CN213234986U - 一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道，属于油气钻采设备技术领域。本实用新型的一种用于高架猫道的提升系统，所述提升系统装配于高架猫道的猫道台体上，所述提升系统包括装配于猫道台体上的驱动机构，以及可上下滑动的装配于猫道台体侧部的多个托臂单元，各个托臂单元的顶部分别连接有用于牵引其上下滑动的牵引绳，所述牵引绳分别经导向轮导向、并绕过定滑轮组汇集后与驱动机构相连接，通过所述驱动机构可驱动所有的所述牵引绳运动、联动各个所述托臂单元作同步升降运动。采用本实用新型时，能够同步的将钻具从排管架提升至猫道台体的台面上，也可同步的将钻具从猫道台体的台面下放至排管架上，同步性更高，安全性更好。

Description

一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道

技术领域

本实用新型涉及一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道，属于油气钻采设备技术领域。

背景技术

高架猫道是用于油气钻采设备技术领域的输送设备，其可将猫道台体侧向的排管架上的钻具向钻台面输送，也可以将钻台面上的钻具输送至猫道台体侧向的排管架上。

高架猫道(机械猫道)通常的结构是：包括猫道台体、提升系统、翻料系统、排管架、坡道以及绞车等部件；坡道的底端连接于猫道台体的前端，坡道的顶端用于连接钻台面，排管架设置于猫道台体的侧向用于排列支撑钻具，猫道台体的后端位置装配有绞车，钻台上也装配有绞车，用于分别牵引钻具的两端用以输送钻具，猫道台体的台面顶部设置有用于放置钻具的导向滑槽，该导向滑槽还作为钻具牵引输送时的过道，装配于猫道台体上的提升系统的托臂用于将钻具在猫道台体的台面与排管架之间输送，装配于猫道台体上的翻料系统能够将猫道台体的台面上的钻具翻转至托臂上。

例如，中国专利一种钻井高架猫道(申请号CN201721203861.5)。上述专利文献公开了一种具体的提升机构，通过其托臂可将钻具从排管架提升至猫道台体的台面上，也可将钻具从猫道台体的台面下降至排管架上。但是，上述专利文献公开的提升机构存在不足之处，其在猫道台体的一侧向，需要设置有2套托臂与滑车来实现对钻具的升降，每一套托臂与滑车由单独的油缸来驱动升降，需要2个油缸的同步驱动来实现2个托臂的同步升降，但是同步性不够理想，一旦2个油缸的同步性不高时，或者其中一个油缸发生故障时，容易造成钻具的倾翻，存在安全隐患。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道，本实用新型提升系统的驱动机构能够驱动托臂单元同步的升降，同步性更高，安全性更好。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于高架猫道的提升系统，所述提升系统装配于高架猫道的猫道台体上，所述提升系统包括装配于所述猫道台体上的驱动机构，以及可上下滑动的装配于所述猫道台体侧部的多个托臂单元，各个所述托臂单元的顶部分别连接有用于牵引其上下滑动的牵引绳，所述牵引绳分别经导向轮导向、并绕过定滑轮组汇集后与所述驱动机构相连接，通过所述驱动机构可驱动所有的所述牵引绳运动、联动各个所述托臂单元作同步升降运动。

当高架猫道采用本实用新型的提升系统时，通过本实用新型的提升系统的托臂单元可同步的将钻具从排管架提升至猫道台体的台面上，也可同步的将钻具从猫道台体的台面下放至排管架上。当使驱动机构作驱动工作时，所有的牵引绳将同时被驱动，牵引绳将联动各个对应的托臂单元作同步升降运动。在托臂单元上下转运钻具的过程中，由一个驱动机构就能够同时驱动了所有的托臂单元的同步升降运动，同步性高，钻具能够平稳的实现升降过程，钻具不会出现滑出托臂单元导致侧翻的情况，安全性更高；即使驱动机构出现故障，钻具也会停留在故障时的位置，不会因托臂单元的不同步而造成侧翻的安全隐患。当托臂单元将钻具下放至排管架上时，钻具能够支撑在排管架上。当托臂单元将钻具提升至猫道台体的台面上时，可借助钻具自身重力或人工推动的作力下，使得钻具翻滚入台面顶部的导向滑槽内，以便于将钻具向钻台面输送。本实用新型还对驱动机构作出了两种结构形式的具体设计，如下所示。

