CN217380456U - 一种指梁锁、排管架及自动排管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种指梁锁、排管架及自动排管装置，涉及油气钻探技术领域，指梁锁包括安装座、电机、挡杆、连接轴和销轴，安装座设置有限位槽，电机与安装座连接，连接轴转动设置于安装座中且连接轴与电机的输出轴连接，挡杆套设于连接轴位于限位槽内的部分，销轴将挡杆和连接轴穿设连接，挡杆与连接轴之间设置有装配间隙，挡杆适于通过装配间隙绕销轴偏转，直至挡杆抵接于限位槽的侧壁。在管柱件想要倾倒时，会冲击挡杆，进因装配间隙的存在，该冲击力使挡杆绕销轴在第二自由度上发生偏转，发生偏转的挡杆在第二自由度中抵接连接轴前，会先一步抵接限位槽的侧壁，将冲击力传递给安装座，而不是传递给连接轴，也就不会传递至电机，保护了电机。

Description

一种指梁锁、排管架及自动排管装置

技术领域

本实用新型涉及油气钻探技术领域，具体而言，涉及一种指梁锁、排管架及自动排管装置。

背景技术

在石油钻采行业中，经常需要循环使用多种钻具、套管等管柱件。为了方便对这些管柱件取拿、调用，会在井架的一侧设置二层台(也叫排管架)，排管架上均匀设有若干指梁，指梁之间形成许多用于竖直放置管柱件的位置，施工过程中，管柱件被存放在指梁之间，等待机械手取放用于施工作业。为了防止井架二层台的指梁里排放的管柱件倾倒，现有的二层台指梁上一般配指梁锁，用于防止管柱件倾倒，指梁锁通常包括挡杆和电机，由电机驱动挡板打开或关闭，但是指梁锁的挡杆受到钻杆脱出倾倒冲击力时，挡杆承受的倾倒冲击力会直接传递到电机输出轴上，从而使电机受力，由此增加电机损坏的风险。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题中的至少一个方面。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种指梁锁，包括安装座、电机、挡杆、连接轴和销轴，所述安装座设置有限位槽，所述电机与所述安装座连接，所述连接轴转动设置于所述安装座中且所述连接轴与所述电机的输出轴连接，所述挡杆套设于所述连接轴位于所述限位槽内的部分，所述销轴将所述挡杆和所述连接轴穿设连接，所述挡杆与所述连接轴之间设置有装配间隙，所述挡杆适于通过所述装配间隙绕所述销轴偏转，直至所述挡杆抵接于所述限位槽的侧壁。

本实用新型提供的一种指梁锁，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

指梁锁可以通过安装座安装在指梁上，挡杆具有两个自由度，具体地，电机通过连接轴带动销轴旋转，旋转的销轴进而带动挡杆旋转，这是第一个自由度，在第一个自由度中，挡杆可以由限位槽进行旋转角度范围的限制，使得挡杆在第一自由度中可以实现开锁状态和闭锁状态的切换，在挡杆旋转至闭锁状态后，实现对指梁之间的管柱件限位作用，在管柱件想要倾倒时，会冲击挡杆，进而由闭锁状态下的挡杆防止管柱件倾倒，由于挡杆受到冲击力，因装配间隙的存在，该冲击力使挡杆绕销轴在第二自由度上发生偏转，发生偏转的挡杆在第二自由度中抵接连接轴前，会先一步抵接限位槽的侧壁，将冲击力传递给安装座，而不是传递给连接轴，也就不会传递至电机，从而有效保护了电机。

进一步地，所述挡杆的一端设置有套接孔以及第一销孔，所述第一销孔与所述套接孔的轴线呈直角设置且所述第一销孔与所述套接孔连通，所述连接轴位于所述限位槽中的部分设置有第二销孔。

进一步地，所述安装座设置有与所述限位槽连通的轴承槽，所述轴承槽中安装有轴承，所述连接轴通过所述轴承与所述安装座转动连接。

进一步地，所述限位槽包括第一限位壁和第二限位壁，所述挡杆适于绕所述电机的输出轴旋转直至抵接所述第一限位壁或所述第二限位壁，所述第一限位壁和所述第二限位壁呈预设夹角。

