缆可转向吊卡的双向凸轮拨叉。

所述撬装底盘包括底盘本体、支撑架、收放驱动支撑臂、收放驱动液压缸，所述支撑架通过铰座连接在底盘本体上，所述收放驱动支撑臂通过铰座铰接在底盘本体的后端，所述收放驱动液压缸通过中间铰轴座连接在收放驱动支撑臂上，所述收放驱动液压缸中的液压杆下端则铰接在导正驱动装置摆臂上。

所述滑套式无缆可转向吊卡包括吊卡侧板、非对称性滑套臂、吊卡组合体、转向驱动装置摆转传动销、卡瓦、双向凸轮拨叉，所述非对称性滑套臂固定在吊卡侧板上，并与柔性导绳套接，所述吊卡组合体通过转向驱动装置摆转传动销与吊卡侧板铰接，所述卡瓦、双向凸轮拨叉位于吊卡组合体内，所述双向凸轮拨叉与吊卡主体内的卡瓦配合连接。

所述多功能液压卡瓦管钳包括液压管钳、液压管钳滑座、液压管钳升降台、液压卡瓦、升降台液压缸、卡瓦钳口；所述液压管钳升降台固定在液压卡瓦上，所述液压管钳位于液压管钳滑座上实现水平运动，所述液压管钳滑座位于液压管钳升降台上实现上下运动；所述液压卡瓦中心为卡瓦钳口，所述液压卡瓦固定在井口上。

所述多功能链式传送液压支腿设置有两个，分别铰接在底盘本体右侧边的前后两端附近，所述多功能链式传送液压支腿包括链轮、链条、伺服电机、链条副、液压支腿、上油管摆动导臂、链送摆臂、摆动爪、下油管摆动导臂、支撑杆，所述液压支腿上下两端均设置链轮，所述链条缠绕两链轮上，所述伺服电机、链条副也固定在液压支腿上，所述伺服电机通过链条副带动链轮和链条，所述链送摆臂外端与液压支腿法兰式连接，所述链送摆臂内端通过铰轴铰接在撬装底盘上，所述上油管摆动导臂中间通过铰轴铰接在与液压支腿连接的支撑杆上，所述下油管摆动导臂、与液压支腿下端链轮的链轴铰接，所述链送摆臂内端连接链送摆臂液压杆，所述摆动爪一端铰接在上油管摆动导臂上，另一端铰接摆动爪液压杆上端，摆动爪液压杆下端铰接在支撑杆上，所述下油管摆动导臂位于液压支腿外侧底端，所述上油管摆动导臂位于液压支腿内侧上端，所述链条上开设有用来容纳运送油管的C型槽。

所述摆送机械手包括摆送机械臂、摆送液压杆、液压杆铰座、支撑臂，所述摆送机械臂下端铰接在横支撑臂外端，所述液压杆铰座及横支撑臂均固定在支撑多功能链式液压支腿的支撑杆上，所述液压杆铰座位于横支撑臂上方，所述摆送液压杆内端铰接在液压杆铰座上，外端则和摆送机械臂中部铰接，所述摆送机械臂上端开设摆送油管凹槽。

所述油管导送机械手铰接在底盘本体右侧边的后端附近，所述油管导送机械手包括摆体、滑轮、摆臂、液压缸、链条副、伺服电机，所述摆体通过铰轴座铰接在撬装底盘上，所述滑轮位于摆臂上端，起到支撑和导入导出油管的作用，所述液压缸一端通过底座铰接在撬装底盘上，另一端铰接在摆体的铰接座上，通过液压缸的伸缩实现摆体相对于底盘本体左右方向上的摆动，所述链条副位于摆臂与摆体所铰接的铰接轴上，所述伺服电机固定在摆臂上，带动链条副实现摆臂相对于底盘本体前后方向上的摆动。

所述油管抓送取机械手通过导轨滑动式连接在底盘本体右侧边，所述油管抓送取机械手包括抓送手摆臂、机械手驱动杆、滑车、液压缸、链轮副、伺服电机、曲拐链轮副、液压缸；所述抓送手摆臂铰接在滑车上，滑车前后滑动在底盘本体右侧边设置的导轨上，而链轮副铰接在抓送手摆臂和滑车连接的铰轴上；伺服电机安装在抓送手摆臂上，并带动链轮副旋转，链轮副带动抓送手摆臂前后摆动，所述机械手铰接在拐臂上，所述拐臂一端铰接在抓送手摆臂上端，另一端连接液压缸，所述机械手驱动杆一端连接液压缸，另一端连接机械手后端，所述曲拐链轮副安装在拐臂上，所述液压缸位于上抓送手摆臂上并与曲拐链轮副铰接，所述液压缸曲拐链轮副和拐臂旋转，继而带动机械手旋转。

所述自动码管排放一体液压支腿设置两个，分别铰接在底盘本体左侧边的前后两端附近，所述自动码管排放一体液压支腿包括码管机械手、码管机械手滑车、滑车导轨、托管架、排放一体液压支腿、C型内导柱、码管摆臂、丝杠、拨叉，所述码管机械手位于码管机械手滑车上，所述码管机械手滑车位于滑车导轨上，滑车导轨铰接在排放一体液压支腿上端，而排放一体液压支腿下端横向方向通过码管摆臂铰接在撬装底盘上，所述托管架至少设置二个，所述托管架内端铰接在C型内导柱外，所述丝杠同轴式设置在C型内导柱内部，所述拨叉在轴向配合在丝杠外，径向上则伸出C型内导柱的缺口后进入所述托管架开设的十字拨槽中的其中一个方向的槽中；所述C型内导柱轴向端部连接上驱动电机，丝杠下端连接下驱动电机，下驱动电机带动丝杠旋转，拨叉在丝杠上下运动，同时C型内导柱的缺口以及托管架开设的十字槽作为拨叉上下移动的导向槽，所述码管摆臂通过铰轴铰接在撬装底盘上。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果