可供选择的第一种结构形式的驱动机构，所述驱动机构包括装配于所述猫道台体上的第一驱动伸缩杆，以及连接于所述第一驱动伸缩杆的驱动端的动滑轮组；各个所述托臂单元分别与对应的牵引绳的一端相连，所述牵引绳的另一端分别经所述导向轮导向、并绕过所述定滑轮组汇集、再绕过所述动滑轮组后与所述猫道台体固定连接。采用本设计时，第一驱动伸缩杆伸长时，在第一驱动伸缩杆作用下，托臂单元上升；第一驱动伸缩杆缩短时，在托臂单元自重的作用下，托臂单元降。

可供选择的第二种结构形式的驱动机构，所述驱动机构包括装配于所述猫道台体上的第一驱动伸缩杆，以及连接于所述第一驱动伸缩杆的驱动端的集绳架；各个所述托臂单元分别与对应的牵引绳的一端相连，所述牵引绳的另一端分别经所述导向轮导向、并绕过所述定滑轮组汇集后与所述集绳架固定连接。采用本设计时，第一驱动伸缩杆伸长时，在托臂单元自重的作用下，托臂单元下降；第一驱动伸缩杆缩短时，在第一驱动伸缩杆作用下，托臂单元上升。

上述两种结构形式的驱动机构，都能够实现同时驱动所有的牵引绳运动、联动各个托臂单元作同步升降运动的目的。第一驱动伸缩杆驱动托臂单元升降时，令第一驱动伸缩杆的伸缩速度为V1，托臂单元的运动速度为V2。下面对两种结构形式的驱动机构作出比较，指出各自的优势之处。对于第一种结构形式的驱动机构而言；得益于动滑轮组的设计，那么V1：V2＝1：2，第一驱动伸缩杆较小的伸缩距离就能够使得托臂单元产生较大的升降距离(1：2关系)，在满足托臂单元升降距离需求的前提下，可以采用尺寸相对较小的第一驱动伸缩杆，还能够节约装配空间，但是第一驱动伸缩杆需要输出的驱动力相对较大。对于第二种结构形式的驱动机构而言，由于没有动滑轮组的设计，第一驱动伸缩杆的驱动端通过集绳架与牵引绳相连，那么V1：V2＝1：1，第一驱动伸缩杆的伸缩距离与托臂单元的升降距离相同(1：1关系)，第一驱动伸缩杆需要输出的驱动力相对较小，但是第一驱动伸缩杆的尺寸相对较大。相比较而言，第一种结构形式的驱动机构是更加优选的设计，能够节约装配空间。

进一步的，所述驱动机构装配于所述猫道台体的台面底部位置，且所述第一驱动伸缩杆与所述台面大致平行。布置合理，能够节约装配空间，第一驱动伸缩杆横向的伸缩运动转化为了托臂单元竖向的升降运动。

进一步的，所述第一驱动伸缩杆为液压伸缩杆、电动伸缩杆或气动伸缩杆。

进一步的，各个所述托臂单元处于同一高度用于共同支撑钻具。能够确保钻具稳定可靠的升降。

可供选择的，所述托臂单元包括可上下滑动的装配于所述猫道台体侧部的滑车，以及设置于所述滑车上用于支撑钻具的托臂，所述滑车与所述牵引绳的一端相连。

进一步的，所述托臂包括与所述滑车相连的支撑部，以及凸出所述支撑部外侧上方的挡料部，且所述支撑部的顶面向所述猫道台体的方向倾斜。采用本设计时，当托臂单元将钻具提升至猫道台体的台面上时，由于支撑部的顶面向所述猫道台体的方向倾斜，能够钻具自身重力的作用下，翻滚入台面顶部的导向滑槽内。

