CN214091763U - 石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置。其技术方案是：机械手导轨与二层台操作台的底座连接，在机械手导轨上安装水平行走组件，在水平行走组件安装机械手臂旋转组件，后手臂通过后手臂转轴与机械手臂旋转组件连接，后手臂与后手臂拉杆、前手臂、前手臂拉杆组成四杆机构，液压缸一端与前手臂连接，另一端与后手臂连接，通过控制液压缸驱动四杆机构运动，实现伸缩动作，在前手臂的末端装有手指驱动电机，以控制机械手指的旋转，实现抓取管具的动作，有益效果是：工作效率高，工作状态平稳，结构简单，技术成熟，成本低廉，易于安装，便于实施，有利于减轻现场操作工人的劳动强度，减少人身伤害事故的发生。

Description

石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置

技术领域

本实用新型涉及钻井施工现场管具的移送及排放装置，特别涉及一种石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置。

背景技术

在石油钻井施工中，二层台管柱的排放主要是由井架工在距钻台25m左右的平台上靠人力操作，二层台操作属于高处作业，靠人力操作，劳动强度大，存在一定的安全风险，再加之天气、环境、夜间操作的影响，严重制约了钻井队的安全生产。为此，国内外石油机械厂家研发了多种形式的二层台机械手，主要形式有推靠形式和提升形式两种，多数为电、液、气结合驱动方式，由于钻井施工现场系野外作业，且搬迁频繁，造成二层台机械手的故障率居高不下，且国外生产的二层台机械手价格动辄几百万元，甚至高过一套钻机主体井架、底座的价格，现场推广受得了很大限制。

现有技术中，二层台管柱的排放主要是靠人力，存在很多不安全因素；目前推广的国产二层台机械手存在结构不合理，故障率高等问题；国外引进的二层台机械手价格高，推广难度大。因此，亟待研发设计一种二层台液压机械手管柱排放装置。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，结合钻井实际，使装置的故障率降到最低；降低了钻井施工的安全风险，用机械装备代替人工操作，从而实现二层台管柱机械化施工作业。

本发明提到的一种石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，其技术方案是：包括机械手指（1）、手指驱动电机（2）、前手臂（3）、前手臂拉杆（4）、机械手臂液压缸（5）、后手臂（6）、后手臂拉杆（7）、后手臂转轴（9）、机械手臂旋转组件（10）、水平行走组件（11）、防爆控制电柜（13）、液压泵站（14）、机械手导轨（16），在二层台操作台（12）上安装防爆控制电柜（13）和液压泵站（14），所述机械手导轨（16）与二层台操作台（12）的底座连接，在机械手导轨（16）上安装水平行走组件（11），在水平行走组件（11）安装机械手臂旋转组件（10），后手臂（6）通过后手臂转轴（9）与机械手臂旋转组件（10）连接，后手臂（6）与后手臂拉杆（7）、前手臂（3）、前手臂拉杆（4）组成四杆机构，液压缸（5）一端与前手臂（3）连接，另一端与后手臂（6）连接，通过控制液压缸（5）驱动四杆机构运动，实现伸缩动作，在前手臂（3）的末端装有手指驱动电机（2），以控制机械手指（1）的旋转，实现抓取管具的动作，手指驱动电机（2）、液压泵站（14）的电能通过安装在二层台操作台（12）上的防爆控制电柜（13）给取，机械手臂液压缸（5）、机械手臂旋转组件（10）和水平行走组件（11）通过液压泵站（14）提供动能。

优选的，上述水平行走组件（11）包括机械手固定支架（11.1）、固定支架侧固定板（11.2）、水平行走液压马达（11.3）、齿条（11.4）、水平行走轮（11.5），所述的机械手固定支架（11.1）和固定支架侧固定板（11.2）通过水平行走轮（11.5）与机械手导轨（16）连接，所述的水平行走轮（11.5）通过齿条（11.4）连接到水平行走液压马达（11.3）。