撬装底盘由四个液压支腿支撑，分别为两个多功能链式传送液压支腿、两个自动码管排放一体液压支腿，可由拖车托运，工作时增加对地作用面积，增强设备对各种地质的适应性。

多功能链式传送液压支腿，通过自身的链送摆臂铰接在撬装底盘上，当油管由外部导入内部时，通过多功能链式传送液压支腿上的链条输送油管至油管导送机械手和油管抓送、取机械手上，当内部油管导出时，油管导送机械手和油管抓送、取机械手上的油管放置多功能链式传送液压支腿上的链条上，由其导出。其自身的液压支腿工作时，通过链送摆臂摆出，伸出以支撑撬装底盘，运输时，液压支腿缩回，再由链送摆臂摆入，节省了空间，以便运输，并实现了从过去人工导入导出油管到当下油管导入、导出自动化的转变，降低了劳动强度及危险性，提高了工作效率。

自动码管排放一体液压支腿，通过自身的链送摆臂铰接在撬装底盘上，自动码管排放一体液压支腿上还包括自动码管摆托架，当储存油管时，自身的机械手抓取油管，通过自身的摆动装置将最底层的摆托架摆入，机械手依次放置油管，以此自下而上码放油管，当由料库中油管导出时，机械手抓取上层摆托架上的油管，以此自上而下的导出油管，改变了过去需要人工随处放置油管、码放混乱，环境差的现状，降低了劳动强度，提高效率。自身的液压支腿工作时伸出，以支撑撬装底盘，运输时，收起，节省空间，以便运输。

油管导送机械手通过摆臂底部与撬装底盘铰接，并通过伺服电机控制链轮实现其自身的摆动。油管抓送取机械手，通过其自身摆臂底部与与固定在撬装底盘上的滑车铰接，两种机械手的配合可以完成油管的导入和导出。

随机伸缩式游车柔性导正驱动装置位于和撬装底盘铰接的支撑臂上，收起时可折放在撬装底盘上的支撑架上，滑套式无缆可转向吊卡，多功能液压卡瓦管钳均安装在随机伸缩式游车柔性导正驱动装置上；工作时垂直于井口，为滑套式无缆可转向吊卡提供柔性轨道，有效避免吊卡因自然因素对起上下油管油杆和油管油杆上下扣的影响，滑套式无缆可转向吊卡含住油管后，由自动修井机器人上的吊钩，实现滑套式无缆可转向吊卡的升降，从而实现油管的升降。还包含有可驱动钳口张开与闭合的双C型一体拨叉。其动作是位于两个取放位置时受随机伸缩式游车柔性导正、驱动式装置中的钳口张开与闭合驱动装置操纵实现钳口的张开与闭合。

当游车带动吊卡下降，利用多功能液压卡瓦管钳，精确定位油井上方使油管进入吊卡组合体内，位于随机伸缩式游车柔性导正驱动装置的主体的上摆动油缸，通过摆动油缸的工作使摆动拨杆转动一定角度，从而拨动双向凸轮拨叉，使吊卡内的卡瓦闭合，含住油管，游车上行，带动油管上行，当下面的油管管箍到达指定位置后停止上行，游车带动油管下行短距离时基座中的卡瓦自锁，加紧下面的油管，防止下面油管转动，当液压卡瓦卸下两油管的螺纹链接，油管抓送取机械手通过自身的伺服电机带动抓取油管，完成卸油管的工作。在整个修井吊卡起吊油管时，增加了吊卡与井口的对中精度，方便了吊卡与游车的连接，由摆动油缸驱动拨杆拨动双向凸轮拨叉卡紧管箍，同步性好，结构简单，布局紧凑。实现了对采油现有设备的低污染、效率高、实现了高效率运转，且提高了安全性。

总之，本实用新型减少了污染、降低了员工劳动强度、提高了生产效率和安全性。

附图说明

图1为本实用新型工作状态主视图；

图2为图1俯视图；

图3为图1右视图；

图4为本实用新型折起运输状态主视图；

图5为图4俯视图；

图6为撬装底盘主视图；

图7为撬装底盘俯视图；

图8为多功能链式液压支腿的下摆动导臂运转示意图；

图9为多功能链式液压支腿主视图；

图10为图9的左视图；

图11为自动码管排放一体液压支腿的主视图；

图12为图11的左视图；

图13为图11的俯视图；

图14为图12的局部放大图；

图15为图14的A-A剖视图；

图16为滑套式无缆可转向吊卡的主视图；

图17为图16俯视图；

图18为多功能液压卡瓦管钳的主视图；

图19为图18的俯视图；

图20为图18的左视图；

图21为油管导送机械手的主视图；

图22为图21两个最大运动极限状态图；

图23为图21右视图；

图24为图23的极限运动状态图；

图25为油管抓送取机械手的主视图；

图26为图25的右视图；

图27为随机伸缩式游车柔性导正驱动装置的主视图；

图28为图27的左视图。

图29为图27的后视图；

图30为图27的右视图；

图31为图27的右视图的纵向剖视图；

图32为滑套式无缆可转向吊卡内部的受随机伸缩式游车柔性导正驱动装置中的转向驱动装置运动状态图；

图33为摆送机械手的主视图；

图34为图33的左视图；

图35为摆送机械手在多功能链式传送液压支腿的安装示意图。

图中：1、撬装底盘；2、多功能链式传送液压支腿；3、自动码管排放一体液压支腿；4、滑套式无缆可转向吊卡；5、多功能液压卡瓦管钳；6、油管导送机械手；7、油管抓送取机械手；8、随机伸缩式游车柔性导正驱动装置；9、摆送机械手；

