CN214403491U - 一种钻井用灌浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井用灌浆装置，达到对钻具内部进行自动灌浆的目的。本实用新型包括机械臂以及用于驱动机械臂的驱动平台；还包括与机械臂远离驱动平台的端部铰接的底座以及连接在底座上的夹取结构和灌浆结构；夹取结构包括连接在底座上的钻具钳爪以及用于驱动钻具钳爪开合的第一液压缸；灌浆结构包括第二液压缸和刷体，第二液压缸的缸筒与底座连接，第二液压缸的活塞端连接有连通件，连通件远离第二液压缸的一侧设置刷体，刷体上开设有灌浆通孔，连通件上开设有与灌浆通孔相通的泥浆通道。本实用新型具有使用简单、结构紧凑、灌浆准确且效率高以及保障工作人员安全等优点。

Description

一种钻井用灌浆装置

技术领域

本实用新型涉及钻井技术领域，具体涉及一种钻井用灌浆装置。

背景技术

在钻井施工中，通常在钻具底部接有止回阀，钻具下钻时，为平衡钻具内外压力，需要在下入钻具10-15柱灌浆一次，现有技术中的灌浆工序繁琐，操作时间长，灌入量计量不准确，电能消耗大，并且容易诱发溢流问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种钻井用灌浆装置，达到自动灌浆的效果，并且能够在起下钻过程中实现钻具抓握与摆放。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种钻井用灌浆装置，包括机械臂以及用于驱动机械臂的驱动平台；还包括与机械臂远离驱动平台的端部铰接的底座以及连接在底座上的夹取结构和灌浆结构；所述夹取结构包括连接在底座上的钻具钳爪以及用于驱动钻具钳爪开合的第一液压缸；所述灌浆结构包括第二液压缸和刷体，所述第二液压缸的缸筒与底座连接，所述第二液压缸的活塞端连接有连通件，所述连通件远离所述第二液压缸的一侧设置所述刷体，所述刷体上开设有灌浆通孔，所述连通件上开设有与所述灌浆通孔相通的泥浆通道；该装置在工作状态时，利用钻具钳爪夹取钻具放置在指定位置，松开钻具钳爪，第二液压缸启动，将刷体下放至钻具母扣中，开始灌浆，泥浆从连通件中进入、经过泥浆通道从刷体的灌浆通孔中流出，最后流入钻具中。

进一步的，所述灌浆结构还包括泥浆管线，所述泥浆管线与所述泥浆通道连通；泥浆从泥浆管线进入泥浆通道，泥浆管线的入口端可延伸到较远处，实现远程灌浆的操作。

进一步的，所述刷体上开设有多个出油孔，所述连通件上开设有油脂通道，每个出油孔均与所述油脂通道连通，油脂通过油脂管线进入连通件的油脂通道，然后从油脂通道进入刷体，从出油孔流出。

进一步的，所述灌浆结构还包括第一旋转齿盘，所述第一旋转齿盘一侧与所述连通件可转动连接，所述第一旋转齿盘远离所述连通件的一侧连接所述刷体，所述第一旋转齿盘上开设有供连通件上的泥浆通道和油脂通道通过的通孔，所述灌浆结构还包括用于驱动所述第一旋转齿，第一驱动件驱动第一旋转齿盘转动，转动状态的刷头能够更好地在钻具上涂抹油脂。

进一步的，所述泥浆管线上设置泥浆流量计，用于测量向钻具内灌注的泥浆数量。

进一步的，所述钻具钳爪包括两个钳爪，所述钳爪均通过支杆与所述第一液压缸的活塞端连接，所述钳爪均与所述支杆通过第一销轴转动连接，所述钳爪均通过第二销轴与底座靠近所述机械臂的一侧可转动连接，所述钳爪为半环结构，钻具钳爪使用时，第一液压缸启动，活塞端伸长时，推动钳爪向前移动，钳爪绕第二销轴转动，两个钳爪打开，活塞端缩短时，钳爪向后移动，两个钳爪闭合，夹紧钻具。