优选的，所述提升系统有2套，2套所述提升系统分别设置于所述猫道台体的两侧位置。所述猫道台体两侧对应的设置有所述排管架。能够充分的利用高架猫道。

一种高架猫道，包括上述的提升系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道，提升系统的托臂单元可同步的将钻具从排管架提升至猫道台体的台面上，也可同步的将钻具从猫道台体的台面下放至排管架上。当使驱动机构作驱动工作时，所有的牵引绳将同时被驱动，牵引绳将联动各个对应的托臂单元作同步升降运动，同步性高，钻具能够平稳的实现升降过程，不会出现滑出托臂单元导致侧翻的情况，安全性更高。

附图说明

图1是提升系统的结构原理示意图，其中，驱动机构包括第一驱动伸缩杆和动滑轮组；

图2是提升系统的结构原理示意图，其中，驱动机构包括第一驱动伸缩杆和集绳架；

图3是提升系统有2套时的结构原理示意图；

图4是托臂单元侧视图；

图5是翻料系统的结构示意图；

图6是高架猫道的侧视图；

图7是高架猫道的正视图，其中，省略了坡道；

图8是高架猫道的俯视图，其中，省略了坡道；

图9是图8中的A-A向剖视图，其中，托臂单元下降至排管架的顶面下，钻具从排管架翻滚至托臂单元；

图10是图8中的A-A向剖视图，其中，托臂单元处于上升状态，将钻具提升向猫道台体的台面；

图11是图8中的A-A向剖视图，其中，托臂单元已上升至猫道台体的台面上，钻具滚向导向滑槽内；

图12是图8中的A-A向剖视图，其中，翻料系统的翻板将导向滑槽内的导向滑槽翻转向托臂单元；

图13是图8中的A-A向剖视图，其中，托臂单元处于下降状态，将钻具下放向排管架；

图14是图8中的A-A向剖视图，其中，托臂单元下降至排管架的顶面下，钻具离开托臂单元后支撑于排管架上。

图中标记：1-猫道台体，11-台面，111-导向滑槽，12-支架，121-滚轮,21-第一驱动伸缩杆，22-动滑轮组，22'-集绳架，23-定滑轮组，24-导向轮，25-牵引绳，3-托臂单元，31-滑车，32-托臂，321-支撑部，322-挡料部，40-活动连接点，41-翻板，42-第二驱动伸缩杆，5-排管架，6-坡道。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

本实用新型公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图14所示，本实施例的一种用于高架猫道的提升系统，所述提升系统装配于高架猫道的猫道台体1上，所述提升系统包括装配于所述猫道台体1上的驱动机构，以及可上下滑动的装配于所述猫道台体1侧部的多个托臂单元3，各个所述托臂单元3的顶部分别连接有用于牵引其上下滑动的牵引绳25，所述牵引绳25分别经导向轮24导向、并绕过定滑轮组23汇集后与所述驱动机构相连接，通过所述驱动机构可驱动所有的所述牵引绳25运动、联动各个所述托臂单元3作同步升降运动。

当高架猫道采用本实用新型的提升系统时，通过本实用新型的提升系统的托臂单元3可同步的将钻具从排管架5提升至猫道台体1的台面11上，也可同步的将钻具从猫道台体1的台面11下放至排管架5上。得益于本实用新型的提升系统的具体设计，当使驱动机构作驱动工作时，所有的牵引绳25将同时被驱动，牵引绳25将联动各个对应的托臂单元3作同步升降运动。在托臂单元3上下转运钻具的过程中，由一个驱动机构就能够同时驱动了所有的托臂单元3的同步升降运动，同步性高，钻具能够平稳的实现升降过程，钻具不会出现滑出托臂单元3导致侧翻的情况，安全性更高；即使驱动机构出现故障，钻具也会停留在故障时的位置，不会因托臂单元3的不同步而造成侧翻的安全隐患。如图14所示，当托臂单元3将钻具下放至排管架5上时，钻具能够支撑在排管架5上。如图11所示，当托臂单元3将钻具提升至猫道台体1的台面11上时，可借助钻具自身重力或人工推动的作力下，使得钻具翻滚入台面11顶部的导向滑槽111内，以便于将钻具向钻台面输送。牵引绳25绕过定滑轮组23汇集后是相互平行的，并没接触相交的，牵引绳25优选为钢丝绳。

