CN213063500U - 一种加减钻杆的机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加减钻杆的机械手，包括支撑座、主臂、二阶臂、悬臂、卡瓦、第一倾角调节油缸、摆动油缸、调垂油缸以及第二倾角调节油缸；所述主臂的下端铰接在所述支撑座上，所述主臂的上端铰接在所述二阶臂上，所述第一倾角调节油缸的一端铰接在所述支撑座上，所述第一倾角调节油缸的另一端铰接在所述主臂上，所述摆动油缸的一端铰接在所述主臂上，所述摆动油缸的另一端与所述二阶臂的一端铰接相连，所述二阶臂的另一端铰接在所述悬臂上，所述调垂油缸的一端铰接在所述二阶臂上，所述调垂油缸的另一端与所述悬臂的上端铰接相连。本实用新型使工人由原来的劳动者变为现在的操作者，改变了传统钻杆安装方式，提高钻井法施工效率。

Description

一种加减钻杆的机械手

技术领域

本实用新型涉及钻井施工设备领域，具体地说涉及一种加减钻杆的机械手。

背景技术

目前，在钻井施工中，常规钻机上使用的加减钻杆设备结构简单，加减钻杆时通常需要人工辅助，高强度的往复操作对工人体力和耐力都是很大的考验。不仅对工人体力要求很高，同时存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可代替人工完成加减钻杆操作的加减钻杆的机械手。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种加减钻杆的机械手，包括支撑座、主臂、二阶臂、悬臂、卡瓦、第一倾角调节油缸、摆动油缸、调垂油缸以及第二倾角调节油缸；

所述主臂的下端铰接在所述支撑座上，所述主臂的上端铰接在所述二阶臂上，所述第一倾角调节油缸的一端铰接在所述支撑座上，所述第一倾角调节油缸的另一端铰接在所述主臂上，所述摆动油缸的一端铰接在所述主臂上，所述摆动油缸的另一端与所述二阶臂的一端铰接相连，所述二阶臂的另一端铰接在所述悬臂上，所述调垂油缸的一端铰接在所述二阶臂上，所述调垂油缸的另一端与所述悬臂的上端铰接相连，所述卡瓦铰接在所述悬臂的下端，所述第二倾角调节油缸的一端铰接在所述悬臂上，所述第二倾角调节油缸的另一端铰接在所述卡瓦上。

进一步地，所述支撑座包括底座和塔座，所述塔座通过第一回转机构安装在所述底座的顶部，所述主臂的下端铰接在所述塔座上。

进一步地，所述悬臂包括主悬臂和二阶悬臂，所述二阶悬臂通过第二回转机构安装在所述主悬臂的下端，所述调垂油缸的另一端与所述主悬臂的上端铰接相连，所述第二倾角调节油缸的一端铰接在所述二阶悬臂上，所述卡瓦铰接在所述二阶悬臂的下端。

进一步地，所述卡瓦包括安装块、控制油缸和两个弧形夹板，两个所述弧形夹板的一端均铰接在所述安装块上，所述控制油缸的两端分别铰接在两个所述弧形夹板的外表面，所述安装块铰接在所述悬臂的下端，所述第二倾角调节油缸的另一端铰接在所述安装块上。

进一步地，所述弧形夹板的内表面铺设有防护软垫。

进一步地，所述第一回转机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮以及端面轴承，所述端面轴承连接在所述塔座和所述底座之间，所述电机固定在所述塔座上，所述主动齿轮固定在所述电机的输出轴上，所述从动齿轮固定在所述底座的外周，所述主动齿轮和所述从动齿轮相互啮合。

进一步地，所述第一倾角调节油缸、所述摆动油缸和所述调垂油缸的轴线平行于同一平面。

进一步地，所述主臂呈夹角大于90度的V形。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型中，主臂用于在竖向上支撑卡瓦在一定的位置，二阶臂用于在横向上支撑卡瓦在一定的位置，悬臂用于悬吊住卡瓦，根据三角形结构特性，第一倾角调节油缸可以调节主臂的倾斜角度，摆动油缸可以调节二阶臂摆动角度，第二倾角调节油缸悬臂的倾斜角度，而这些角度的改变均可以调节卡瓦的位置，从而使卡瓦具有一定空间任意运动，而卡瓦是一种夹持设备，可以在钻井过程中起下钻时卡住和悬持钻杆，来完成加减钻杆的操作，而且本实用新型只要控制各油缸就能够操作，实现了自动化控制，无需人工辅助，使工人由原来的劳动者变为现在的操作者，改变了传统钻杆安装方式，既可以降低劳动强度，减轻钻井工人的体力劳动，又能够缩短施工工期，提高钻井法施工效率，节约施工成本，保障施工安全，减少安全事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是图1中悬臂和卡瓦部分的左视图。