进一步的，所述机械臂包括第一活动臂与第二活动臂；所述第一活动臂端部与所述第二活动臂端部转动连接，所述第一活动臂与所述第二活动臂之间通过第三液压缸连接，所述第三液压缸控制第一活动臂与第二活动臂之间的开合；所述第二活动臂远离所述驱动平台的端部与所述底座铰接；两个活动臂能够实现更多的作业角度，并且稳定性更好，也方便控制。

进一步的，所述驱动平台包括第二旋转齿盘和底箱；所述第一活动臂靠近所述驱动平台的端部与所述第二旋转齿盘连接，所述第二旋转齿盘远离所述第一活动臂的一侧通过连接件与所述底箱转动连接，所述驱动平台还包括用于驱动所述第二旋转齿盘旋转的第二驱动件，所述底箱内部设有控制第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第一驱动件以及第二驱动件启动或关闭的开关组件，通过第二旋转齿盘的转动配合作业现场调节机械臂的方向，底箱将开关结合在一起，方便操作和维护检修。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

本实用新型通过在机械臂上设置夹取结构和灌浆结构，实现远程操控装置完成下钻时推拉摆放钻具、对钻具内进行自动灌浆的功能，简单、快捷、方便；机械臂采用两段式的结构，可操作性和灵活性强；并且还设置了可自动涂抹油脂的结构，避免工作人员在进口危险区停留工作的时间，保障了工作人员的人身安全；通过泥浆流量计计量向钻具内灌注的泥浆量，实现精准灌浆；将本装置中的开关组件集中放置在一起，方便日常使用以及平时的维护检修。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的灌浆装置结构图。

图2为本实用新型的夹取结构结构图。

图3为本实用新型的灌浆装置使用结构图

附图中标记及对应的零部件名称：

1-出油孔，2-灌浆通孔，3-第一旋转齿盘，4-连通件，5-第二液压缸，6-钻具钳爪，61-钳爪，62-支杆，63-第一销轴，64-第二销轴，7-第一液压缸，8-机械臂，9-第一驱动件，10-刷体，11-液压油管线，12-油脂管线，13-泥浆管线，14-泥浆流量计，15-油箱，16-第三液压缸，17-第二旋转齿盘，18-第二驱动件，19-电磁阀组及电气控制箱，20-油泵，21-液压管线接入口，22-泥浆管线接入口，23-固定螺丝，24-钻具，25-底座，26-底箱，27-连接件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

一种钻井用灌浆装置，如图1所示，包括机械臂8以及用于驱动机械臂8的驱动平台，驱动平台驱动机械臂8的伸缩，控制机械臂8的作用角度；还包括与机械臂8远离驱动平台的端部铰接的底座25以及连接在底座25上的夹取结构和灌浆结构；夹取结构包括连接在底座25上的钻具钳爪6以及用于驱动钻具钳爪6开合的第一液压缸7，在本实施例中，底座25与机械臂8铰接的表面为上表面，钻具钳爪6安装在底座25的上表面，钻具钳爪6实现抓握功能的钳爪在底座25的上表面之外，第一液压缸7可和钻具钳爪6同侧安装，也可异侧安装，只需要保证第一液压缸7能够控制钻具钳爪6的开合即可，在其他实施例中，钻具钳爪6可安装在底座25的下表面，还可以安装在底座25的侧面；灌浆结构包括第二液压缸5和刷体10，第二液压缸5的缸筒与底座25连接，第二液压缸5的活塞端连接有连通件4，连通件4远离第二液压缸5的一侧设置刷体10，刷体10可采用螺钉固定，并且刷体10拥有多种不同的规格，实际使用时，可根据钻具24的规格更换与钻具24对应的刷体10；刷体10上开设有灌浆通孔2，连通件4上开设有与所述灌浆通孔2相通的泥浆通道，灌浆结构整体重量较重，由于底座25与机械臂8为铰接结构，在灌浆结构自身重力的作用下，灌浆结构整体会处在竖直方向上，刷体10能够顺利下放至钻具24内；第二液压缸5的活塞端沿竖直方向伸缩，连通件4和刷体10能够随着第二液压缸5的动作在竖直方向移动；刷体10上的泥浆通道与灌浆通孔2连通，实现泥浆的灌注功能，在灌浆装置处于工作状态时，灌浆通孔2可用于灌浆，在清洗状态时，灌浆通孔2可用于灌水，对装置整体进行清洗。