优选的，上述机械手臂旋转组件（10）通过转台支撑轴承座（10.2）与机械手固定支架（11.1）、固定支架侧固定板（11.2）连接，实现旋转动作。

优选的，上述的机械手臂旋转组件（10）包括转台中心轴（10.1）、转台支撑轴承座（10.2）、支撑轴承（10.3）、防松轴承压盖（10.4）、旋转齿圈（10.5）、液压旋转马达（10.6），所述转台中心轴（10.1）安装在机械手固定支架（11.1）上，在转台中心轴（10.1）上安装转台支撑轴承座（10.2）和支撑轴承（10.3），支撑轴承（10.3）连接旋转齿圈（10.5），液压旋转马达（10.6）带动旋转齿圈（10.5）旋转，进而带动转台中心轴（10.1）转动实现旋转动作。

优选的，上述支撑轴承（10.3）的两侧安装防松轴承压盖（10.4）。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的机械手指为旋转式电机控制，防止抓取后松脱，造成安全隐患，旋转及行走控制为液压控制，速度可以调节、不受环境温度影响，更具有安全性和可控性，能最大程度的提高工作效率；本装置安装在二层台操作台下方，操控更为直观，对操作人员的安全更有保障，在石油工程钻井现场井架二层台使用，能够完全替代二层台气动绞车的全部功能，杜绝设备的使用风险；另外，本实用新型的工作效率高，工作状态平稳，结构简单，技术成熟，成本低廉，易于安装，便于实施，有利于减轻现场操作工人的劳动强度，减少人身伤害事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型安装在二层台操作台上的主视图；

图2是本实用新型拆去二层台，机械手部分主视图；

图3是本实用新型拆去二层台，机械手部分俯视图；

图4是本实用新型的机械手旋转部分局部放大视图；

上图中：机械手指1、手指驱动电机2、前手臂3、前手臂拉杆4、机械手臂液压缸5、后手臂6、后手臂拉杆7、后手臂转轴9、机械手臂旋转组件10、水平行走组件11、二层台操作台12、防爆控制电柜13、液压泵站14、机械手导轨16、机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2、水平行走液压马达11.3、齿条11.4、水平行走轮11.5、转台中心轴10.1、转台支撑轴承座10.2、支撑轴承10.3、防松轴承压盖10.4、旋转齿圈10.5、液压旋转马达10.6。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1-4，本发明由机械手指1、手指驱动电机2、前手臂3、前手臂拉杆4、机械手臂液压缸5、后手臂6、后手臂拉杆7、后手臂转轴9、机械手臂旋转组件10、水平行走组件11、防爆控制电柜13、液压泵站14、机械手导轨16、机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2、水平行走液压马达11.3、齿条11.4、水平行走轮11.5、转台中心轴10.1、转台支撑轴承座10.2、支撑轴承10.3、防松轴承压盖10.4、旋转齿圈10.5、液压旋转马达10.6组成。机械手导轨16与二层台操作台12底座连接，机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2通过水平行走轮11.5与机械手导轨16连接，水平行走组件11与机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2连接，实现水平行走动作，机械手臂旋转组件10通过转台支撑轴承座10.2与机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2连接，实现旋转动作，后手臂6通过后手臂转轴9与机械手臂旋转组件10连接，后手臂6与后手臂拉杆7、前手臂3、前手臂拉杆4组成四杆机构，液压缸5一端与前手臂3连接，另一端与后手臂6连接，通过控制液压缸5驱动四杆机构运动，实现伸缩动作，在前手臂3的末端装有手指驱动电机2，以控制机械手指1的旋转，实现抓取管具的动作，手指驱动电机2、液压泵站14的电能通过防爆控制电柜13给取，机械手臂液压缸5、液压旋转马达10.6、水平行走液压马达11.3通过液压泵站14提供动能。

参照图3和4，上述水平行走组件11包括机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2、水平行走液压马达11.3、齿条11.4、水平行走轮11.5，所述的机械手固定支架11.1和固定支架侧固定板11.2通过水平行走轮11.5与机械手导轨16连接，所述的水平行走轮11.5通过齿条11.4连接到水平行走液压马达11.3。

