CN214576829U - 杆管排放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种杆管排放装置，其包括底座和连接至所述底座的杆管桥，其中，所述杆管排放装置还包括铰接至所述底座的第一臂部件和第二臂部件，所述第一臂部件能够绕位于所述底座上的第一回转座在第一平面内枢转，所述第二臂部件能够绕位于所述底座上的第二回转座在与所述第一平面垂直的第二平面内枢转，其中，所述第一臂部件、所述第二臂部件以及所述杆管桥均能枢转至被收纳在所述底座的轮廓内。采用本实用新型的杆管排放装置，不仅增加了修井的效率，还降低了成本，也保障了现场人员的人身安全，使得修井作业更加智能化、安全化。由于整个杆管排放装置能够以收拢或折叠状态被运输，极大地减轻了运输方面的难度和成本。

Description

杆管排放装置

技术领域

本实用新型涉及石油修井作业设备领域，尤其涉及一种依靠重力自动排列油管或抽油杆的装置。

背景技术

众所周知，在油田修井作业过程中，油井中的油管或抽油杆(以下统称为“杆管”)从井内取出后需排放到特定地点，且在必要时需要将杆管移运到使用地点。应了解的是，“杆管移运模块”是修井作业系统中包括的一个重要模块，其目的是为了将杆管排放到固定的位置，并且允许对单根杆管进行精确定位，该模块涉及对从油井内取出的杆管的移运、排放和存储等功能。

通过调研发现，目前修井作业中排放抽油杆与油管的工序人工参程度高，进行修井作业时，修井工人需要将每根抽油杆或者油管依靠人力滚动到特定的位置。在修井现场，至少需要两人来完成此操作，自动化程度较低，作业效率低，同时会由于一些操作不当或设备故障对现场人员造成人身伤害，影响油田作业的安全性。

现有技术中已知了一些改进的用于排放杆管的装置。例如，中国专利CN203822203U公开了一种机械化修井作业地面自动排管装置，该自动排管装置通过油管输送装置经导向杆将油管送至油管横担上，并且通过悬臂举升装置配合横担实现对多层油管的自动排布。然而，利用这种自动排管装置排布多层油管时，在排完一层油管后，需要重新调整悬臂举升装置的横支撑与不同横担之间的配合关系并且还需重新调整油管横担的倾斜角度，虽然能利用重力作用进行自动排放，但涉及的调整操作过多，导致整个排管操作过于繁杂且自动化、智能化程度低。

另外，中国专利CN208203178U公开了一种环保型修井作业油管输送装置，其包括油管传递装置和自适应管桥。利用油管传递装置将油管输送至管桥上以实现对油管的自动排列。然而，这种输送排布装置在将油管排布在管桥上之前需要借助于油管移运装置、推管装置、诸如卡口的接纳装置以及油管拨送装置等的协作来实现将从油井上提出的油管排布在管桥上。显然，整个装置结构复杂且涉及过多需要彼此协作的零部件，导致操作性和可靠性降低且成本高，另外输送阶段还涉及过多的操作和调整步骤，包括油管移运装置与用于接纳油管的卡口的高度调节和对准，降低了作业效率。

实用新型内容

因此，本实用新型就是基于这样的背景而提出的，其旨在提出一种杆管排放装置，使得能够通过简单的结构和可靠的自动化操作，实现修井作业过程中的排管工序全程自动化，从而既提高了作业效率，又降低了制造成本

本实用新型提出了一种杆管排放装置，其包括底座和连接至所述底座的杆管桥，其中，所述杆管排放装置还包括铰接至所述底座的第一臂部件和第二臂部件，其中，所述第一臂部件能够绕位于所述底座上的第一回转座在第一平面内枢转，所述第二臂部件能够绕位于所述底座上的第二回转座在与所述第一平面垂直的第二平面内枢转，其中，所述第一臂部件、所述第二臂部件以及所述杆管桥均能枢转至被收纳在所述底座的轮廓内。

有利地，所述第一臂部件能够在第一竖直位置和第二水平位置之间转动，所述第二臂部件能够在第三水平位置和第四水平位置之间转动；在所述第一臂部件处于所述第二水平位置且所述第二臂部件处于所述第四水平位置时，所述第一臂部件与所述第二臂部件彼此平行地位于所述底座的轮廓内。

有利地，所述第一臂部件上设置有彼此间隔开的多个第一机械手，所述第二臂部件设置有彼此间隔开的多个第二机械手，在所述第一臂部件和所述第二臂部件均处于所述底座的轮廓内时，所述第一机械手设置成与所述第二机械手相互错开。

