CN206263954U - 油田钻井平台的专用机械手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钻井平台井口装置的技术领域，是一种油田钻井平台的专用机械手臂，其包括机械手臂包括底座、回转驱动支撑座、回转驱动装置、液压缸支座、第一伸缩臂总成、机械爪总成。本实用新型结构合理而紧凑，通过设置在基座上的液压源系统与配电系统，回转驱动装置可以进行多角度的自由旋转，利用液压源系统可以使第一伸缩臂总成实现伸缩功能，同时可以实现机械爪总成的抓握，能够代替人工进行灵活高效地作业，不仅省时省力，而且充分保障了操作工人的安全。

Description

油田钻井平台的专用机械手臂

技术领域

本实用新型涉及钻井平台井口装置的技术领域，是一种油田钻井平台的专用机械手臂。

背景技术

目前钻井平台上的操作工人，在井口进行甩钻杆、接钻杆对扣、排立柱、下立柱、排钻挺、方钻杆进大鼠洞等一系列井口作业时，由于作业设备的自动化程度不高，因此仍会消耗大量的人力，致使操作工人不仅劳动强度大、效率低，而且在操作过程中存在许多潜在的安全隐患，一不小心就会引发严重的安全事故与巨大的经济损失。

发明内容

本实用新型提供了一种油田钻井平台的专用机械手臂，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有工人在井口作业中劳动强度大、效率低和安全隐患多的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种油田钻井平台的专用机械手臂包括底座、回转驱动支撑座、回转驱动装置、液压缸支座、第一伸缩臂总成、机械爪总成，回转驱动支撑座固定安装在底座的上端面上，可做圆周旋转运动的回转驱动装置固定安装在回转驱动支撑座的上端面上，液压缸支座固定安装在回转驱动装置上，第一伸缩臂总成的左端都铰接在液压缸支座上，第一伸缩臂总成的右端与液压驱动的机械爪总成铰接，液压缸支座内设置有液压缸，液压缸的壳体下端与液压缸支座铰接，液压缸上端的液压杆与伸缩臂铰接。

上述第一伸缩臂总成包括第一手臂连杆、第二手臂连杆、第三手臂连杆、第四手臂连杆、连接盘壳体、第一连接双耳板、第二连接双耳板、单耳板，第一手臂连杆在第二手臂连杆的上侧，第一手臂连杆与第二手臂连杆的上端分别铰接在连接盘壳体的内部，单耳板固定安装在第一手臂连杆上且位于第一手臂连杆上端铰接点的附近，第四手臂连杆在第三手臂连杆的上侧，第三手臂连杆与第四手臂连杆的下端分别铰接在液压缸支座的内部，第四手臂连杆的上端与连接盘壳体的内部铰接，第三手臂连杆的上端通过第一连接双耳板的下端铰接在连接盘壳体上，第一连接双耳板的上端与第二连接双耳板的左端铰接，第二连接双耳板的右端与单耳板铰接，第三手臂连杆、第一连接双耳板、第二连接双耳板、单耳板、第四手臂连杆共同构成相互联动的连杆机构，液压缸上端的液压杆与第三手臂连杆的中下部铰接。

上述第一手臂连杆与第二手臂连杆相互平行，第三手臂连杆与第四手臂连杆相互平行。

上述油田钻井平台的专用机械手臂还包括与第一伸缩臂总成平行设置的第二伸缩臂总成，第二伸缩臂总成与第一伸缩臂总成结构相同，第二伸缩臂总成与第一伸缩臂总成前后对称分布。

上述第二伸缩臂总成上的连接盘与第一伸缩臂总成上的连接盘壳体之间设置有前后铰接的加强轴。

上述底座、回转驱动支撑座、回转驱动装置、液压缸支座、第一伸缩臂总成、第二伸缩臂总成的外表面上都设置有防腐涂层。

本实用新型结构合理而紧凑，通过设置在基座上的液压源系统与配电系统，回转驱动装置可以进行多角度的自由旋转，利用液压源系统可以使第一伸缩臂总成和第二伸缩臂总成实现伸缩功能，同时可以实现机械爪总成的抓握，能够代替人工进行灵活高效地作业，不仅省时省力，而且充分保障了操作工人的安全。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例处于半展开状态的主视结构示意图。