灌浆装置使用时，钻具钳爪6打开，控制机械臂8的移动以使钻具钳爪6到达钻具24的位置，钻具钳爪6握紧，抓住钻具24，控制机械臂8移动至钻具24放置位置，将钻具24摆在钻杆盒内，钻具钳爪6松开，机械臂8收回；移动机械臂8将刷体10下放至钻具24中，开始朝连通件4灌浆，泥浆通过泥浆通道进入刷体10的灌浆通孔2，经由灌浆通孔2流入到钻具24内，待到灌浆完成后，收回机械臂8，完成操作。

灌浆结构还包括泥浆管线13，泥浆管线13与泥浆通道连通，泥浆管线13可以设置的足够长，在远处朝泥浆管线13的入口端灌注泥浆，实现朝钻具24内灌注泥浆的作用。

刷体10上开设有多个出油孔1，连通件4上开设有油脂通道，每个出油孔1均与油脂通道连通；在本实施例中，出油孔1均匀分布在刷体10表面，出油均匀，在其他实施例中，出油孔1集中分布在刷体10的上半段，油脂会在重力的作用下流向下半段，这样可减少出油孔1的数量，减少制作工序；油脂通道为树状结构，末端连接多个出油孔，首端与油脂管线12连通；在本实施例中，泥浆通道用于灌浆，油脂通道用于输送油脂，在其他实施例中，泥浆通道和油脂通道可用于输送其他的物质，例如输送清水进行通道的清洗；泥浆通道和油脂通道各自工作，互不干扰，能够同时进行向钻具24内灌浆和在钻具24上涂抹油脂，也可以分开进行。

灌浆结构还包括第一旋转齿盘3，在本实施例中，第一旋转齿盘3包括一个大齿轮和一个和大齿轮啮合小齿轮，大齿轮和小齿轮都放置在一个壳体中，大齿轮通过转轴固定在壳体中，第一旋转齿盘3一侧与连通件4可转动连接，第一旋转齿盘3转动时，连通件4固定不动，第一旋转齿盘3远离连通件4的一侧连接刷体10，第一旋转齿盘3上开设有供连通件4上的泥浆通道和油脂通道通过的通孔，灌浆结构还包括用于驱动第一旋转齿盘3旋转的第一驱动件9，第一驱动件9安装在第一旋转齿盘3上，和小齿轮连接，控制小齿轮的转动，第一驱动件9启动，第一旋转齿盘3旋转带动刷体10旋转，旋转的刷体10能更好地在钻具24上进行油脂的涂抹，在本实施例中，第一驱动件9采用旋转马达，在其他实施例中，第一驱动件9还可采用电机。

泥浆管线13上设置泥浆流量计14，泥浆流量计14对钻具24内灌注的泥浆量进行计量，泥浆流量计14安装位置需方便工作人员的维护检修。

夹取结构的示意图如图2所示，第一液压缸7包括缸筒和活塞端，第一液压缸7的缸筒连接在底座25靠近机械臂8的一侧；钻具钳爪6包括两个钳爪61，钳爪61均通过支杆62与第一液压缸7的活塞端连接，为了方便支杆62和第一液压缸7的活塞端的连接，一般在支杆62和第一液压缸7的活塞端之间设置一个连接块连接两者，钳爪61均与支杆62通过第一销轴63转动连接，钳爪61均通过第二销轴64与底座25靠近机械臂8的一侧可转动连接，钳爪61为半环结构，两个钳爪61合拢时形成供钻具24穿过的环状空间；在本实施例中，如图2所示，两个钳爪61的初始状态时闭合的，两个第二销轴64在两个第一轴销63外部，活塞端伸长时，两个钳爪61打开，活塞端缩短时，两个钳爪62闭合；在其他实施例中，两个钳爪61的初始状态是打开的，两个第二销轴64可位于两个第一销轴63中间，支杆62的位置随着第一销轴63位置的改变而改变，在这种结构下，活塞端伸长时，两个钳爪61闭合，活塞端缩短时，两个钳爪61闭合；通过钳爪61的打开和闭合功能可实现钻具24的抓取和放置。