101、底盘本体；102、支撑架；103、收放驱动支撑臂；104、收放驱动液压缸；

201、链轮；202、链条；203、伺服电机；204链条副；205、液压支腿；206、上油管摆动导臂；207、链送摆臂；208、摆动爪；209、下摆动导臂；210、支撑杆；211、摆动爪液压杆；

301、码管机械手；302、码管机械手滑车；303、滑车导轨；304、托管架；305排放一体液压支腿；306、C型内导柱；307、码管摆臂；308、丝杠；309、拨叉；

401、吊卡侧板；402、非对称性滑套臂；403、吊卡组合体；404、转向驱动装置摆转传动销；405、卡瓦；406、双向凸轮拨叉；

501、液压管钳；502、液压管钳滑座；503、液压管钳升降台；504、液压卡瓦；505、升降台液压缸；506、卡瓦钳口；

601、摆体；602、滑轮；603、摆臂；604、液压缸；605、链条副；606、伺服电机；

701、抓送手摆臂；702、机械手驱动杆；703、滑车；704、液压缸；705、链轮副；706、伺服电机；707、曲拐链轮副；708、液压缸；709、机械手；710、拐臂；

801、导正驱动摆臂；802、柔性导绳；803、液压缸；804、双C型一体拨叉；805、上吊卡转向驱动臂；806、自平衡液压支腿；807、摆动拨杆；808、摆动油缸；809、伸缩臂；810、下吊卡转向驱动臂；

901、摆送机械臂；902、液压杆铰座；903、支撑臂；904、摆送液压杆。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

根据图1-35，一种自动修井机器人，包括撬装底盘1、多功能链式传送液压支腿2、自动码管排放一体液压支腿3、滑套式无缆可转向吊卡4、多功能液压卡瓦管钳5、油管导送机械手6、油管抓送取机械手7、随机伸缩式游车柔性导正驱动装置8、摆送机械手9；所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置8铰接在撬装底盘的后端，所述滑套式无缆可转向吊卡4和多功能液压卡瓦管钳5均安装在随机伸缩式游车柔性导正驱动装置上，多功能液压卡瓦管钳5位于所述滑套式无缆可转向吊卡4和井口之间，所述油管导送机械手6手的根部同样铰接在撬装底盘的后端，所述油管抓送取机械手7通过自身的铰轴滑车安装在撬装底盘的直线导轨上，实现直线运动，所述自动码管排放一体液压支腿3分别通过自身铰臂安装在撬装底盘的一侧的铰座中，负责自动排管码放、导入与导出及储存，所述多功能链式传送液压支腿2通过自身铰臂安装在撬装底盘的另一侧的铰座中，具有由外部输入、由内部输出及配合油管导送机械手和油管抓送取机械手在井口起上、起下油管的功能，所述摆送机械手9通过支撑臂铰接在多功能链式液压支腿上，配合导送机械手及抓送取机械手和多功能链式液压支腿完成油管的导入、导出及上、卸油管的功能。

所述撬装底盘包括底盘本体101、支撑随机伸缩式游车柔性导正驱动装置的支撑架102、随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂103、随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动液压缸104，所述支撑随机伸缩式游车柔性导正驱动装置的支撑架102通过铰座连接在底盘本体101上，能够起到运输时立起支撑伸缩臂的作用，工作时可以收起以节省空间。所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂103通过铰座铰接在底盘本体101的后端，起到收放伸缩臂的作用。所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动液压缸104通过中间铰轴座连接在上述支撑臂103上，上述收放驱动液压缸104中的液压杆下端则铰接在所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置8的导正驱动装置摆臂801上，通过液压杆的伸出与缩回可以收放伸缩臂及收放支撑臂的驱动装置的折合。运输状态时，上述收放驱动液压缸104是水平放置的，上述收放驱动支撑臂103为垂直状态，此收放驱动支撑臂103有两个铰轴孔，其中一个通过铰轴连接在撬装底盘上，另一个孔铰接液压缸803是用来锁死支撑臂的，当工作时，上述收放驱动支撑臂103在垂直状态锁死，上述收放驱动液压缸104工作，液压杆推动上述收放驱动支撑臂103绕铰轴转动，至伸缩臂伸出至垂直状态，液压支腿伸出，解除支撑臂锁死状态，上述收放驱动液压缸104的液压杆收回，使铰接上述收放驱动液压缸104的收放驱动支撑臂103绕自身铰座转动至收放驱动液压缸104垂直状态。当运输时，垂直的上述收放驱动液压缸104的液压杆伸出，推动收放驱动支撑臂103绕轴转动至垂直状态，然后锁死收放驱动支撑臂103，液压杆收回，驱动伸缩臂上的支撑臂绕自身铰座转动，收回伸缩臂。