有利地，在所述第一臂部件处于所述第一竖直位置时，所述多个第一机械手能够抓取从油井中起升的杆管以使所述杆管跟随所述第一臂部件从所述第一竖直位置运动至第二水平位置，所述第二臂部件能够利用所述第二机械手抓取由所述第一机械手保持的杆管以使所述杆管跟随所述第二臂部件从所述第四水平位置移运至所述第三水平位置并将所述杆管置放在所述杆管桥上，多个杆管能相继地自动排列在所述杆管桥上；或者相反地，存放在所述杆管桥上的多个杆管能够相继地经由所述第二臂部件的第二机械手、所述第一臂部件的第一机械手被送入油井中。

有利地，所述杆管桥能够绕位于所述底座上的第三回转座在位于底座轮廓内的收置位置和位于底座轮廓之外的展开位置之间枢转。

有利地，所述杆管桥包括第一桥部件、第二桥部件以及可拆卸地固定至所述第一桥部件和第二桥部件上的用于承载杆管的多个支撑杆，其中，所述第一桥部件和所述第二桥部件分别以铰接的方式连接至所述底座的所述第一端和第二端，以便能够在所述收置位置和所述展开位置之间移动；在所述收置位置，所述第一桥部件和第二桥部件均被容纳在所述底座的容纳腔中，在所述展开位置，所述第一桥部件和第二桥部件从所述容纳腔中移出至与所述底座垂直。

有利地，所述第一桥部件和所述第二桥部件各自通过多个高度可调节的支腿支承，从而能够调整固定至所述第一桥部件和第二桥部件上的所述支撑杆的倾斜角度，以获得在所述第一端和所述第二端之间以一角度倾斜的杆管支承面。

有利地，所述支腿的高度能够通过液压、气动或电动的方式调节。

有利地，所述第一桥部件和所述第二桥部件还分别设置有多个止挡部件，所述止挡部件的最大高度大于由所述杆管桥能够最多承载的杆管的最大堆叠高度。

根据本实用新型的杆管排放装置，能够借助于带机械手的两个枢转臂高效可靠地移运杆管并能依靠重力实现对杆管的自动排列，省去了人工排管的工序，同时由于整个杆管排放装置能够以收拢或折叠状态被运输，使得运输时所占据的空间大大地减小，操作也极为简单，极大地减轻了运输方面的难度和成本。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本实用新型的上述和其它特征和优点将变得更加容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型实施例的杆管排放装置的立体图，其中示意性地示出了排放在杆管桥上的多层杆管；

图2a和图2b示出了根据本实用新型实施例的杆管排放装置的展开状态示意图和收置状态示意图；以及

图3是图1中所示的杆管排放装置的立体图，为了更清楚地示出杆管桥的结构，杆管桥上的多层杆管未被示出。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步详细地说明本实用新型。在以下描述中可能使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对发明技术方案形成任何限定。另外，在下文中还使用了例如“第一”、“第二”等术语来描述本申请的元件，这些术语仅用于区分各个元件，而无欲限制这些元件的本质、序列、顺序或数目。

本实用新型涉及一种依靠重力自动排列杆管的杆管排放装置，这种杆管排放装置结构简单、操作简易且方便运输，使得不仅增加了修井的自动化和智能化水平，还降低了生产成本。如图1所示，杆管排放装置1包括底座2和连接至所述底座2的杆管桥3，该杆管桥3能够提供呈一角度倾斜的杆管支承面，从而允许杆管4在滑入杆管支承面上时通过重力作用在杆管桥3上自动排布。尤其参见图2a和2b，杆管桥3包括在底座2的第一端A连接至底座2的第一桥部件5和在底座2的与所述第一端A相对的第二端B连接至底座2的第二桥部件6。在所述第一桥部件5和第二桥部件6上可拆卸地固定有用于承载杆管4的多个支撑杆7(见图3)，由这些支撑杆7提供用于搁置杆管4的杆管支承面。

根据一具体实施例，第一桥部件5和第二桥部件6各自可通过多个高度可调节的支腿8支承，从而能够调整固定至第一桥部件5和第二桥部件6上的支撑杆7的倾斜角度，以获得在所述第一端A和所述第二端B之间以一角度倾斜的杆管支承面。在将从油井中起升出的杆管4置放在杆管桥3上时，支撑杆7自第二端B向第一端A向下地倾斜，以允许杆管4通过重力作用一根根地相继自动排列在杆管桥3上；相反地，在将存放在杆管桥3上的杆管4送入至油井中时，支撑杆7自第一端A向第二端B向下地倾斜，以允许将杆管4一根根地相继送入至油井中。第一桥部件5和第二桥部件6的各个支腿8的高度能够通过液压、气动或电动的方式调节。应理解的是，属于同一个桥部件的多个支腿能够同步地调节，从而保证支撑杆在同一端的高度一致。另外，所述第一桥部件5和所述第二桥部件6还分别设置有多个止挡部件9，所述止挡部件9的最大高度大于由所述杆管桥3能够最多承载的杆管4的最大堆叠高度。如此，排放在支撑杆7上的杆管4将通过止挡部件9被有效地保持在杆管桥3上而不会存在滑出的风险。