进一步地，所述预设夹角为90°。

另外，本实用新型还提供一种排管架，包括排管架本体及水平间隔设置在所述排管架本体上的指梁，每个所述指梁上设有至少一个如前所述的指梁锁，所述指梁锁的安装座与所述指梁连接；

当所述指梁锁的挡杆抵接于第一限位壁时，所述挡杆呈水平状态并横跨在相邻两个所述指梁之间，当所述挡杆抵接于所述指梁锁的第二限位壁时，所述挡杆呈竖直状态。

进一步地，所述安装座安装于所述指梁的端部，且所述指梁锁的电机置于所述指梁内。

进一步地，所述指梁的端部焊接有端板，所述安装座通过螺钉与所述端板连接，所述螺钉的轴向与所述指梁的长度方向平行。

进一步地，所述安装座上设置有呈阵列分布的螺钉。

另外，本实用新型还提供一种自动排管装置，包括如前所述的排管架。

由于所述自动排管装置的技术改进和技术效果与所述排管架一样，因此不再对所述自动排管装置做详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的指梁锁安装于指梁上的开锁状态的示意性结构图；

图2为本实用新型实施例的指梁锁安装于指梁后一种视角下的剖视图；

图3为本实用新型实施例的指梁锁安装于指梁后另一种视角下的剖视图；

图4为本实用新型实施例的挡杆的结构示意图。

附图标记说明：

1、安装座；11、限位槽；111、第一限位壁；112、第二限位壁；113、第三限位壁；12、螺钉；2、电机；21、电机座；3、连接轴；4、挡杆；41、套接孔；42、第一销孔；5、轴承；6、指梁；61、端板；7、销轴。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

而且，附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向(也就是与Z轴的正向相反的方向)表示下；附图中X轴表示纵向，也就是前后位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示前，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向)表示后；附图中Y轴表示横向，也就是左右位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示左，Y轴的负向(也就是与Y轴的正向相反的方向)表示右。

同时需要说明的是，前述Z轴、X轴、Y轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1和图2，本实用新型实施例的一种指梁锁，包括安装座1、电机2、挡杆4、连接轴3和销轴7，所述安装座1设置有限位槽11，所述电机2与所述安装座1连接，所述连接轴3转动设置于所述安装座1中且所述连接轴3与所述电机2的输出轴连接，所述挡杆4套设于所述连接轴3位于所述限位槽11内的部分，所述销轴7将所述挡杆4和所述连接轴3穿设连接，所述挡杆4与所述连接轴3之间设置有装配间隙，所述挡杆4适于通过所述装配间隙绕所述销轴7偏转，直至所述挡杆4抵接于所述限位槽11的侧壁。

本实施例中，指梁锁可以通过安装座1安装在指梁6上，挡杆4具有两个自由度，具体地，电机2通过连接轴3带动销轴7旋转，旋转的销轴7进而带动挡杆4旋转，这是第一个自由度，在第一个自由度中，挡杆4可以由限位槽11进行旋转角度范围的限制，使得挡杆4在第一自由度中可以实现开锁状态和闭锁状态的切换，在挡杆4旋转至闭锁状态后，实现对指梁6之间的管柱件限位作用，在管柱件想要倾倒时，会冲击挡杆4，进而由闭锁状态下的挡杆4防止管柱件倾倒，由于挡杆4收到冲击力，因装配间隙的存在，该冲击力使挡杆4绕销轴7在第二自由度上发生偏转，发生偏转的挡杆4在第二自由度中抵接连接轴3前，会先一步抵接限位槽11的侧壁，将冲击力传递给安装座1，而不是传递给连接轴3，也就不会传递至电机2，保护了电机2。

可选地，参见图4，所述挡杆4的一端设置有套接孔41以及第一销孔42，所述第一销孔42与所述套接孔41的轴线呈90°设置，且所述第一销孔42与所述套接孔41连通，所述连接轴3位于所述限位槽11中的部分设置有第二销孔，挡杆4的另一端伸出限位槽。

