CN212671613U - 一种自走式自动修井车及其上卸扣机械臂 - Google Patents

Abstract

一种自走式自动修井车及其上卸扣机械臂，该自走式自动修井车包括运输车和安装在所述运输车上的电液系统、井架和底盘支腿，所述井架上安装有上卸扣机械臂，所述上卸扣机械臂与所述电液系统连接，该上卸扣机械臂包括：上卸扣平台，包括摆动机构和升降机构，所述升降机构包括升降液压杆和升降滚柱导轨，所述摆动机构安装在所述升降滚柱导轨上，并与所述升降液压杆连接；伸缩机构，安装在所述摆动机构上；以及旋扣机构，包括旋扣钳和背钳，所述背钳安装在所述伸缩机构上，所述旋扣钳设置在所述背钳上方并与所述背钳连接。本实用新型解决了现有修井平台搭建繁琐和旋扣机构灵活性较差的问题，具备灵活性高和自动旋扣的功能，可实现井口无人化作业。

Description

一种自走式自动修井车及其上卸扣机械臂

技术领域

本实用新型涉及一种油田修井装备，特别是一种用于油田修井的自走式自动修井车及其上卸扣机械臂。

背景技术

油田修井作业时，油管拆卸是必不可少的一步，由于石油管道是通过管道接箍螺纹连接在一起，所以通过旋扣机构可以将石油管道进行连接(上扣)或拆卸(卸扣)。传统的修井方式是在井口搭建施工平台，然后通过人工从事拆卸油管和排管等工作，自动化程度低，且搭建的平台不易移动，这就导致修井效率低，不得不将大量的时间浪费在修井平台搭建上。另外，现有的车载旋扣机构通常需要脱离车体设于井口，功能较为单一，无法调节旋扣机构的位置，且对施工环境具有一定的施工要求，通用性较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于油田修井的自走式自动修井车及其上卸扣机械臂。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种上卸扣机械臂，其中，包括：

上卸扣平台，包括摆动机构和升降机构，所述升降机构包括升降液压杆和升降滚柱导轨，所述摆动机构安装在所述升降滚柱导轨上，并与所述升降液压杆连接；

伸缩机构，安装在所述摆动机构上；以及

旋扣机构，包括旋扣钳和背钳，所述背钳安装在所述伸缩机构上，所述旋扣钳设置在所述背钳上方并与所述背钳连接。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述摆动机构包括摆臂和摆动液压缸，所述摆动液压缸安装在所述升降滚柱导轨的滑块上，所述摆臂的一端与所述摆动液压缸连接。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述伸缩机构包括伸缩臂、伸缩液压杆和伸缩滚柱导轨，所述伸缩臂安装在所述伸缩滚柱导轨上，所述伸缩滚柱导轨安装在所述摆臂上，所述伸缩液压杆的一端与所述摆动液压缸连接，所述伸缩液压杆的另一端与所述伸缩臂连接。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述旋扣钳包括旋扣钳体和安装在所述旋扣钳体上的驱动轮、从动轮、旋扣颚板和旋扣卡钳，所述旋扣颚板的外表面设置有颚齿，所述旋扣颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面，所述从动轮分别与所述驱动轮和旋扣颚板外表面的颚齿啮合，所述旋扣卡钳安装在所述旋扣钳体上并与所述旋扣颚板的内表面抵接，所述旋扣钳体上设置有旋扣钳口，所述旋扣颚板与旋扣卡钳分别对应于所述旋扣钳口设置有旋扣开口。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述旋扣卡钳包括对称设置的一对旋扣钳手，所述旋扣钳手为V型结构体，所述旋扣钳手的根部铰接在所述旋扣钳体上，所述旋扣钳手的外表面凸起部抵接在所述旋扣颚板的内表面上，所述旋扣钳手的内表面与油管的外表面适配。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述旋扣钳上还设置有接近开关，所述接近开关安装在所述旋扣钳体上并位于所述旋扣钳体的对称中心线上。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述旋扣钳和背钳之间设置有缓冲弹簧，所述旋扣钳和背钳之间通过螺钉连接，所述缓冲弹簧设置在所述螺钉的底部。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述背钳包括背钳体和安装在所述背钳体上的驱动齿轮、从动齿轮、颚板和卡钳，所述颚板的外表面设置有颚齿，所述颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面，所述从动齿轮分别与所述驱动齿轮和颚板外表面的颚齿啮合，所述卡钳安装在所述背钳体上并与所述颚板的内表面抵接，所述背钳体上设置有钳口，所述颚板与卡钳分别对应于所述钳口设置有开口。