所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置8包括导正驱动摆臂801、柔性导绳802、液压缸803、双C型一体拨叉804、上吊卡转向驱动臂805、自平衡液压支腿806、摆动拨杆807、摆动油缸808、伸缩臂809、下吊卡转向驱动臂810；所述导正驱动摆臂801一端刚性连接在伸缩臂底端，另一端铰接在撬装底盘上的随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂103所在的撬装底盘铰座上，所述柔性导绳802固定在伸缩臂809上，非对称性滑套臂402铰接在柔性导绳上，从而实现对吊卡的柔性导正。所述液压缸803位于伸缩臂的内部，通过液压杆的伸出与缩回与内部链条副配合，实现伸缩臂的伸出与缩回，所述双C型一体拨叉804、上吊卡转向驱动臂805，下吊卡转向驱动臂810均位于伸缩臂上，通过各自的液压驱动装置，实现吊卡的张开与加紧，及吊卡的转向，以实现油管的上、卸目的。所述自平衡液压支腿806位于导正驱动摆臂801上，当摆臂伸出后，液压支腿伸出支撑摆臂及伸缩臂。所述摆动拨杆807与摆动油缸808配合，通过摆动油缸的工作使摆动拨杆807转动一定角度，从而拨动双向凸轮拨叉406，实现吊卡内的卡瓦加紧和松开油管，它们均位于导正驱动摆臂801上。

所述滑套式无缆可转向吊卡包括吊卡侧板401、非对称性滑套臂402、吊卡组合体403、转向驱动装置摆转传动销404、卡瓦405、双向凸轮拨叉406，所述非对称性滑套臂402固定在吊卡侧板401上，与柔性导绳802配合利用吊轮实现油管的上、卸。所述吊卡组合体403铰接在吊卡侧板401内侧，转向驱动装置摆转传动销404设置在吊卡侧板401外侧并通过平键与所述吊卡组合体403连接，所述卡瓦405、双向凸轮拨叉406位于吊卡组合体403内，通过拨杆拨动拨叉实现卡瓦对油管的加紧与松开。所述双向凸轮拨叉与吊卡主体内的卡瓦配合连接。当游车带动吊卡下降，利用多功能液压卡瓦管钳，精确定位油井上方使油管进入403吊卡组合体内，位于随机伸缩式游车柔性导正驱动装置的主体的上摆动油缸808，通过摆动油缸的工作使摆动拨杆807转动一定角度，从而拨动406双向凸轮拨叉，使吊卡内的卡瓦闭合，含住油管，游车上行，带动油管上行，当下面的油管管箍到达指定位置后停止上行，游车带动油管下行短距离时基座中的卡瓦自锁，加紧下面的油管，防止下面油管转动，当液压卡瓦卸下两油管的铰接，油管抓送取机械手通过自身的伺服电机带动。在整个修井吊卡起吊油管时，增加了吊卡与井口的对中精度，方便了吊卡与游车的连接，由摆动油缸驱动拨杆拨动双向凸轮拨叉卡紧管箍，同步性好，结构简单，布局紧凑。实现了对采油现有设备的低污染、效率高、实现了高效率运转，且提高了安全性。

所述多功能液压卡瓦管钳包括液压管钳501、液压管钳滑座502、液压管钳升降台503、液压卡瓦504、升降台液压缸505、卡瓦钳口506；液压管钳升降台503固定在伸缩臂809上，所述液压管钳501位于液压管钳滑座502上，实现水平运动，它们的组合体位于液压管钳升降台503上实现上下运动，保证所述滑套式无缆可转向吊卡与井口之间的油管工序的操作。

所述多功能链式传送液压支腿设置有两个，分别铰接在底盘本体右侧边的前后两端附近，所述多功能链式传送液压支腿包括链轮201、链条202、伺服电机203、链条副204、液压支腿205、上油管摆动导臂206、链送摆臂207、摆动爪208、下油管摆动导臂209，所述链轮201、链条202、伺服电机203、链条副204固定在液压支腿205上，链条副204、链轮201、链条202通过伺服电机203带动从而实现油管的导入和导出，所述链送摆臂外端与液压支腿法兰式连接，所述链送摆臂207内端通过铰轴铰接在撬装底盘上，所述上油管摆动导臂206中间通过铰轴铰接在与液压支腿205连接的支撑杆210上，所述下油管摆动导臂209与下端链轮的链轴铰接，通过液压杆的伸出与缩回配合多功能链式支腿及上油管摆动导臂完成油管的导入、导出。所述摆动爪208一端铰接在上油管摆动导臂206上，另一端铰接摆动爪液压杆211上端，摆动爪液压杆211下端铰接在支撑杆210上，液压杆的伸出与缩回驱动其及上油管摆动导臂的摆动。所述下油管摆动导臂209位于液压支腿205外侧底端，所述上油管摆动导臂206位于液压支腿205内侧上端，所述链条202上开设有用来容纳运送油管的C型槽。

所述摆送机械手包括摆送机械臂901、摆送液压杆904、液压杆铰座902、支撑臂903。所述摆送机械臂901下端铰接在横支撑臂903外端，所述液压杆铰座902及横支撑臂903均固定在支撑多功能链式液压支腿的支撑杆210上，所述液压杆铰座902位于横支撑臂903上方，所述摆送液压杆904内端铰接在液压杆铰座902上，外端则和摆送机械臂901中部铰接，所述摆送机械臂901上端开设摆送油管凹槽。当支撑杆210上的摆送液压杆904伸出与缩回时摆送机械手摆动，配合摆动爪208、上油管摆动导臂206、油管导送机械手和油管抓送取机械手一起工作，实现油管的导入与导出。

