CN217925761U - 钻台面移动式抓管机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻台面移动式抓管机构，抓管机械手安装于行走小车上，抓管机械手的钳口朝向井口，行走小车的底部通过滚轮支撑在L形弯轨上，L形弯轨固定与钻台面上，L形弯轨的圆弧段配套有滚轮限位装置，该装置包括与弯轨圆弧段曲率相同的限位底板，限位底板的两侧边沿分别焊接有限位立板，两限位立板分别贴合在弯轨圆弧段的两侧且弯曲度相匹配，限位底板设有小于等于轨道顶面宽度的窄幅头部，窄幅头部的前端设有斜楔面，斜楔面的后端设有限位块，限位块的底部焊接在限位底板上，前侧设有抵靠在滚轮前侧弧面下方的斜面。行走小车的滚轮在圆弧钢轨上行走过程中，可以对滚轮进行机械限位，实现行走小车的即停，且操作简单，工具轻巧方便。

Description

钻台面移动式抓管机构

技术领域

本实用新型涉及一种钻台面移动式抓管机构，属于石油钻井设备技术领域。

背景技术

随着科技水平的进步和石油装备技术的不断发展，越来越多的自动化、智能化技术运用到了石油装备领域。钻修井作业时，在各大油田陆续出现了一些局部的自动化设备，这些自动化设备在起下钻过程中取得了一定的成效。钻台面机械手的出现有效地解决了人工排管劳动强度大，安全风险高的问题，但是这些自动化设备的使用也给油田带来了新的问题。

钻台面上固定有轨道，轨道上支撑有行走小车，行走小车上安装有抓管机械手，抓管机械手的钳口朝向井口进行抓管作业。由于井口还要安装其它机械，在进行其它作业时，行走小车需要载着抓管机械手离开井口，进行避让。又由于钻台面的空间有限，因此需要将轨道设计成L形弯轨。由于L形弯轨仅在末端设有限位机构，行走小车不能在弧形段实现即停，而实际作业过程中，需要停在弧形段的次数也很多，缺少机械限位保护，给作业带来不便。

此外，在钻井起下钻作业时，抓管机械手在井口抓管杆或在立根区域抓管杆时，抓管机械手关闭时存在未将管杆完全抓入钳口内部，导致抓伤管杆甚至脱杆现象。虽然各厂家采用了不同形式的方法去确认机械手是否将管杆完全抓入钳口内部，但是均存在一定的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种钻台面移动式抓管机构，行走小车的翻边滚轮在圆弧钢轨上行走过程中，可以对滚轮进行机械限位，实现行走小车的即停，且操作简单，工具轻巧方便。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种钻台面移动式抓管机构，包括抓管机械手，所述抓管机械手安装于行走小车上，所述抓管机械手的钳口朝向井口，所述行走小车的底部通过滚轮支撑在L形弯轨上，所述L形弯轨固定与钻台面上，所述L形弯轨的圆弧段配套有滚轮限位装置，所述滚轮限位装置包括与弯轨圆弧段曲率相同的限位底板，所述限位底板的两侧边沿分别焊接有向下延伸的限位外立板和限位内立板，所述限位外立板的内端面贴合在弯轨圆弧段的外弧外侧且相互匹配，所述限位内立板的内端面贴合在弯轨圆弧段的内弧内侧且相互匹配，所述限位底板设有窄幅头部，所述窄幅头部的宽度小于等于轨道顶面的宽度，所述窄幅头部的前端设有可插入滚轮底部且前低后高的斜楔面，所述斜楔面的后端设有限位块，所述限位块的底部焊接在限位底板上，所述限位块的前侧设有上部向后倾斜的限位块斜面，所述限位块斜面抵靠在滚轮的前侧弧面下方。

作为本实用新型的改进，所述限位底板的后端焊接有向后向上倾斜的尾板。

作为本实用新型的进一步改进，所述抓管机械手的钳口根部的后侧上方安装有抓管发讯机构，所述抓管发讯机构包括固定底板，所述固定底板的中部焊接有两个竖向耳座，两竖向耳座中分别固定有导向杆，两导向杆相互平行且向井口方向伸出，两导向杆的自由端分别套装有滑套，两导向杆的中部分别设有导向凸圈，所述导向凸圈的外周与所述滑套的内壁间隙配合，所述滑套的内端口外周分别旋接有端盖，所述端盖的中心分别设有端盖中心孔供导向杆穿过；所述滑套的外端头封闭，两导向杆的自由端分别套装有弹簧，所述弹簧分别支撑在滑套底板与导向凸圈之间；两滑套底板均与横板固定连接，所述横板的两端分别焊接有向井口方向伸出的横板支耳，滚轮轴的两端分别支撑在横板支耳上，所述滚轮轴上套装有可转动的滚轮；所述固定底板远离井口的一端焊接有开关支架，所述开关支架上固定有接近开关，其中一个滑套的外壁固定有感应板，所述感应板的自由端向所述接近开关的探头方向延伸。

作为本实用新型的进一步改进，所述导向杆的固定端分别从相应竖向耳座的中心孔中伸出，且分别设有月牙形凹槽，两月牙形凹槽的底部分别为平面，所述竖向耳座上分别固定有卡板，所述卡板的一侧边沿分别嵌入相应的月牙形凹槽中。