上述的上卸扣机械臂，其中，所述升降滚柱导轨的一侧设置有多个均布的固定扣。

为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种自走式自动修井车，包括运输车和安装在所述运输车上的电液系统、井架和底盘支腿，其中，所述井架上安装有上述的上卸扣机械臂，所述上卸扣机械臂与所述电液系统连接。

本实用新型的有益功效在于：

本实用新型解决了现有修井平台搭建繁琐和旋扣机构灵活性较差的问题，具备灵活性高和自动旋扣的功能，可实现井口无人化作业。能够根据施工场所，通过上卸扣平台和伸缩机构调节旋扣机构，使其到达旋扣位置。当管箍位置到达旋扣位置时，背钳锁死用于连接石油管道的管箍，旋扣钳握住管箍上方的油管进行卸扣或上扣，大大提高了修井时油管的旋扣效率。对井口的施工环境要求较低，设备的运动机构较少，大幅度增加了井口的操作空间和修井车的施工效率，灵活度高，通用性好；同时旋扣机构的旋扣钳和背钳之间设有缓冲弹簧，提高了油管拆卸扣时的稳定性。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的自走式自动修井车结构示意图(工作状态)；

图2为本实用新型一实施例的自走式自动修井车结构示意图(运载状态)；

图3为本实用新型一实施例的上卸扣机械臂结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的旋扣钳结构示意图。

其中，附图标记

1 运输车

2 电液系统

3 井架

4 底盘支腿

5 上卸扣机械臂

51 上卸扣平台

511 摆动机构

5111 摆臂

5112 摆动液压缸

512 升降机构

5121 升降液压杆

5122 升降滚柱导轨

52 伸缩机构

521 伸缩液压杆

522 伸缩滚柱导轨

523 伸缩臂

53 旋扣机构

531 旋扣钳

5311 接近开关

5312 旋扣颚板

5313 旋扣钳体

5314 驱动轮

5315 从动轮

5316 旋扣卡钳

532 背钳

533 缓冲弹簧

54 固定扣

55 螺钉

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1及图2，图1为本实用新型一实施例的自走式自动修井车结构示意图(工作状态)，图2为本实用新型一实施例的自走式自动修井车结构示意图(运载状态)。本实用新型的自走式自动修井车，包括运输车1和安装在所述运输车1上的电液系统2、井架3和底盘支腿4，所述井架3上安装有上卸扣机械臂5，所述上卸扣机械臂5与所述电液系统2连接。该上卸扣机械臂5在工作时可根据需要设定高度并自由伸缩，非工作状态时可收起并随自走式自动修井车一起运载。因该自走式自动修井车其他部分的组成、结构、相互位置关系、连接关系及其功用等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本实用新型的卸扣机械臂予以详细说明。

参见图3，图3为本实用新型一实施例的上卸扣机械臂5结构示意图。本实用新型的上卸扣机械臂5，包括：上卸扣平台51，包括摆动机构511和升降机构512，所述升降机构512用于控制旋扣机构53调节高度，摆动机构511用于调节旋扣机构53在水平面的角度，所述升降机构512包括升降液压杆5121和升降滚柱导轨5122，所述摆动机构511安装在所述升降滚柱导轨5122上，并与所述升降液压杆5121连接，升降滚柱导轨5122的一侧设置有多个均布的固定扣54，上卸扣机械臂5通过固定扣54固连于运输车1的井架3上；伸缩机构52，安装在所述摆动机构511上，用于控制旋扣机构53接触油管；以及旋扣机构53，包括旋扣钳531和背钳532，所述背钳532安装在所述伸缩机构52上侧平面，所述旋扣钳531设置在所述背钳532上方并与所述背钳532连接。其中，所述摆动机构511包括摆臂5111和摆动液压缸5112，所述摆动液压缸5112安装在所述升降滚柱导轨5122的滑块上，所述摆臂5111的一端与所述摆动液压缸5112连接。所述伸缩机构52包括伸缩臂523、伸缩液压杆521和伸缩滚柱导轨522，所述伸缩液压杆521和伸缩滚柱导轨522用于控制伸缩臂523滑动，所述伸缩臂523安装在所述伸缩滚柱导轨522上，所述伸缩滚柱导轨522安装在所述摆臂5111上，所述伸缩液压杆521的一端与所述摆动液压缸5112连接，所述伸缩液压杆521的另一端与所述伸缩臂523连接。