附图中各部件的标记为：1支撑台、2主臂、3二阶臂、4悬臂、5卡瓦、6第一倾角调节油缸、7摆动油缸、8调垂油缸、9第二倾角调节油缸、11底座、12塔座、13第一回转机构、14电机、15主动齿轮、16从动齿轮、17端面轴承、41主悬臂、42二阶悬臂、43第二回转机构、51安装块、52控制油缸、53弧形夹板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1和图2。

本实用新型加减钻杆的机械手，包括支撑台1、主臂2、二阶臂3、悬臂4、卡瓦5、第一倾角调节油缸6、摆动油缸7、调垂油缸8以及第二倾角调节油缸9；

所述主臂2的下端铰接在所述支撑台1上，所述主臂2的上端铰接在所述二阶臂3上，所述第一倾角调节油缸6的一端铰接在所述支撑台1上，所述第一倾角调节油缸6的另一端铰接在所述主臂2上，所述摆动油缸7的一端铰接在所述主臂2上，所述摆动油缸7的另一端与所述二阶臂3的一端铰接相连，所述二阶臂3的另一端铰接在所述悬臂4上，所述调垂油缸8的一端铰接在所述二阶臂3上，所述调垂油缸8的另一端与所述悬臂4的上端铰接相连，所述卡瓦5铰接在所述悬臂4的下端，所述第二倾角调节油缸9的一端铰接在所述悬臂4上，所述第二倾角调节油缸9的另一端铰接在所述卡瓦5上。

本实用新型中，主臂用于在竖向上支撑卡瓦在一定的位置，二阶臂用于在横向上支撑卡瓦在一定的位置，悬臂用于悬吊住卡瓦，根据三角形结构特性，第一倾角调节油缸可以调节主臂的倾斜角度，摆动油缸可以调节二阶臂摆动角度，调垂油缸可以调节悬臂的倾斜角度，第二倾角调节油缸可以调节卡瓦的倾斜角度，而这些角度的改变均可以改变卡瓦的位置，从而使卡瓦在一定空间内任意运动，而卡瓦是一种夹持设备，可以在钻井过程中起下钻时卡住和悬持钻杆，来完成加减钻杆的操作，而且本实用新型只要控制各油缸就能够操作，实现了自动化控制，无需人工辅助，使工人由原来的劳动者变为现在的操作者，改变了传统钻杆安装方式，既可以降低劳动强度，减轻钻井工人的体力劳动，又能够缩短施工工期，提高钻井法施工效率，节约施工成本，保障施工安全，减少安全事故的发生。

卡瓦是机械领域常见的夹持设备，本实用新型可以直接使用市售的卡瓦，也可以根据需要自行设计，只要能够夹持住钻杆即可，比如在一实施例中，本实用新型设计一种结构简单的卡瓦，包括安装块51、控制油缸52和两个弧形夹板53，两个所述弧形夹板53的一端均铰接在所述安装块51上，所述控制油缸52的两端分别铰接在两个所述弧形夹板53的外表面，所述安装块51铰接在所述悬臂4的下端，所述第二倾角调节油缸9的另一端铰接在所述安装块51上。这种卡瓦结构简单，容易制作，伸缩控制油缸就可以调节两个弧形夹板之间的角度，从而实现夹紧和松开钻杆。

在一实施例中，所述弧形夹板53的内表面铺设有防护软垫。这样设计，可以起到防止损坏钻杆和卡板的作用。

在一实施例中，所述支撑台1包括底座11和塔座12，所述塔座12通过第一回转机构13安装在所述底座11的顶部，所述主臂2的下端铰接在所述塔座12上。这样设计，通过第一回转机构，塔座可以相对于底座旋转，从而调节主臂的旋转角度，从而调节机械手的方向，增加了施工作业范围。