再次参见图2a和2b，杆管排放装置1还包括铰接至底座2的第一臂部件10和第二臂部件11，其中，所述第一臂部件10能够绕位于所述底座2上的第一回转座在第一平面内枢转，所述第二臂部件11能够绕位于底座2上的第二回转座在第二平面内枢转，其中，所述第一平面与所述第二平面垂直。

具体地，尤其参见图3，所述第一臂部件10能够在第一竖直位置P1和第二水平位置P2之间转动，所述第二臂部件11能够在第三水平位置P3(见图2a)和第四水平位置P4(见图2b)之间转动。在所述第一臂部件处于所述第二水平位置P2且所述第二臂部件处于所述第四水平位置P4时，所述第一臂部件10与所述第二臂部件11彼此平行地位于所述底座2的轮廓内，即第一臂部件和第二臂部件能够如图2b所示地被收纳在底座的上部凹腔中，从而便于以较小的外廓尺寸进行运输。特别是，从俯视的角度看去，第一臂部件和第二臂部件位于底座上表面的边界内。所述第一臂部件10上设置有彼此间隔开的多个第一机械手12，所述第二臂部件11设置有彼此间隔开的多个第二机械手13，在所述第一臂部件10和所述第二臂部件11均处于所述底座2的轮廓内时，所述第一机械手12设置成与所述第二机械手13相互错开。

接下来，将详细描述利用根据本实用新型实施例的杆管排放装置对从油井中起升出的杆管的排放过程。

在第一臂部件10处于第一竖直位置P1(图3中用虚线框表示)时，多个第一机械手12能够抓取从油井中起升的杆管4以使杆管4跟随所述第一臂部件10从所述第一竖直位置P1旋转90°至第二水平位置P2。此时，杆管4位于底座2的表面上方并且由第一臂部件10的第一机械手12保持和固定。然后，第二臂部件11从与底座2大体垂直的第三水平位置P3旋转90°至位于底座2的轮廓内的第四水平位置P4，并利用第二机械手13抓取原先由第一机械手12保持的杆管4，此时第一机械手12松开所述杆管，同时使所述杆管跟随第二臂部件11从所述第四水平位置P4移运至第三水平位置P3。通过调整第一桥部件5和第二桥部件6的支腿8的高度，使得支撑杆7自靠近油井的一端(如第二端B)向远离油井的一端(如第一端A)向下地倾斜。在杆管滑入至支撑杆的倾斜支承面上后，依靠重力作用自动向下运动直至抵靠在第一桥部件5上设置的止挡部件9上。如此，多个杆管便能相继地自动排列在所述杆管桥上。完成一层杆管的排列后，在已有杆管层的基础上继续排列下一层，直至完成所有杆管的排布。

若需将存放在杆管桥3上的杆管4一根根地相继送入至油井中，则执行与上述步骤相反的操作。特别是，第一桥部件5和第二桥部件6的支腿8的高度需被调节成使得，支撑杆7自远离油井的一端向靠近油井的一端向下地倾斜，如此存放在所述杆管桥上的多个杆管能够一根根地相继由第二臂部件的第二机械手、第一臂部件的第一机械手抓取并送入至油井中。

为了便于运输和现场拼接，杆管排放装置可以被设计成是可折叠的。具体地，杆管桥的第一桥部件和第二桥部件能够分别以铰接的方式连接至底座的第一端A和第二端B，以便能够在收置位置(如图2b所示)和展开位置(如图2a所示)之间移动，在收置位置，第一桥部件5和第二桥部件6均被容纳在底座的容纳腔14中，在展开位置，第一桥部件5和第二桥部件6从容纳腔14中移出至与所述底座2垂直。有利地，第一桥部件和第二桥部件被设计成扁平状，以能够尽可能地被收纳在底座内而方便运输。

如此，由于杆管桥3的所有部件能够被容纳在底座2的容纳腔14中且由于第一臂部件10和第二臂部件11均能够转动至位于底座2的轮廓内，整个杆管排放装置能够以收拢或折叠状态被运输，使得运输时所占据的空间大大地减小，操作也极为简单。另外，即使在处于伸出位置的工作状态下，整个杆管排放装置的集成度也非常高，占地空间小。