参见图4，图4为本实用新型一实施例的旋扣钳531结构示意图。本实施例的所述旋扣钳531，包括旋扣钳体5313和安装在所述旋扣钳体5313上的驱动轮5314、从动轮5315、旋扣颚板5312和旋扣卡钳5316，所述旋扣颚板5312的外表面设置有颚齿，所述旋扣颚板5312的内表面包括顺序连接的不同弧度的多段圆弧面，所述从动轮5315分别与所述驱动轮5314和旋扣颚板5312外表面的颚齿啮合，所述旋扣卡钳5316安装在所述旋扣钳体5313上并与所述旋扣颚板5312的内表面抵接。其中，所述旋扣卡钳5316包括对称设置的一对旋扣钳手，所述旋扣钳手为V型结构体，所述旋扣钳手的根部铰接在所述旋扣钳体5313上，所述旋扣钳手的外表面凸起部抵接在所述旋扣颚板5312的内表面上，所述旋扣钳手的内表面与油管的外表面适配。本实施例的所述旋扣钳531上还可设置有接近开关5311，所述接近开关5311优选安装在所述旋扣钳体5313上并位于所述旋扣钳体5313的对称中心线上。

其中，所述旋扣钳531和背钳532之间还可设置有缓冲弹簧533，所述旋扣钳531和背钳532之间可通过螺钉55连接，所述缓冲弹簧533优选设置在所述螺钉55的底部。当旋扣钳531在转动油管时，背钳532和旋扣钳531之间的振动力较大，同时可能会出现受力不均的问题，影响旋扣效果。缓冲弹簧533可以起到很好的缓冲作用，通过弹簧的收缩或者伸展，调节背钳532和旋扣钳531的受力状况，以便提升油管旋扣的稳定性。

本实用新型的所述背钳532与旋扣钳531的结构类似，可包括背钳体和安装在所述背钳体上的驱动齿轮、从动齿轮、颚板和卡钳，所述颚板的外表面设置有颚齿，所述颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面，所述从动齿轮分别与所述驱动齿轮和颚板外表面的颚齿啮合，所述卡钳安装在所述背钳体上并与所述颚板的内表面抵接。所述卡钳包括对称设置的一对钳手，所述钳手优选为V型结构体，所述钳手的根部铰接在所述背钳体上，所述钳手的外表面凸起部抵接在所述颚板的内表面上，所述钳手的内表面与油管的外表面适配。在工作时，所述主动齿轮在驱动电机的带动下转动，主动齿轮带动从动齿轮和颚板转动，由于所述颚板的内表面为弧度不同的多段圆弧面，卡钳的V型凸起部位顶紧颚板的内表面。颚板在转动时，由于卡钳铰接在背钳体的底板上，卡钳会随着所以颚板转动受到其内表面的挤压，使其钳口变小，以抱紧油管接箍。同理，所述旋扣钳531同样原理使得旋扣卡钳5316抱紧油管后，旋扣颚板5312和旋扣卡钳5316再整体转动带动油管转动，最终完成油管与管箍分离。

工作时，根据现场施工环境，将自动修井车停放后，使用吊卡向上提升油管，配合井口的自动卡瓦，确定油管管箍的具体位置。待车载吊管施工平台搭建完成后，使用摆动液压缸5112带动摆臂5111摆出旋扣机构53，然后根据管箍的具体位置，调整旋扣机构53的高度，即通过升降液压杆5121和升降滚柱导轨5122实现纵向伸缩，使旋扣机构53的背钳532与管箍处于同一水平面，旋扣钳531与管箍上端的油管处于同一水平面，完成旋扣平台搭建。在旋扣平台搭建完成后，每次吊卡将油管吊起固定高度后，用于油管连接的管箍会处于设定的位置，伸缩液压杆521会推动旋扣机构53在伸缩滚柱导轨522上滑动，此时位于旋扣钳531上的接近开关5311会实时检测旋扣钳体5313与油管的距离，当接近开关5311检测到旋扣钳体5313与油管的距离满足设定行程后，即背钳532和旋扣钳531分别与管箍和油管接触时，所述伸缩液压杆521停止推送，并保持压力恒定，然后背钳532卡住管箍，防止管箍转动，同时旋扣钳531握紧油管旋转，将油管分离。完成管道分离后，背钳532和旋扣钳531泄压松开管箍和油管，伸缩液压杆521泄压收缩，带动伸缩臂523滑动，使旋扣机构53脱离油管。当用于油管连接时，吊卡将油管送到管箍处，旋扣机构53通过伸缩液压杆521与油管接触，背钳532卡住管箍，旋扣钳531旋转将油管连接在一起。