托臂单元3的个数可以有2个、3个或更多个。例如，在其中一实施例中，托臂单元3有3个，如图1、图2所示，第一个托臂单元3(最右侧)连接的第一根牵引绳25通过绕过第一个竖向的导向轮24、再绕过第一个横向的导向轮24后绕至定滑轮组23；第二个托臂单元3(最中间)连接的第二根牵引绳25通过绕过第二个竖向的导向轮24、再绕过第二个横向的导向轮24后绕至定滑轮组23；第三个托臂单元3(最左侧)连接的第三根牵引绳25通过绕过第三个竖向的导向轮24后绕至定滑轮组23；3根牵引绳25绕过定滑轮组23(该定滑轮组23具有3个相互平行横向的滑槽，每根牵引绳25对应的绕过一个滑槽)汇集后与驱动机构相连接。

本实用新型对驱动机构作出了两种结构形式的具体设计，如下所示。

可供选择的第一种结构形式的驱动机构，在其中一实施例中，如图1所示，所述驱动机构包括装配于所述猫道台体1上的第一驱动伸缩杆21，以及连接于所述第一驱动伸缩杆21的驱动端的动滑轮组22；各个所述托臂单元3分别与对应的牵引绳25的一端相连，所述牵引绳25的另一端分别经所述导向轮24导向、并绕过所述定滑轮组23汇集、再绕过所述动滑轮组22后与所述猫道台体1固定连接。采用本设计时，第一驱动伸缩杆21伸长时，在第一驱动伸缩杆21作用下，托臂单元3上升；第一驱动伸缩杆21缩短时，在托臂单元3自重的作用下，托臂单元3下降。

可供选择的第二种结构形式的驱动机构，在另一实施例中，如图2所示，所述驱动机构包括装配于所述猫道台体1上的第一驱动伸缩杆21，以及连接于所述第一驱动伸缩杆21的驱动端的集绳架22'；各个所述托臂单元3分别与对应的牵引绳25的一端相连，所述牵引绳25的另一端分别经所述导向轮24导向、并绕过所述定滑轮组23汇集后与所述集绳架22'固定连接。采用本设计时，第一驱动伸缩杆21伸长时，在托臂单元3自重的作用下，托臂单元3下降；第一驱动伸缩杆21缩短时，在第一驱动伸缩杆21作用下，托臂单元3上升。

上述两种具体设计的驱动机构，都能够实现同时驱动所有的牵引绳25运动、联动各个托臂单元3作同步升降运动的目的。第一驱动伸缩杆21驱动托臂单元3升降时，令第一驱动伸缩杆21的伸缩速度为V1，托臂单元3的运动速度为V2。下面对两种结构形式的驱动机构作出比较，指出各自的优势之处。如图1所示，对于第一种结构形式的驱动机构而言；得益于动滑轮组22的设计，那么V1：V2＝1：2，第一驱动伸缩杆21较小的伸缩距离就能够使得托臂单元3产生较大的升降距离(1：2关系)，在满足托臂单元3升降距离需求的前提下，可以采用尺寸相对较小的第一驱动伸缩杆21，还能够节约装配空间，但是第一驱动伸缩杆21需要输出的驱动力相对较大。如图2所示，对于第二种结构形式的驱动机构而言，由于没有动滑轮组22的设计，第一驱动伸缩杆21的驱动端通过集绳架22'与牵引绳25相连，那么V1：V2＝1：1，第一驱动伸缩杆21的伸缩距离与托臂单元3的升降距离相同(1：1关系)，第一驱动伸缩杆21需要输出的驱动力相对较小，但是第一驱动伸缩杆21的尺寸相对较大。相比较而言，第一种结构形式的驱动机构是更加优选的设计，能够节约装配空间。