这里，挡杆4通过套接孔41与连接轴3套接，之后销轴7与第一销孔42和第二销孔连接，实现挡杆4在第一自由度上只能随销轴7、连接轴3同步动作。

可选地，参见图2和图3，所述安装座1设置有与所述限位槽11连通的轴承槽，所述轴承槽中安装有轴承5，所述连接轴3通过所述轴承5与所述安装座1转动连接。

这里，通过连接轴3与轴承5的配合，可以保证连接轴3在第一自由度上的旋转更加顺畅，同时提给连接轴3支撑的作用。

可选地，参见图1，所述限位槽11包括第一限位壁111和第二限位壁112，所述挡杆4适于绕所述电机2的输出轴旋转直至抵接所述第一限位壁111或所述第二限位壁112，所述第一限位壁111和所述第二限位壁112呈预设夹角。

这里，预设夹角可以是90°，通过第一限位壁111和第二限位壁112，保证挡杆4在第一自由度中上下旋转时，有一个90°的角度限位，即挡杆4上下旋转至极限位置时，是分别处于闭锁和开锁状态的。

可选地，所述连接轴3与所述电机2的输出轴键连接。

这里，通过连接轴3与电机2的输出轴键连接，例如花键连接，在保证两者能够同步转动的情况下，缩小两者的占用空间。

另外，本实用新型另一实施例的一种排管架，参见图1至图3，包括排管架本体及水平间隔设置在所述排管架本体上的指梁6，每个所述指梁6上设有至少一个如前所述的指梁锁，所述指梁锁的安装座1与所述指梁6连接；

当所述指梁锁的挡杆4抵接于第一限位壁111时，所述挡杆4呈水平状态并横跨在相邻两个所述指梁6之间，当所述挡杆4抵接于所述指梁锁的第二限位壁112时，所述挡杆4呈竖直状态。

这里，结合指梁锁实际应用场景，指梁6的前端与排管架本体(图中未显示)连接，多个指梁6沿左右方向依次间隔布置，指梁锁通过安装座1安装于指梁6上，电机2驱动挡杆4向上旋转至抵接第二限位壁112时，挡杆4竖直朝上，为开锁状态，电机2驱动挡杆4向下旋转至抵接第一限位壁111时，挡杆4呈水平的关锁状态，此时挡杆4横跨在相邻两个指梁6之间，可以防止相邻指梁6间的管柱件倾倒。

具体地，参见图1，限位槽11除了包括第一限位壁111和第二限位壁112，还包括相对设置的第三限位壁113和第四限位壁，正如前述而言，第一限位壁111和第二限位壁112是对挡杆4在第一自由度中的旋转限位的，那么，第三限位壁113和第四限位壁是对挡杆4在第二自由度中的偏转限位的，可以理解的是，假设没有第三限位壁113和第四限位壁，挡杆4受到冲击力而发生偏转时，也就是挡杆4绕销轴7偏转时会在第二自由度上抵接连接轴3，这是冲击力是会传递至电机2的，而本实施例通过第三限位壁113和第四限位壁，保证了挡杆4在第二自由度中抵接连接轴3前，就已经抵接第三限位壁113或第四限位壁了，这样，冲击力是传递给安装座1，而不是传递给电机2。

可选地，参见图1至图3，所述安装座1安装于所述指梁6的端部，且所述指梁锁的电机2置于所述指梁6内，电机2可以通过电机座21与安装座1螺接。

这里，指梁6通常为方向管，将电机2插入指梁6端部(远离排管架本体的一端)后，再将安装板与指梁6固定，第三限位壁113和第四限位壁垂直于指梁6的长度方向，提高指梁锁与指梁6的集成度，同时，指梁6能够对电机2起到防护作用。