本实用新型解决了现有修井平台搭建繁琐和旋扣机构53灵活性较差的问题，具备灵活性高和自动旋扣的功能，可实现井口无人化作业。当管箍位置到达旋扣位置时，背钳532锁死用于连接管道的管箍，旋扣钳531握住管箍上方的油管进行卸扣或上扣，大大提高了修井时油管的旋扣效率。对井口的施工环境要求较低，设备的运动机构较少，大幅度增加了井口的操作空间和修井车的施工效率，灵活度高，通用性好。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种上卸扣机械臂，其特征在于，包括：

上卸扣平台，包括摆动机构和升降机构，所述升降机构包括升降液压杆和升降滚柱导轨，所述摆动机构安装在所述升降滚柱导轨上，并与所述升降液压杆连接；

伸缩机构，安装在所述摆动机构上；以及

旋扣机构，包括旋扣钳和背钳，所述背钳安装在所述伸缩机构上，所述旋扣钳设置在所述背钳上方并与所述背钳连接。

2.如权利要求1所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述摆动机构包括摆臂和摆动液压缸，所述摆动液压缸安装在所述升降滚柱导轨的滑块上，所述摆臂的一端与所述摆动液压缸连接。

3.如权利要求2所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述伸缩机构包括伸缩臂、伸缩液压杆和伸缩滚柱导轨，所述伸缩臂安装在所述伸缩滚柱导轨上，所述伸缩滚柱导轨安装在所述摆臂上，所述伸缩液压杆的一端与所述摆动液压缸连接，所述伸缩液压杆的另一端与所述伸缩臂连接。

4.如权利要求1、2或3所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述旋扣钳包括旋扣钳体和安装在所述旋扣钳体上的驱动轮、从动轮、旋扣颚板和旋扣卡钳，所述旋扣颚板的外表面设置有颚齿，所述旋扣颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面，所述从动轮分别与所述驱动轮和旋扣颚板外表面的颚齿啮合，所述旋扣卡钳安装在所述旋扣钳体上并与所述旋扣颚板的内表面抵接，所述旋扣钳体上设置有旋扣钳口，所述旋扣颚板与旋扣卡钳分别对应于所述旋扣钳口设置有旋扣开口。

5.如权利要求4所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述旋扣卡钳包括对称设置的一对旋扣钳手，所述旋扣钳手为V型结构体，所述旋扣钳手的根部铰接在所述旋扣钳体上，所述旋扣钳手的外表面凸起部抵接在所述旋扣颚板的内表面上，所述旋扣钳手的内表面与油管的外表面适配。

6.如权利要求4所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述旋扣钳上还设置有接近开关，所述接近开关安装在所述旋扣钳体上并位于所述旋扣钳体的对称中心线上。

7.如权利要求1、2或3所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述旋扣钳和背钳之间设置有缓冲弹簧，所述旋扣钳和背钳之间通过螺钉连接，所述缓冲弹簧设置在所述螺钉的底部。

8.如权利要求1、2或3所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述背钳包括背钳体和安装在所述背钳体上的驱动齿轮、从动齿轮、颚板和卡钳，所述颚板的外表面设置有颚齿，所述颚板的内表面包括顺序连接的多段圆弧面，所述从动齿轮分别与所述驱动齿轮和颚板外表面的颚齿啮合，所述卡钳安装在所述背钳体上并与所述颚板的内表面抵接，所述背钳体上设置有钳口，所述颚板与卡钳分别对应于所述钳口设置有开口。

9.如权利要求1、2或3所述的上卸扣机械臂，其特征在于，所述升降滚柱导轨的一侧设置有多个均布的固定扣。

10.一种自走式自动修井车，包括运输车和安装在所述运输车上的电液系统、井架和底盘支腿，其特征在于，所述井架上安装有上述权利要求1-9中任意一项所述的上卸扣机械臂，所述上卸扣机械臂与所述电液系统连接。

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