所述油管导送机械手铰接在底盘本体右侧边的后端附近，所述油管导送机械手包括摆体601、滑轮602、摆臂603、液压缸604、链条副605、伺服电机606，所述摆体601通过铰轴座铰接在撬装底盘上，所述滑轮602位于摆臂603上端，起到支撑和导入导出油管的作用，所述液压缸604一端通过底座铰接在撬装底盘上，另一端铰接在摆体的铰接座上，通过液压缸的伸缩实现摆体601相对于底盘本体101左右方向上的摆动，所述链条副605位于摆臂603与摆体601所铰接的铰接轴上，所述伺服电机606固定在摆臂603上，通过其动作带动链条副605，实现摆臂603相对于底盘本体101前后方向上的摆动。

所述油管抓送取机械手通过导轨滑动式连接在底盘本体右侧边，所述油管抓送取机械手包括抓送手摆臂701、机械手驱动杆702、滑车703、液压缸704、链轮副705、伺服电机706、曲拐链轮副707、液压缸708；所述抓送手摆臂701铰接在滑车703上，滑车703前后滑动在底盘本体右侧边设置的导轨上，而链轮副705铰接在抓送手摆臂701和滑车连接的铰轴上；伺服电机706安装在抓送手摆臂701上，并带动链轮副705旋转，链轮副705带动抓送手摆臂701前后摆动，所述机械手709铰接在拐臂710上，所述拐臂一端铰接在抓送手摆臂701上端，另一端连接液压缸708，所述机械手驱动杆702一端连接液压缸708。另一端连接机械手709后端，实现机械手的抓紧与松开，所述曲拐链轮副707安装在拐臂上，所述液压缸704位于上抓送手摆臂701上并与曲拐链轮副707铰接，所述液压缸704曲拐链轮副707和拐臂旋转，继而带动机械手旋转，实现机械手的转向。

所述自动码管排放一体液压支腿设置两个，分别铰接在底盘本体左侧边的前后两端附近，所述自动码管排放一体液压支腿包括码管机械手301、码管机械手滑车302、滑车导轨303、托管架304、排放一体液压支腿305、C型内导柱306、码管摆臂307、丝杠308、拨叉309。所述码管机械手301位于码管机械手滑车302上，所述码管机械手滑车302位于滑车导轨303上，滑车导轨303铰接在排放一体液压支腿305上端，而排放一体液压支腿305下端横向方向通过码管摆臂307铰接在撬装底盘上，所述托管架304至少设置二个，所述托管架304内端铰接在C型内导柱306外，所述丝杠308同轴式设置在C型内导柱306内部，所述拨叉309在轴向配合在丝杠308外，径向上则伸出C型内导柱的缺口后进入所述托管架304开设的十字拨槽中的其中一个方向的槽中；所述C型内导柱306轴向端部连接上驱动电机，丝杠308下端连接下驱动电机，下驱动电机带动丝杠旋转，拨叉309在丝杠上下运动，同时C型内导柱306的缺口以及托管架304开设的十字槽作为拨叉309上下移动的导向槽，当运动到所需要旋转的托管架304开设的十字槽中位置时，下驱动电机停止，上驱动电机工作带动C型内导柱306旋转，C型内导柱306带动拨叉309拨动托管架304进行90度一次的旋转，通过C型内导柱306、丝杠308、拨叉309之间配合的工作，完成304托管架的旋转，以完成放、取油管的工作，所述码管摆臂307通过铰轴铰接在撬装底盘上，可以完成工作时的伸出和运输时的折合。

该实施例配合现有人工修井作业机使用:

撬装底盘1由自动码管排放一体液压支腿3中的排放一体液压支腿305及多功能链式传送液压支腿2中的液压支腿205展开支撑，液压支腿缩回及相应托管架及多功能传送链折合，可由拖车运输，极大地节省了运输空间，码管机械手301固定在码管机械手滑车302上，沿滑车导轨303水平移动；码管机械手301为现有技术，即通过驱动机构驱动抓手张开和闭合进行抓取油管，对此不再赘述。滑车上还包括含有带有直线齿条垂直导轨、上下运动驱动装置，机械手可以沿着此导轨上下移动，以抓取油管，两侧配有自动码管排放一体液压支腿3及多功能链式传送液压支腿2，有效的增加了托管架的使用量，当托管架上没有油管时，多功能链式传送液压支腿2从外部导入油管可直接用于上油管时托管架无料时的应急，也可卸油管时可通过，多功能链式传送液压支腿2直接把油管导出到机器人的外部，当托管架有油管时，机械手抓取油管，进行上管作业，上管时先从最上面的托管架中抓取油管，当托管架中油管用完时，此托管架就会旋转摆出，以便从下一个托管架抓取油管，当卸油管时，先从下层托管架开始码起，码满以后，上一层的托管架旋转至内部，进行码管作业。它们也可配合作业，可由多功能链式传送液压支腿装置导入的油管直接码放到托管架上，也可将托管架上的油管直接通过多功能链式传送液压支腿装置导出。

自动码管排放一体液压支腿3整体可以完成油管的储存与上、卸油管的辅助工作。当储存油管时，机械手抓紧油管，根据实际要求移动到内部，此时底层托管架304旋转至内部，机械手放管，码满后自下而上依次旋转码排；当取管时，机械手在相应位置抓紧油管，从内部托管架304上抓取油管，此时是上层托管架中抓取，取完后，这层托管架旋转至外部，以便机械手抓取下层托管架油管，自下而上依次抓取。当工作完成后，托管架304首先通过与排放一体液压支腿305连接处旋转折回，再由码管摆臂307与撬装底盘1连接的铰轴座旋转折回，节省空间以便运输。