附图2为本实用新型最佳实施例处于全展开状态的主视结构示意图。

附图3为本实用新型最佳实施例处于全收回状态的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为底座， 2为液压源系统，3为配电系统，4为回转驱动支撑座，5为回转驱动装置，6为液压缸支座，7为第一手臂连杆，8为第二手臂连杆，9为第三手臂连杆，10为第四手臂连杆，11为液压缸，12为连接盘壳体，13为第一连接双耳板，14为第二连接双耳板，15为单耳板，16为机械爪总成，17为加强轴。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该油田钻井平台的专用机械手臂包括底座1、回转驱动支撑座4、回转驱动装置5、液压缸支座6、第一伸缩臂总成、机械爪总成16，回转驱动支撑座4固定安装在底座1的上端面上，可做圆周旋转运动的回转驱动装置5固定安装在回转驱动支撑座4的上端面上，液压缸支座6固定安装在回转驱动装置5上，第一伸缩臂总成的左端都铰接在液压缸支座6上，第一伸缩臂总成的右端与液压驱动的机械爪总成16铰接，液压缸支座6内设置有液压缸11，液压缸11的壳体下端与液压缸支座6铰接，液压缸11上端的液压杆与伸缩臂铰接。当设备开始运转时，安装在底座1上的配电系统3可驱动回转驱动装置5进行旋转，进而带动安装在回转驱动装置5上的液压缸支座6进行周向的旋转运动，而液压源系统2驱动液压缸11，从而实现第一伸缩臂总成的左右伸缩，通过连接在液压源系统2上的液压管线，可以使机械爪总成16实现抓握的动作，进而可以灵活、高效地完成井口的作业。

可根据实际需要，对上述油田钻井平台的专用机械手臂作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，第一伸缩臂总成包括第一手臂连杆7、第二手臂连杆8、第三手臂连杆9、第四手臂连杆10、连接盘壳体12、第一连接双耳板13、第二连接双耳板14、单耳板15，第一手臂连杆7在第二手臂连杆8的上侧，第一手臂连杆7与第二手臂连杆8的上端分别铰接在连接盘壳体12的内部，单耳板15固定安装在第一手臂连杆7上且位于第一手臂连杆7上端铰接点的附近，第四手臂连杆10在第三手臂连杆9的上侧，第三手臂连杆9与第四手臂连杆10的下端分别铰接在液压缸支座6的内部，第四手臂连杆10的上端与连接盘壳体12的内部铰接，第三手臂连杆9的上端通过第一连接双耳板13的下端铰接在连接盘壳体12上，第一连接双耳板13的上端与第二连接双耳板14的左端铰接，第二连接双耳板14的右端与单耳板15铰接，第三手臂连杆9、第一连接双耳板13、第二连接双耳板14、单耳板15、第四手臂连杆10共同构成相互联动的连杆机构，液压缸11上端的液压杆与第三手臂连杆9的中下部铰接。当液压缸11内的液压杆升起时，第三手臂连杆9向右运动，进而通过第一连接双耳板13、第二连接双耳板14、单耳板15带动第一手臂连杆7向右运动，从而可以实现第一伸缩臂总成的展开动作，收回动作与之相反。本实用新型的机械臂总成通过连杆机构实现联动，只需要一个液压缸即可实现伸缩臂总成的伸缩动作，并且可以保持机械爪总成处于水平状态。

如附图1、2、3所示，第一手臂连杆7与第二手臂连杆8相互平行，第三手臂连杆9与第四手臂连杆10相互平行，平行设计有助于第一伸缩臂总成和第二伸缩臂总成形成较为完美的力矩，能够平顺地完成伸缩动作，否则很容易蹩劲，造成应力集中，导致设备的损坏。

如附图1所示，上述油田钻井平台的专用机械手臂还包括与第一伸缩臂总成平行设置的第二伸缩臂总成，第二伸缩臂总成与第一伸缩臂总成结构相同，第二伸缩臂总成与第一伸缩臂总成的左端都设置在液压缸支座6内且前后对称分布，因为手臂较长，而且铰点较多，一组伸缩臂的稳定与强度较差，两组伸缩臂就能够很好的解决这一问题。

如附图1、2、3所示，第二伸缩臂总成上的连接盘与第一伸缩臂总成上的连接盘壳体12之间设置有前后铰接的加强轴17，这样可以保证第一伸缩臂总成与第二伸缩臂总成在伸缩动作上的同步一致性，同时增强了第一伸缩臂总成与第二伸缩臂总成之间的稳定性与连接强度。

如附图1、2、3所示，底座1、回转驱动支撑座4、回转驱动装置5、液压缸支座6、第一伸缩臂总成、第二伸缩臂总成的外表面上都设置有防腐涂层延长了设备的使用寿命。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

伸缩臂连杆3、4、液缸固定座、伸缩臂中间连接盘形成第一个平行四边形结构；伸缩臂连杆1、2、机械手爪总成、伸缩臂中间连接盘形成第二个平行四边形结构。

本实用新型最佳实施例的使用过程：

本实用新型由机械爪总成16、伸缩臂总成、回转驱动装置5、底座1及回转驱动支撑座4、液压源系统2、配电系统3及遥控系统共六部分组成；配电系统3、液压源系统2、机械传动系统固定在底座1上。