回转机构是机械领域常用的使部件转动的设备，最简单的可以是步进电机，本实用新型可以直接使用市售的回转机构，也可以根据需要自行设计，只要能够使塔座相对于底座旋转即可，比如在一实施例中，所述第一回转机构13包括电机14、主动齿轮15、从动齿轮16以及端面轴承17，所述端面轴承17连接在所述塔座12和所述底座11之间，所述电机14固定在所述塔座12上，所述主动齿轮15固定在所述电机14的输出轴上，所述从动齿轮16固定在所述底座11的外周，所述主动齿轮15和所述从动齿轮16相互啮合。端面轴承使塔台和底座之间转动连接，保证旋转顺畅，操作时，电机带动主动齿轮转动，由于从动齿轮固定在底座上无法转动，则主动齿轮在从动之齿轮上转动，从而带动塔台旋转，这种结构可以360度进行旋转，而且操作简单，能够自动化控制。

还比如，第一回转机构可以蜗轮蜗杆回转装置，包括回转驱动部件、蜗杆及蜗轮；驱动部件为液压回转马达，回转驱动部件的输出端与蜗杆固定连接，带动蜗杆做直线往复运动，蜗杆与蜗轮啮合，塔座固定在所述蜗轮上。

在一实施例中，所述悬臂4包括主悬臂41和二阶悬臂42，所述二阶悬臂42通过第二回转机构43安装在所述主悬臂41的下端，所述调垂油缸8的另一端与所述主悬臂41的上端铰接相连，所述第二倾角调节油缸9的一端铰接在所述二阶悬臂42上，所述卡瓦5铰接在所述二阶悬臂42的下端。这样设计，通过第二回转机构，二阶悬臂可以相对于主悬臂进行旋转，从而进一步调节卡瓦的旋转角度，增加了施工作业范围。

第二回转机构也可以直接使用市售的回转机构，或根据需要自行设计，比如与上述第一回转机构相同的结构。

在一实施例中，所述第一倾角调节油缸6、所述摆动油缸7和所述调垂油缸8的轴线平行于同一平面。这样设计，主臂、二阶臂和悬臂相互支撑性更好，结构更加稳定。

在一实施例中，所述主臂2呈夹角大于90度的V形。这样设计，便于主臂的上端在横向上伸出一定距离，与二阶臂配合连接。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本实用新型，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加减钻杆的机械手，其特征在于：包括支撑座、主臂、二阶臂、悬臂、卡瓦、第一倾角调节油缸、摆动油缸、调垂油缸以及第二倾角调节油缸；

所述主臂的下端铰接在所述支撑座上，所述主臂的上端铰接在所述二阶臂上，所述第一倾角调节油缸的一端铰接在所述支撑座上，所述第一倾角调节油缸的另一端铰接在所述主臂上，所述摆动油缸的一端铰接在所述主臂上，所述摆动油缸的另一端与所述二阶臂的一端铰接相连，所述二阶臂的另一端铰接在所述悬臂上，所述调垂油缸的一端铰接在所述二阶臂上，所述调垂油缸的另一端与所述悬臂的上端铰接相连，所述卡瓦铰接在所述悬臂的下端，所述第二倾角调节油缸的一端铰接在所述悬臂上，所述第二倾角调节油缸的另一端铰接在所述卡瓦上。

2.如权利要求1所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述支撑座包括底座和塔座，所述塔座通过第一回转机构安装在所述底座的顶部，所述主臂的下端铰接在所述塔座上。

3.如权利要求1或2所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述悬臂包括主悬臂和二阶悬臂，所述二阶悬臂通过第二回转机构安装在所述主悬臂的下端，所述调垂油缸的另一端与所述主悬臂的上端铰接相连，所述第二倾角调节油缸的一端铰接在所述二阶悬臂上，所述卡瓦铰接在所述二阶悬臂的下端。

4.如权利要求1或2所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述卡瓦包括安装块、控制油缸和两个弧形夹板，两个所述弧形夹板的一端均铰接在所述安装块上，所述控制油缸的两端分别铰接在两个所述弧形夹板的外表面，所述安装块铰接在所述悬臂的下端，所述第二倾角调节油缸的另一端铰接在所述安装块上。

5.如权利要求4所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述弧形夹板的内表面铺设有防护软垫。

6.如权利要求2所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述第一回转机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮以及端面轴承，所述端面轴承连接在所述塔座和所述底座之间，所述电机固定在所述塔座上，所述主动齿轮固定在所述电机的输出轴上，所述从动齿轮固定在所述底座的外周，所述主动齿轮和所述从动齿轮相互啮合。

7.如权利要求1或2所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述第一倾角调节油缸、所述摆动油缸和所述调垂油缸的轴线平行于同一平面。

8.如权利要求1或2所述的加减钻杆的机械手，其特征在于：所述主臂呈夹角大于90度的V形。

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