滑套式无缆可转向吊卡4顶部通过销轴与吊轮连接，一侧通过非对称性滑套臂402、柔性导绳802柔性连接在随机伸缩式游车柔性导正驱动装置上。滑套式无缆可转向吊卡4沿柔性导绳上下运动，卡瓦405、双向凸轮拨叉406相配合位于吊卡组合体403上，转向驱动装置摆转传动销404与吊卡组合体403平键配合，连接在吊卡侧板401上，当游车带动吊卡下降，利用多功能液压卡瓦管钳5，精确定位油井上方使油管进入吊卡组合体内，位于随机伸缩式游车柔性导正驱动装置的主体的上摆动油缸808，通过摆动油缸808的工作使摆动拨杆807转动一定角度，从而拨动双向凸轮拨叉406，使吊卡内的卡瓦闭合，含住油管，游车上行，带动油管上行，当下面的油管管箍到达指定位置后停止上行，游车带动油管下行短距离时基座中的卡瓦自锁，加紧下面的油管，防止下面油管转动，当液压卡瓦卸下两油管的铰接，油管抓送取机械手7通过自身的伺服电机706带动；油管抓送取机械手的抓送手摆臂701摆动同时自身的滑车703沿撬装底盘上的导轨滑动，自身的机械手抓住上油管的下端，油管抓送取机械手7右行，同时游车下行，吊卡随油管动作旋转，当吊卡到达指定位置(便于自动码管排放一体液压支腿3上的机械手抓取油管的位置)，利用伸缩臂上的双C型一体拨叉804；拨动滑套式无缆可转向吊卡4上的双向凸轮拨叉406，使吊卡组合体403内的卡瓦张开，油管抓送取机械手7带动油管从吊卡组合体403内拔出，下吊卡转向驱动臂810伸出，游车带动滑套式无缆可转向吊卡4下行，下吊卡转向驱动臂810驱动转向驱动装置摆转传动销404，使吊卡组合体403处于垂直状态，游车带动滑套式无缆可转向吊卡4上行短距离，下吊卡转向驱动臂810收回，游车带动吊卡下行含住油管，重复卸油管的工作。上油管时：游车带动滑套式无缆可转向吊卡4下行至双C型一体拨叉804下部，在上行，此时上吊卡转向驱动臂805伸出，挡住转向驱动装置摆转传动销404；使吊卡组合体403处于水平位置，通过抓送取机械手及导送机械手的配合将油管放入吊卡组合体403内部，此时利用伸缩臂上的双C型一体拨叉804，拨动吊卡上的双向凸轮拨叉406，使卡瓦405闭合，游车带动滑套式无缆可转向吊卡4上行，与7油管抓送、取机械手联动使油管垂直井口。当液压管钳将上油管和下油管的螺纹拧紧后，靠油管自重滑套式无缆可转向吊卡4随油管下行，至相应位置，液压管钳中的吊卡加紧油管，伸缩臂上的吊卡钳口张开闭合驱动装置驱动中的摆动拨杆807拨动双向凸轮拨叉406使滑套式无缆可转向吊卡4的钳口张开，滑套式无缆可转向吊卡4上行，至由抓送取机械手7上油管的位置，上吊卡转向驱动臂805伸出，使吊卡组合体403转至水平状态，以此重复上油管的工作。

随机伸缩式游车柔性导正驱动装置位于铰接在底盘本体101上的支撑臂上。柔性导绳802一端在导正驱动摆臂801上端的滑轮上，另一端固定在液压卡瓦上，工作时非对称性滑套臂沿导绳上下运动，双C型一体拨叉804、上吊卡转向驱动臂805、下吊卡转向驱动臂810固定在主体上，位于码管机械手301的上极限位置，双C型一体拨叉804、上吊卡转向驱动臂805、下吊卡转向驱动臂810配合滑套式无缆可转向吊卡4完成上卸油管的工作，液压缸803位于伸缩臂的内部，其液压杆的伸出与缩回，以此控制伸缩臂的伸出与缩回，自平衡液压支腿806与接在撬装底盘上的支撑臂上连接，当随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动液压缸驱动主体伸出时，液压支腿伸出，起到支撑主体和撬装底盘的作用。摆动拨杆807与摆动油缸808配合铰接，摆动油缸808通过支撑臂与伸缩臂主体铰接，当卸油管时，游车带动滑套式无缆可转向吊卡4下行，至油管管箍完全进入吊卡卡瓦上，摆动油缸808驱动摆动拨杆807从而驱动吊卡上的双向凸轮拨叉406，使吊卡组合体内的卡瓦闭合含住油管，游车带动滑套式无缆可转向吊卡4上行，当上油管时，游车带动含有油管的滑套式无缆可转向吊卡4下行至指定位置，摆动油缸808驱动摆动拨杆807从而驱动吊卡上的双向凸轮拨叉406，使吊卡组合体403内的卡瓦张开，从而松开油管。