优选的，上述机械手臂旋转组件10通过转台支撑轴承座10.2与机械手固定支架11.1、固定支架侧固定板11.2连接，实现旋转动作。

参照图2-4，上述的机械手臂旋转组件10包括转台中心轴10.1、转台支撑轴承座10.2、支撑轴承10.3、防松轴承压盖10.4、旋转齿圈10.5、液压旋转马达10.6，所述转台中心轴10.1安装在机械手固定支架11.1上，在转台中心轴10.1上安装转台支撑轴承座10.2和支撑轴承10.3，支撑轴承10.3连接旋转齿圈10.5，液压旋转马达10.6带动旋转齿圈10.5旋转，进而带动转台中心轴10.1转动实现旋转动作。

本发明的工作方法包括如下步骤：

1）将固定有管柱自动排放装置及附件的机械手导轨安放在二层台下，导轨通过连接螺栓与二层台的底座连接；2）在水平行走组件的作用下，实现排管装置前后行走移动动作；3）前后手臂通过拉杆、转轴相连接，在液压缸的作用下实现机械臂的伸缩动作；4）前手臂的末端装有手指驱动电机、机械手指，通过控制手指驱动电机实现手指的抓取动作；5）在后手臂的末端装有旋转组件，驱动机械手臂旋转，实现排管装置的旋转动作；6）当机械手指抓取管具后，通过液压缸实现前后手臂的伸缩，通过水平行走装置、旋转装置使钻杆到达指定位置后，再通过前后手臂的伸缩，达到管具排列目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同变换，尽属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，其特征是：包括机械手指（1）、手指驱动电机（2）、前手臂（3）、前手臂拉杆（4）、机械手臂液压缸（5）、后手臂（6）、后手臂拉杆（7）、后手臂转轴（9）、机械手臂旋转组件（10）、水平行走组件（11）、防爆控制电柜（13）、液压泵站（14）、机械手导轨（16），在二层台操作台（12）上安装防爆控制电柜（13）和液压泵站（14），所述机械手导轨（16）与二层台操作台（12）的底座连接，在机械手导轨（16）上安装水平行走组件（11），在水平行走组件（11）安装机械手臂旋转组件（10），后手臂（6）通过后手臂转轴（9）与机械手臂旋转组件（10）连接，后手臂（6）与后手臂拉杆（7）、前手臂（3）、前手臂拉杆（4）组成四杆机构，机械手臂液压缸（5）一端与前手臂（3）连接，另一端与后手臂（6）连接，通过控制机械手臂液压缸（5）驱动四杆机构运动，实现伸缩动作，在前手臂（3）的末端装有手指驱动电机（2），以控制机械手指（1）的旋转，实现抓取管具的动作，手指驱动电机（2）、液压泵站（14）的电能通过安装在二层台操作台（12）上的防爆控制电柜（13）给取，机械手臂液压缸（5）、机械手臂旋转组件（10）和水平行走组件（11）通过液压泵站（14）提供动能。

2.根据权利要求1所述的石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，其特征是：所述水平行走组件（11）包括机械手固定支架（11.1）、固定支架侧固定板（11.2）、水平行走液压马达（11.3）、齿条（11.4）、水平行走轮（11.5），所述的机械手固定支架（11.1）和固定支架侧固定板（11.2）通过水平行走轮（11.5）与机械手导轨（16）连接，所述的水平行走轮（11.5）通过齿条（11.4）连接到水平行走液压马达（11.3）。

3.根据权利要求1所述的石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，其特征是：所述机械手臂旋转组件（10）通过转台支撑轴承座（10.2）与机械手固定支架（11.1）、固定支架侧固定板（11.2）连接，实现旋转动作。

4.根据权利要求1或3所述的石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，其特征是：所述的机械手臂旋转组件（10）包括转台中心轴（10.1）、转台支撑轴承座（10.2）、支撑轴承（10.3）、防松轴承压盖（10.4）、旋转齿圈（10.5）、液压旋转马达（10.6），所述转台中心轴（10.1）安装在机械手固定支架（11.1）上，在转台中心轴（10.1）上安装转台支撑轴承座（10.2）和支撑轴承（10.3），支撑轴承（10.3）连接旋转齿圈（10.5），液压旋转马达（10.6）带动旋转齿圈（10.5）旋转，进而带动转台中心轴（10.1）转动实现旋转动作。

5.根据权利要求4所述的石油钻井二层台液压机械手管柱排放装置，其特征是：所述支撑轴承（10.3）的两侧安装防松轴承压盖（10.4）。

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