进一步的，如图1至图3、图6所示，所述驱动机构装配于所述猫道台体1的台面11底部位置，且所述第一驱动伸缩杆21与所述台面11大致平行。布置合理，能够节约装配空间，第一驱动伸缩杆21横向的伸缩运动转化为了托臂单元3竖向的升降运动。可供选择的，所述第一驱动伸缩杆21为液压伸缩杆、电动伸缩杆或气动伸缩杆。

可供选择的，所述第一驱动伸缩杆21为液压伸缩杆、电动伸缩杆或气动伸缩杆。

进一步的，如图1至图3、图6所示，各个所述托臂单元3处于同一高度用于共同支撑钻具。能够确保钻具稳定可靠的升降。

可供选择的，如图4、图9至图14所示，所述托臂单元3包括可上下滑动的装配于所述猫道台体1侧部的滑车31，以及设置于所述滑车31上用于支撑钻具的托臂32，所述滑车31与所述牵引绳25的一端相连。通过牵引绳25牵引滑车31的升降时，托臂32能够转运钻具。

进一步的，如图4所示，所述托臂32包括与所述滑车31相连的支撑部321，以及凸出所述支撑部321外侧上方的挡料部322，且所述支撑部322的顶面向所述猫道台体1的方向倾斜。采用本设计时，当托臂单元3将钻具提升至猫道台体1的台面11上时，由于支撑部322的顶面向所述猫道台体1的方向倾斜，能够钻具自身重力的作用下，翻滚入台面11顶部的导向滑槽111内。

优选的，如图3所示，所述提升系统有2套，2套所述提升系统分别设置于所述猫道台体1的两侧位置。能够充分的利用高架猫道。当然，提升系统也可以仅有1套，该套提升系统设置在猫道台体1的一侧。

实施例二

如图1至图14所示，本实施例的一种高架猫道，包括实施例一的提升系统。能够同步的将钻具从排管架提升至猫道台体的台面上，也可同步的将钻具从猫道台体的台面下放至排管架上。

本实施例还具体的公开了一种高架猫道的具体结构形式，如1至图14所示，本实施例的高架猫道，包括猫道台体1、提升系统、翻料系统、排管架5、坡道6、绞车等部件；其中，坡道6的底端连接于猫道台体1的前端，坡道6的顶端连接钻台面，猫道台体的2侧分别都设置有排管架5，猫道台体的后端位置装配有绞车，钻台上也装配有绞车，用于分别牵引钻具的两端用以输送钻具；猫道台体1的台面11顶部设置有用于放置钻具的导向滑槽111；装配于猫道台体1上的提升系统的托臂能够将钻具在猫道台体的台面11与排管架5之间输送，装配于猫道台体上的翻料系统能够将猫道台体的台面11上的钻具翻转至托臂单元3上；具体的动作过程参见图9至图14所示。采用本实用新型的高架猫道的各个部件，能够可将猫道台体1侧向的排管架5上的钻具向钻台面输送，也可以将钻台面上的钻具输送至动力猫道台体1侧向的排管架5上。

进一步的，如图5、图9至图14所示，所述翻料系统包括翻板41，所述翻板41的一端与所述猫道台体1活动连接(优选为铰接)，两者的活动连接处称为活动连接点40，所述翻板41的另一端连接有用于驱动所述翻板绕所述活动连接点上下翻动的驱动装置，所述驱动装置的一端与所述翻板41的另一端活动连接，所述驱动装置的另一端与所述猫道台体1活动连接。翻料系统的具体设计，能够实现将导向滑槽111上的钻具翻转至托臂单元3上的目的。具体的，翻料系统设置在猫道台体1的宽度方向上。当提升系统有2套的设计时，猫道台体1上设置足够数量的翻料系统，一部分翻料系统(至少2套)能够将钻具翻箱猫道台体1的一侧，另一部分翻料系统(至少2套)能够将钻具翻箱猫道台体1的另一侧。当提升系统只有1套时，对应的，翻料系统的翻板41翻转方向是朝向提升系统的托臂单元3的。如图5、图9至图14所示，所述驱动装置包括装配于所述猫道台体1上的第二驱动伸缩杆42，第二驱动伸缩杆42的驱动端与翻板41的另一端相铰接，第二驱动伸缩杆42的另一端(非驱动端)与猫道台体1铰接。可供选择的，所述第二驱动伸缩杆42为液压伸缩杆、电动伸缩杆或气动伸缩杆。