机械臂8包括第一活动臂81与第二活动臂82；第一活动臂81端部与第二活动臂82端部转动连接，第一活动臂81与第二活动臂82之间通过第三液压缸16连接，第三液压缸16控制第一活动臂81与第二活动臂82之间的开合；第三液压缸16的安装位置有多种，在本实施例中，第三液压缸16的缸筒和第一活动臂81连接，第三液压缸16的活塞端和第二活动臂82连接，第三液压缸16和第一活动臂81的连接点靠近第一活动臂81与第二活动臂82的连接点，第三液压缸16和第二活动臂82的连接点靠近第一活动臂81与第二活动臂82的连接点，这种结构能更好地控制机械臂8的活动，第一活动臂81和第二活动臂82的开合会更加灵活与稳定，两者之间不会轻易发生晃动现象；在其他实施例中，第三液压缸16的位置可以颠倒，即第三液压缸16的缸筒和第二活动臂82连接，第三液压缸16的活塞端和第一活动臂81连接；第二活动臂82远离驱动平台的端部与底座25铰接。

驱动平台包括第二旋转齿盘17和底箱26；第一活动臂81靠近驱动平台的端部与第二旋转齿盘17连接，在本实施例中，第一活动臂81与第二旋转齿盘17固定连接，在其他实施例中，第一活动臂81与第二旋转齿盘17转动连接，且在连接的位置设置有限位结构，限制第一活动臂81大幅度转动，限制的幅度根据实际施工时需要的角度调整确定；第二活动臂第二旋转齿盘17的结构和第一旋转齿盘3的结构相同，第二旋转齿盘17远离第一活动臂81的一侧通过连接件27与底箱26转动连接，驱动平台还包括用于驱动第二旋转齿盘17旋转的第二驱动件18，第二驱动件18与第二旋转齿盘17连接，在本实施例中，第二驱动件18采用回转马达，在其他实施例中，第二驱动件18还可以采用电机，利用电机驱动第二旋转齿盘17的小齿轮旋转，从而驱动第二旋转齿盘17旋转，底箱26内部设有控制第一液压缸7、第二液压缸5、第三液压缸16、第一驱动件9以及第二驱动件18启动或关闭的开关组件。

在本实施例中，底箱26有两个作用，一个是收纳的作用，另一个是作为驱动平台的底座使用；底箱26内部设置了电磁阀组及电气控制箱19，泥浆流量计14也放置在底箱26中，底箱26的侧壁上还设置了泥浆管线接入口22，与泥浆管线13连通，多余的泥浆管线13堆放在底箱26中，底箱26的侧壁上还设置了液压管线入口21，液压管线入口21与液压油管线11连通，液压管线11具有和第一液压缸7连接的第一端部、和第二液压缸5连接的第二端部、和第三液压缸16连接的第三端部，底箱26中还设置了液压系统，液压油管线11接于液压站，通果电磁阀组控制第一液压缸7、第二液压缸5、第三液压缸16的启动和关闭，第一驱动件9和第二驱动件18采用电系统进行驱动；电气控制箱中的电控系统采用基于单片机的遥控控制系统，通过遥控器输入命令，接收装置接收命令，单片机进行命令的缝隙处理，通过内部继电器控制电磁阀，实现对液压缸的驱动；底箱26内部或者旁边还设置了油箱15，油箱15和油脂管线12连通，油脂管线12设置了油泵20，在本实施例中，油泵20放置在底箱26中，油箱15在底箱26旁边，在其他实施例中，为了实现美观和方便搬运的特点，油箱15也可放置在底箱26中。

本实施例提供了一种多功能的、向钻具内连续灌浆的钻井用灌浆装置，能够在钻井下钻过程中实现钻具的抓握与摆放，并且能够实现自动灌浆、自动在钻具上涂抹油脂的操作；该灌浆装置的使用示意图如图3所示，灌浆装置使用固定螺钉23固定在施工平台上，使用时，启动第二驱动件18，调整机械臂8的大方向，然后利用夹取结构夹取钻具24，放置到指定的位置，然后第二液压缸5启动，下放刷体10进入钻具24母扣，向泥浆管线接入口22灌注泥浆，同时观察泥浆流量计14，待到泥浆流量计14达到指定数值后，停止泥浆的注入，启动第一驱动件9和油泵20，利用刷体10在钻具24内部涂抹油脂，在使用过程中通常采用螺纹润滑油脂，涂抹完成后，上提刷体10，完成一次操作。