机械传动系统包括与底座1连接的回转驱动支撑座4、与回转驱动支撑座4连接的回转驱动装置5，与回转驱动装置5连接的伸缩臂总成，以及与伸缩臂总成连接的机械爪总成16。

伸缩臂总成包括第一伸缩臂总成和第二伸缩臂总成，第一伸缩臂总成包括第一手臂连杆7、第二手臂连杆8、第三手臂连杆9、第四手臂连杆10、液压缸支座6、连接盘壳体12以及液压缸11组成，其中，第三手臂连杆9、第四手臂连杆10的下端与液压缸支座6铰接，上端与连接盘壳体12铰接；第一手臂连杆7、第二手臂连杆8的下端与机械爪总成16铰接，上端与连接盘壳体12铰接；第三手臂连杆9、第四手臂连杆10、液压缸支座6、连接盘壳体12形成第一个平行四边形结构；第一手臂连杆7、第二手臂连杆8、机械爪总成16、连接盘壳体12形成第二个平行四边形结构。

机械爪总成16由内置液压油缸及在其驱动下可以抓持钻具的左右卡子组成。液压缸11、机械爪总成16内置液压油缸分别与液压源系统2连接；机械手爪有两种尺寸，可分别用于5寸以下钻杆和8寸以下钻铤的作业，二者通过拆卸销轴，即能实现更换。

伸缩臂总成依靠液压缸11可伸出和收缩，最大工作半径为3m；回转驱动装置5由蜗轮蜗杆减速器和液压马达组成，可在360°范围内旋转；液压源系统2中的液压泵采用双联泵，可使液压源系统2选择在高速或低速下工作；遥控系统可在30m工作范围内操作该油田钻井平台的专用机械手臂，完成左转、右转、前进、后退、握紧和松开动作，遥控器设计有高速和低速按钮。

Claims (7)

1.一种油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于包括底座、回转驱动支撑座、回转驱动装置、液压缸支座、第一伸缩臂总成、机械爪总成，回转驱动支撑座固定安装在底座的上端面上，可做圆周旋转运动的回转驱动装置固定安装在回转驱动支撑座的上端面上，液压缸支座固定安装在回转驱动装置上，第一伸缩臂总成的左端都铰接在液压缸支座上，第一伸缩臂总成的右端与液压驱动的机械爪总成铰接，液压缸支座内设置有液压缸，液压缸的壳体下端与液压缸支座铰接，液压缸上端的液压杆与伸缩臂铰接。

2.根据权利要求1所述的油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于第一伸缩臂总成包括第一手臂连杆、第二手臂连杆、第三手臂连杆、第四手臂连杆、连接盘壳体、第一连接双耳板、第二连接双耳板、单耳板，第一手臂连杆在第二手臂连杆的上侧，第一手臂连杆与第二手臂连杆的上端分别铰接在连接盘壳体的内部，单耳板固定安装在第一手臂连杆上且位于第一手臂连杆上端铰接点的附近，第四手臂连杆在第三手臂连杆的上侧，第三手臂连杆与第四手臂连杆的下端分别铰接在液压缸支座的内部，第四手臂连杆的上端与连接盘壳体的内部铰接，第三手臂连杆的上端通过第一连接双耳板的下端铰接在连接盘壳体上，第一连接双耳板的上端与第二连接双耳板的左端铰接，第二连接双耳板的右端与单耳板铰接，第三手臂连杆、第一连接双耳板、第二连接双耳板、单耳板、第四手臂连杆共同构成相互联动的连杆机构，液压缸上端的液压杆与第三手臂连杆的中下部铰接。

3.根据权利要求2所述的油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于第一手臂连杆与第二手臂连杆相互平行，第三手臂连杆与第四手臂连杆相互平行。

4.根据权利要求1或2或3所述的油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于油田钻井平台的专用机械手臂还包括与第一伸缩臂总成平行设置的第二伸缩臂总成，第二伸缩臂总成与第一伸缩臂总成结构相同，第二伸缩臂总成与第一伸缩臂总成前后对称分布。

5.根据权利要求4所述的油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于第二伸缩臂总成上的连接盘与第一伸缩臂总成上的连接盘壳体之间设置有前后铰接的加强轴。

6.根据权利要求4所述的油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于底座、回转驱动支撑座、回转驱动装置、液压缸支座、第一伸缩臂总成、第二伸缩臂总成的外表面上都设置有防腐涂层。

7.根据权利要求5所述的油田钻井平台的专用机械手臂，其特征在于底座、回转驱动支撑座、回转驱动装置、液压缸支座、第一伸缩臂总成、第二伸缩臂总成的外表面上都设置有防腐涂层。