进一步的，如图6所示，所述猫道台体1底部可拆卸的装配有便于转运高架猫道的滚轮121。比如，滚轮121通过销轴可拆卸的装配于猫道台体1底部。当高架猫道正常使用时，将滚轮121拆卸掉；当需要转运高架猫道时，将所述猫道台体1抬升后，安装上滚轮121，以便于高架猫道的整体转运。所述猫道台体1包括台面11以及连接于所述台面11的底部用于支撑所述台面的支架12，所述驱动机构装配于所述台面11的底面位置，所述托臂单元3可上下滑动的装配于所述支架12的侧部。结合滚轮121的设计时，滚轮121可拆卸的装配于支架12底部。

综上所述，采用本实用新型的一种用于高架猫道的提升系统及其高架猫道,提升系统的托臂单元可同步的将钻具从排管架提升至猫道台体的台面上，也可同步的将钻具从猫道台体的台面下放至排管架上。当使驱动机构作驱动工作时，所有的牵引绳将同时被驱动，牵引绳将联动各个对应的托臂单元作同步升降运动，同步性高，钻具能够平稳的实现升降过程，不会出现滑出托臂单元导致侧翻的情况，安全性更高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高架猫道的提升系统，所述提升系统装配于高架猫道的猫道台体上，其特征在于：所述提升系统包括装配于所述猫道台体上的驱动机构，以及可上下滑动的装配于所述猫道台体侧部的多个托臂单元，各个所述托臂单元的顶部分别连接有用于牵引其上下滑动的牵引绳，所述牵引绳分别经导向轮导向、并绕过定滑轮组汇集后与所述驱动机构相连接，通过所述驱动机构可驱动所有的所述牵引绳运动、联动各个所述托臂单元作同步升降运动。

2.如权利要求1所述的提升系统，其特征在于：所述驱动机构包括装配于所述猫道台体上的第一驱动伸缩杆，以及连接于所述第一驱动伸缩杆的驱动端的动滑轮组；各个所述托臂单元分别与对应的牵引绳的一端相连，所述牵引绳的另一端分别经所述导向轮导向、并绕过所述定滑轮组汇集、再绕过所述动滑轮组后与所述猫道台体固定连接。

3.如权利要求1所述的提升系统，其特征在于：所述驱动机构包括装配于所述猫道台体上的第一驱动伸缩杆，以及连接于所述第一驱动伸缩杆的驱动端的集绳架；各个所述托臂单元分别与对应的牵引绳的一端相连，所述牵引绳的另一端分别经所述导向轮导向、并绕过所述定滑轮组汇集后与所述集绳架固定连接。

4.如权利要求2或3所述的提升系统，其特征在于：所述驱动机构装配于所述猫道台体的台面底部位置，且所述第一驱动伸缩杆与所述台面大致平行。

5.如权利要求2或3所述的提升系统，其特征在于：所述第一驱动伸缩杆为液压伸缩杆、电动伸缩杆或气动伸缩杆。

6.如权利要求1所述的提升系统，其特征在于：各个所述托臂单元处于同一高度用于共同支撑钻具。

7.如权利要求1所述的提升系统，其特征在于：所述托臂单元包括可上下滑动的装配于所述猫道台体侧部的滑车，以及设置于所述滑车上用于支撑钻具的托臂，所述滑车与所述牵引绳的一端相连。

8.如权利要求7所述的提升系统，其特征在于：所述托臂包括与所述滑车相连的支撑部，以及凸出所述支撑部外侧上方的挡料部，且所述支撑部的顶面向所述猫道台体的方向倾斜。

9.如权利要求1-3、6-8任一项所述的提升系统，其特征在于：所述提升系统有2套，2套所述提升系统分别设置于所述猫道台体的两侧位置。

10.一种高架猫道，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的提升系统。

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