为了实际使用的时候更加方便，整个装置的外观更加规整，将液压油管线11、油脂管线12和泥浆管线13都沿着机械臂8排布，在机械臂8上设置一些放置管线的结构，将液压油管线11、油脂管线12和泥浆管线13规整在一起放置，多余的管线放置在底箱26里面，达到美观的目的，并且使用的时候，也可以避免因为管线排布不规整，而导致意外情况。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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)

1.一种钻井用灌浆装置，其特征在于，包括机械臂(8)以及用于驱动机械臂(8)的驱动平台；

还包括与机械臂(8)远离驱动平台的端部铰接的底座(25)以及连接在底座(25)上的夹取结构和灌浆结构；

所述夹取结构包括连接在底座(25)上的钻具钳爪(6)以及用于驱动钻具钳爪(6)开合的第一液压缸(7)；

所述灌浆结构包括第二液压缸(5)和刷体(10)，所述第二液压缸(5)的缸筒与底座(25)连接，所述第二液压缸(5)的活塞端连接有连通件(4)，所述连通件(4)远离所述第二液压缸(5)的一侧设置所述刷体(10)，所述刷体(10)上开设有灌浆通孔(2)，所述连通件(4)上开设有与所述灌浆通孔(2)相通的泥浆通道。

2.根据权利要求1所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于，

所述灌浆结构还包括泥浆管线(13)，所述泥浆管线(13)与所述泥浆通道连通。

3.根据权利要求2所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于，

所述刷体(10)上开设有多个出油孔(1)，所述连通件(4)上开设有油脂通道，每个出油孔(1)均与所述油脂通道连通。

4.根据权利要求3所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于

所述灌浆结构还包括第一旋转齿盘(3)，所述第一旋转齿盘(3)一侧与所述连通件(4)可转动连接，所述第一旋转齿盘(3)远离所述连通件(4)的一侧连接所述刷体(10)，所述第一旋转齿盘(3)上开设有供连通件(4)上的泥浆通道和油脂通道通过的通孔，所述灌浆结构还包括用于驱动所述第一旋转齿盘(3)旋转的第一驱动件(9)。

5.根据权利要求2所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于

所述泥浆管线(13)上设置泥浆流量计(14)。

6.根据权利要求1所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于

所述钻具钳爪(6)包括两个钳爪(61)，所述钳爪(61)均通过支杆(62)与所述第一液压缸(7)的活塞端连接，所述钳爪(61)均与所述支杆(62)通过第一销轴(63)转动连接，所述钳爪(61)均通过第二销轴(64)与底座(25)靠近所述机械臂(8)的一侧可转动连接，所述钳爪(61)为半环结构。

7.根据权利要求1所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于

所述机械臂(8)包括第一活动臂(81)与第二活动臂(82)；

所述第一活动臂(81)端部与所述第二活动臂(82)端部转动连接，所述第一活动臂(81)与所述第二活动臂(82)之间通过第三液压缸(16)连接，所述第三液压缸(16)控制第一活动臂(81)与第二活动臂(82)之间的开合；

所述第二活动臂(82)远离所述驱动平台的端部与所述底座(25)铰接。

8.根据权利要求7所述的一种钻井用灌浆装置，其特征在于

所述驱动平台包括第二旋转齿盘(17)和底箱(26)；

所述第一活动臂(81)靠近所述驱动平台的端部与所述第二旋转齿盘(17)连接，所述第二旋转齿盘(17)远离所述第一活动臂(81)的一侧通过连接件(27)与所述底箱(26)转动连接，所述驱动平台还包括用于驱动所述第二旋转齿盘(17)旋转的第二驱动件(18)，所述底箱(26)内部设有控制第一液压缸(7)、第二液压缸(5)、第三液压缸(16)、第一驱动件(9)以及第二驱动件(18)启动或关闭的开关组件。

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