多功能链式传送液压支腿靠伺服电机203、链条副204配合工作驱动C型输送链条转动，实现输送油管，下摆动导臂209与下链轮轴铰接，液压杆的伸缩驱动其绕下链轮轴转动，实现油管导入C型输送链条和由C型输送链条导出，所述下油管摆动导臂209与下端链轮的链轴铰接，摆动爪208与上油管摆动导臂206上的轴铰接，其和上油管摆动导臂206利用液压缸工作配合实现油管导入C型输送链条和由C型输送链条导出，液压支腿205位于与撬装底盘铰接的链送摆臂207上，所述链送摆臂外端与液压支腿法兰式连接，当液压支腿伸出时支撑撬装底盘的作用，当导入油管时，驱动下摆动导臂的液压杆伸出。下摆动导臂209绕链轮轴向上摆动，油管顺导臂滚入C型输送链条内，伺服电机203、链条副204配合工作驱动C型输送链条转动，油管由链条输送，当油管碰触上油管206摆动导臂时。油管滚出。顺上摆动臂滚动至摆动爪208内，驱动上摆动导臂的液压杆缩回，使摆动爪绕上摆动导臂上的轴转动，使油管导入油管导送机械手6和摆送机械手9上，再由自动码管排放一体液压支腿上的机械手抓取入托管架，或由油管抓送取机械手7抓取，进行上油管作业，当油管出库或卸油管时，上摆动导臂上的液压杆伸出使摆动爪208绕轴向上转动油管导送机械手6和摆送机械手9上的油管托起，继续伸出使上摆动导臂绕支撑臂上的轴转动，把油管导入C型输送链条中，伺服电机203、链条副204配合工作驱动C型输送链条反向转动，将油管导入到下摆动导臂上，这样就完成了油管的导入和导出工作。工作完毕后，液压支腿205缩回，其整体通过铰接撬装底盘的链送摆臂207绕铰轴缩回，节省空间，以便运输。

整机的收起状态为运输状态，展开为工作状态随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动液压缸104的作用下摆体绕铰座轴旋转实现摆体和大臂连接端面实现垂直和水平状态转换，与地面垂直状态时为工作状态，水平状态时为运输状态，此时伸缩臂由铰接在撬装底盘上的随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂103支撑，随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂103被随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动液压缸104驱动绕铰接在撬装底盘上的铰轴转动，再驱动随机伸缩式游车柔性导正驱动式装置上的导正驱动摆臂绕交接在撬装底盘上的铰轴转动实现伸缩臂的工作和运输状态间的转换，自动码管排放一体液压支腿及多功能链式传送液压支腿在驱动装置的驱动下，其自身的摆臂绕撬装底盘上的铰轴转动，自身的液压支腿的伸出与缩回，实现工作与运输状态的转换，当驱动装置驱动自动码管排放一体液压支腿和链式传送液压支腿运输状态时，其与撬装底盘上的铰座平齐，自身的液压支腿地脚板可收至撬装底盘最低面以上，至此整台辅机满足常规运输状态的外形尺寸要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (10)

1.一种自动修井机器人，其特征在于，包括撬装底盘、多功能链式传送液压支腿、自动码管排放一体液压支腿、滑套式无缆可转向吊卡、多功能液压卡瓦管钳、油管导送机械手、油管抓送取机械手、随机伸缩式游车柔性导正驱动装置、摆送机械手；所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置铰接在撬装底盘的后端，所述滑套式无缆可转向吊卡和多功能液压卡瓦管钳均安装在随机伸缩式游车柔性导正驱动装置上，多功能液压卡瓦管钳位于所述滑套式无缆可转向吊卡和井口之间，所述油管导送机械手同样铰接在撬装底盘的后端，所述油管抓送取机械手通过自身的铰轴滑车安装在撬装底盘的直线导轨上，所述自动码管排放一体液压支腿安装在撬装底盘的左侧的铰座中，所述多功能链式传送液压支腿通过自身铰臂安装在撬装底盘的右侧的铰座中，所述摆送机械手铰接在多功能链式液压支腿上。

2.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述随机伸缩式游车柔性导正驱动装置包括伸缩臂、导正驱动摆臂、柔性导绳、液压缸、双C型一体拨叉、上吊卡转向驱动臂、下吊卡转向驱动臂、自平衡液压支腿、摆动拨杆、摆动油缸；所述导正驱动摆臂一端刚性连接在伸缩臂底端，另一端铰接在撬装底盘上的随机伸缩式游车柔性导正驱动装置收放驱动支撑臂所在的撬装底盘铰座上，所述柔性导绳固定在伸缩臂上，非对称性滑套臂套在柔性导绳上，所述液压缸位于伸缩臂的内部，驱动伸缩臂的伸出与缩回，所述双C型一体拨叉、上吊卡转向驱动臂、下吊卡转向驱动臂均位于伸缩臂上，且均各自连接各自的液压驱动装置，所述自平衡液压支腿位于导正驱动摆臂上，所述摆动拨杆与摆动油缸位于导正驱动摆臂上，所述摆动拨杆与摆动油缸配合，通过摆动油缸的工作使摆动拨杆转动，从而拨动滑套式无缆可转向吊卡的双向凸轮拨叉。

3.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述撬装底盘包括底盘本体、支撑架、收放驱动支撑臂、收放驱动液压缸，所述支撑架通过铰座连接在底盘本体上，所述收放驱动支撑臂通过铰座铰接在底盘本体的后端，所述收放驱动液压缸通过中间铰轴座连接在收放驱动支撑臂上，所述收放驱动液压缸中的液压杆下端则铰接在导正驱动装置摆臂上。