可选地，参见图1至图3，所述指梁6的端部焊接有端板61，所述安装座1通过螺钉12与所述端板61连接，所述螺钉12的轴向与所述指梁6的长度方向(前后方向)平行。

这里，安装板通过螺钉12与端板61可拆卸连接，便于拆卸。其次，螺钉12是平行于指梁6长度的，如此，挡杆4在受到管柱件冲击力时，该冲击力会通过安装座1传递至螺钉12，此时螺钉12所承受的力大部分是拉应力，相较于竖直安装螺钉12大部分所受的力为剪切力而言，单个螺钉12所受力强度更高。

其中，可以理解的是，端板61中部具有一个通孔，电机2通过该通孔插入到指梁6内。可选地，所述安装座1上设置有呈阵列分布的螺钉12。

这里，参见图1和图2，安装座1通过矩形阵列分布的四个螺钉12与端板61连接，结构强度更高。

另外，本实用新型又一实施例的自动排管装置，包括如前所述的排管架。

由于所述自动排管装置的技术改进和技术效果与所述排管架一样，因此不再对所述自动排管装置做详细说明。

术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种指梁锁，其特征在于，包括安装座(1)、电机(2)、挡杆(4)、连接轴(3)和销轴(7)，所述安装座(1)设置有限位槽(11)，所述电机(2)与所述安装座(1)连接，所述连接轴(3)转动设置于所述安装座(1)中且所述连接轴(3)与所述电机(2)的输出轴连接，所述挡杆(4)套设于所述连接轴(3)位于所述限位槽(11)内的部分，所述销轴(7)将所述挡杆(4)和所述连接轴(3)穿设连接，所述挡杆(4)与所述连接轴(3)之间设置有装配间隙，所述挡杆(4)适于通过所述装配间隙绕所述销轴(7)偏转，直至所述挡杆(4)抵接于所述限位槽(11)的侧壁。

2.根据权利要求1所述的指梁锁，其特征在于，所述挡杆(4)的一端设置有套接孔(41)以及第一销孔(42)，所述第一销孔(42)与所述套接孔(41)的轴线呈直角设置且所述第一销孔(42)与所述套接孔(41)连通，所述连接轴(3)位于所述限位槽(11)中的部分设置有第二销孔。

3.根据权利要求1所述的指梁锁，其特征在于，所述安装座(1)设置有与所述限位槽(11)连通的轴承槽，所述轴承槽中安装有轴承(5)，所述连接轴(3)通过所述轴承(5)与所述安装座(1)转动连接。

4.根据权利要求1所述的指梁锁，其特征在于，所述限位槽(11)包括第一限位壁(111)和第二限位壁(112)，所述挡杆(4)适于绕所述电机(2)的输出轴旋转直至抵接所述第一限位壁(111)或所述第二限位壁(112)，所述第一限位壁(111)和所述第二限位壁(112)呈预设夹角。

5.根据权利要求4所述的指梁锁，其特征在于，所述预设夹角为90°。

6.一种排管架，其特征在于，包括排管架本体及水平间隔设置在所述排管架本体上的指梁(6)，每个所述指梁(6)上设有至少一个如权利要求1至5任一项所述的指梁锁，所述指梁锁的安装座(1)与所述指梁(6)连接；

当所述指梁锁的挡杆(4)抵接于第一限位壁(111)时，所述挡杆(4)呈水平状态并横跨在相邻两个所述指梁(6)之间，当所述挡杆(4)抵接于所述指梁锁的第二限位壁(112)时，所述挡杆(4)呈竖直状态。

7.根据权利要求6所述的排管架，其特征在于，所述安装座(1)安装于所述指梁(6)的端部，且所述指梁锁的电机(2)置于所述指梁(6)内。

8.根据权利要求7所述的排管架，其特征在于，所述指梁(6)的端部焊接有端板(61)，所述安装座(1)通过螺钉(12)与所述端板(61)连接，所述螺钉(12)的轴向与所述指梁(6)的长度方向平行。

9.根据权利要求7所述的排管架，其特征在于，所述安装座(1)上设置有呈阵列分布的螺钉(12)。

10.一种自动排管装置，其特征在于，包括机械手和如权利要求6至9任一项所述的排管架。

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