需要特别说明的是，本文中提及的“位于底座的轮廓内”是指第一和第一臂部件以及杆管桥能够绝大部分地或者全部地收纳在底座的相应容纳腔的周界内(例如第一和第二臂部件被收纳在底座的上部凹腔中，杆管桥被收纳在底座的侧部凹腔中，这些部件从俯视角度看去大致位于相应底座表面的边界内)，使得尽可能地减小整个杆管排放装置的外廓尺寸而便于运输。

应当指出，上面说明的实施例仅应被视为示例性的，本实用新型不限于这些实施例。通过考虑本说明书的内容，本领域技术人员可在不偏离本实用新型的范围或精神的情况下做出多种改变和变型。本实用新型的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。

Claims (9)

1.一种杆管排放装置(1)，其包括底座(2)和连接至所述底座(2)的杆管桥(3)，其特征在于，所述杆管排放装置(1)还包括铰接至所述底座(2)的第一臂部件(10)和第二臂部件(11)，其中，所述第一臂部件(10)能够绕位于所述底座(2)上的第一回转座在第一平面内枢转，所述第二臂部件(11)能够绕位于所述底座(2)上的第二回转座在与所述第一平面垂直的第二平面内枢转，其中，所述第一臂部件(10)、所述第二臂部件(11)以及所述杆管桥(3)均能枢转至被收纳在所述底座(2)的轮廓内。

2.根据权利要求1所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述第一臂部件(10)能够在第一竖直位置和第二水平位置之间转动，所述第二臂部件(11)能够在第三水平位置和第四水平位置之间转动；在所述第一臂部件(10)处于所述第二水平位置且所述第二臂部件(11)处于所述第四水平位置时，所述第一臂部件(10)与所述第二臂部件(11)彼此平行地位于所述底座(2)的轮廓内。

3.根据权利要求2所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述第一臂部件(10)上设置有彼此间隔开的多个第一机械手(12)，所述第二臂部件(11)设置有彼此间隔开的多个第二机械手(13)，在所述第一臂部件和所述第二臂部件均处于所述底座(2)的轮廓内时，所述第一机械手(12)设置成与所述第二机械手(13)相互错开。

4.根据权利要求3所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，在所述第一臂部件(10)处于所述第一竖直位置时，所述多个第一机械手(12)能够抓取从油井中起升的杆管(4)以使所述杆管(4)跟随所述第一臂部件(10)从所述第一竖直位置运动至第二水平位置，所述第二臂部件(11)能够利用所述第二机械手(13)抓取由所述第一机械手(12)保持的杆管(4)以使所述杆管跟随所述第二臂部件(11)从所述第四水平位置移运至所述第三水平位置并将所述杆管置放在所述杆管桥(3)上，多个杆管能相继地自动排列在所述杆管桥(3)上；或者相反地，存放在所述杆管桥(3)上的多个杆管能够相继地经由所述第二臂部件(11)的第二机械手(13)、所述第一臂部件(10)的第一机械手(12)被送入油井中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述杆管桥(3)能够绕位于所述底座(2)上的第三回转座在位于底座的轮廓内的收置位置和位于底座的轮廓外的展开位置之间枢转。

6.根据权利要求5所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述杆管桥(3)包括第一桥部件(5)、第二桥部件(6)以及可拆卸地固定至所述第一桥部件和第二桥部件上的用于承载杆管(4)的多个支撑杆(7)，其中，所述第一桥部件(5)和所述第二桥部件(6)分别以铰接的方式连接至所述底座(2)的所述第一端和第二端，以便能够在所述收置位置和所述展开位置之间移动；在所述收置位置，所述第一桥部件(5)和第二桥部件(6)均被容纳在所述底座(2)的容纳腔(14)中，在所述展开位置，所述第一桥部件(5)和第二桥部件(6)从所述容纳腔(14)中移出至与所述底座(2)垂直。

7.根据权利要求6所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述第一桥部件(5)和所述第二桥部件(6)各自通过多个高度可调节的支腿(8)支承，从而能够调整固定至所述第一桥部件和第二桥部件上的所述支撑杆(7)的倾斜角度，以获得在所述第一端和所述第二端之间以一角度倾斜的杆管支承面。

8.根据权利要求7所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述支腿(8)的高度能够通过液压、气动或电动的方式调节。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的杆管排放装置(1)，其特征在于，所述第一桥部件(5)和所述第二桥部件(6)还分别设置有多个止挡部件(9)，所述止挡部件(9)的最大高度大于由所述杆管桥(3)能够最多承载的杆管(4)的最大堆叠高度。

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