4.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述滑套式无缆可转向吊卡包括吊卡侧板、非对称性滑套臂、吊卡组合体、转向驱动装置摆转传动销、卡瓦、双向凸轮拨叉，所述非对称性滑套臂固定在吊卡侧板上，并与柔性导绳套接，所述吊卡组合体通过转向驱动装置摆转传动销与吊卡侧板铰接，所述卡瓦、双向凸轮拨叉位于吊卡组合体内，所述双向凸轮拨叉与吊卡主体内的卡瓦配合连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述多功能液压卡瓦管钳包括液压管钳、液压管钳滑座、液压管钳升降台、液压卡瓦、升降台液压缸、卡瓦钳口；所述液压管钳升降台固定在液压卡瓦上，所述液压管钳位于液压管钳滑座上实现水平运动，所述液压管钳滑座位于液压管钳升降台上实现上下运动；所述液压卡瓦中心为卡瓦钳口，所述液压卡瓦固定在井口上。

6.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述多功能链式传送液压支腿设置有两个，分别铰接在底盘本体右侧边的前后两端附近，所述多功能链式传送液压支腿包括链轮、链条、伺服电机、链条副、液压支腿、上油管摆动导臂、链送摆臂、摆动爪、下油管摆动导臂、支撑杆，所述液压支腿上下两端均设置链轮，所述链条缠绕两链轮上，所述伺服电机、链条副也固定在液压支腿上，所述伺服电机通过链条副带动链轮和链条，所述链送摆臂外端与液压支腿法兰式连接，所述链送摆臂内端通过铰轴铰接在撬装底盘上，所述上油管摆动导臂中间通过铰轴铰接在与液压支腿连接的支撑杆上，所述下油管摆动导臂与液压支腿下端链轮的链轴铰接，所述链送摆臂内端连接链送摆臂液压杆，所述摆动爪一端铰接在上油管摆动导臂上，另一端铰接摆动爪液压杆上端，摆动爪液压杆下端铰接在支撑杆上，所述下油管摆动导臂位于液压支腿外侧底端，所述上油管摆动导臂位于液压支腿内侧上端，所述链条上开设有用来容纳运送油管的C型槽。

7.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述摆送机械手包括摆送机械臂、摆送液压杆、液压杆铰座、支撑臂，所述摆送机械臂下端铰接在横支撑臂外端，所述液压杆铰座及横支撑臂均固定在支撑多功能链式液压支腿的支撑杆上，所述液压杆铰座位于横支撑臂上方，所述摆送液压杆内端铰接在液压杆铰座上，外端则和摆送机械臂中部铰接，所述摆送机械臂上端开设摆送油管凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述油管导送机械手铰接在底盘本体右侧边的后端附近，所述油管导送机械手包括摆体、滑轮、摆臂、液压缸、链条副、伺服电机，所述摆体通过铰轴座铰接在撬装底盘上，所述滑轮位于摆臂上端，起到支撑和导入导出油管的作用，所述液压缸一端通过底座铰接在撬装底盘上，另一端铰接在摆体的铰接座上，通过液压缸的伸缩实现摆体相对于底盘本体左右方向上的摆动，所述链条副位于摆臂与摆体所铰接的铰接轴上，所述伺服电机固定在摆臂上，带动链条副实现摆臂相对于底盘本体前后方向上的摆动。

9.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述油管抓送、取机械手通过导轨滑动式连接在底盘本体右侧边，所述油管抓送取机械手包括抓送手摆臂、机械手驱动杆、滑车、液压缸、链轮副、伺服电机、曲拐链轮副、液压缸；所述抓送手摆臂铰接在滑车上，滑车前后滑动在底盘本体右侧边设置的导轨上，而链轮副铰接在抓送手摆臂和滑车连接的铰轴上；伺服电机安装在抓送手摆臂上，并带动链轮副旋转，链轮副带动抓送手摆臂前后摆动，所述机械手铰接在拐臂上，所述拐臂一端铰接在抓送手摆臂上端，另一端连接液压缸，所述机械手驱动杆一端连接液压缸，另一端连接机械手后端，所述曲拐链轮副安装在拐臂上，所述液压缸位于上抓送手摆臂上并与曲拐链轮副铰接，所述液压缸曲拐链轮副和拐臂旋转，继而带动机械手旋转。

10.根据权利要求1所述的一种自动修井机器人，其特征在于，所述自动码管排放一体液压支腿设置两个，分别铰接在底盘本体左侧边的前后两端附近，所述自动码管排放一体液压支腿包括码管机械手、码管机械手滑车、滑车导轨、托管架、排放一体液压支腿、C型内导柱、码管摆臂、丝杠、拨叉，所述码管机械手位于码管机械手滑车上，所述码管机械手滑车位于滑车导轨上，滑车导轨铰接在排放一体液压支腿上端，而排放一体液压支腿下端横向方向通过码管摆臂铰接在撬装底盘上，所述托管架至少设置二个，所述托管架内端铰接在C型内导柱外，所述丝杠同轴式设置在C型内导柱内部，所述拨叉在轴向配合在丝杠外，径向上则伸出C型内导柱的缺口后进入所述托管架开设的十字拨槽中的其中一个方向的槽中；所述C型内导柱轴向端部连接上驱动电机，丝杠下端连接下驱动电机，下驱动电机带动丝杠旋转，拨叉在丝杠上下运动，同时C型内导柱的缺口以及托管架开设的十字槽作为拨叉上下移动的导向槽，所述码管摆臂通过铰轴铰接在撬装底盘上。