相对于现有技术，本实用新型取得了如下有益效果：1、安装有抓管机械手的行走小车可以随停在L形弯轨的圆弧段，且进行机械限位，安全可靠，操作方便。

2、管杆在井口进入机械手张开的钳口中后，必然压在滚轮上，滚轮受压推动滑套后移，感应板靠近或触摸接近开关的探头，接近开关动作发出有杆信号，然后机械手的钳口闭合完成抓取，如此可避免管杆未完全进入机械手钳口中，机械手强行闭合将管杆抓伤，更避免发生脱杆引发作业事故。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型钻台面移动式抓管机构的立体图一；

图2为本实用新型钻台面移动式抓管机构的立体图二；

图3为本实用新型钻台面移动式抓管机构的俯视图；

图4为本实用新型中滚轮限位装置的立体图；

图5为本实用新型中滚轮限位装置的俯视图；

图6为本实用新型中抓管发讯机构拆掉挡泥护罩后的立体图；

图7为本实用新型中抓管发讯机构的主视图；

图8为本实用新型中抓管发讯机构的俯视图。

图中：1.固定底板；2.竖向耳座；3.导向杆；3a.导向凸圈；4.滑套；5.弹簧；6.端盖；7.横板；7a.横板支耳；8.滚轮轴；9.滚轮；10.感应板；11.卡板；12.挡泥护罩；13.开关支架；14.接近开关；15.抓管机械手；16.行走小车；17.滚轮；18.滚轮限位装置；18a.限位底板；18b.限位立板；18c.斜楔面；18d.限位块；18e.尾板；19.L形弯轨。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”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，而不是指装置必须具有特定的方位。

如图1至图5所示，本实用新型的钻台面移动式抓管机构包括抓管机械手15，抓管机械手15安装于行走小车16上，抓管机械手15的钳口朝向井口，行走小车16的底部通过滚轮17支撑在L形弯轨19上，L形弯轨19固定与钻台面上，L形弯轨19的圆弧段配套有滚轮限位装置18，滚轮限位装置18包括与弯轨圆弧段曲率相同的限位底板18a，限位底板18a的两侧边沿分别焊接有向下延伸的限位立板18b，两限位立板18b分别贴合在弯轨圆弧段的两侧且弯曲度相匹配，限位底板18a设有窄幅头部，窄幅头部的宽度小于等于轨道顶面的宽度，窄幅头部的前端设有前低后高的斜楔面18c。斜楔面18c的后端设有限位块18d，限位块18d的底部焊接在限位底板18a上，限位块18d的前侧设有上部向后倾斜的限位块斜面。

滚轮17行走至L形弯轨19的圆弧段需要停车时，将滚轮限位装置18放置滚轮17前侧，限位底板18a支撑在弯轨顶部，两限位立板18b卡在弯轨两侧，使滚轮限位装置18保持稳定。窄幅头部前端的斜楔面18c插入滚轮底部，限位块斜面抵靠在滚轮的前侧弧面下方，可阻止滚轮前进，如此可实现行走小车16的随停。

限位底板18a的后端焊接有向后向上倾斜的尾板18e，便于取放滚轮限位装置18。

如图6至图8所示，抓管发讯机构包括固定底板1、导向杆3、滑套4、感应板10、横板7、滚轮9和接近开关14，固定底板1的中部焊接有两个竖向耳座2，两竖向耳座2的底部可相连形成整体。两竖向耳座2中分别固定有导向杆3，两导向杆3相互平行且向井口方向伸出，两导向杆3的自由端分别套装有滑套4，两导向杆3的中部分别设有导向凸圈3a，导向凸圈3a的外周与滑套4的内壁间隙配合，使滑套4只能沿导向杆3的轴线滑动。滑套4的内端口外周螺纹上分别旋接有端盖6，端盖6的中心分别设有端盖中心孔供导向杆3穿过；端盖6的外周均匀设有多道轴向凹槽，便于拧紧或拆卸端盖6。

滑套4的外端头由滑套底板封闭，两导向杆3的自由端分别套装有弹簧5，弹簧5分别支撑在滑套底板与导向凸圈3a之间；两滑套底板均与横板7固定连接，两滑套底板的外端面可分别设有凸榫，凸榫分别嵌入横板7相应的凹孔，通过螺钉固定或直接进行焊接。

横板7的轴线与导向杆3的轴线相垂直，横板7的两端分别焊接有向井口方向伸出的横板支耳7a，滚轮轴8的两端分别支撑在横板支耳7a上，滚轮轴8上套装有可转动的滚轮9，滚轮9两端的内孔可分别通过轴承支撑在滚轮轴8上。滚轮9与管杆的外壁柔性接触，且管杆升降时，滚轮9可转动，减少抖动和摩擦。

固定底板1远离井口的一端焊接有开关支架13，开关支架13垂直于竖向耳座2；开关支架13上固定有接近开关14，接近开关14的轴线与滚轮9的轴线相平行，接近开关14的探头位于两竖向耳座2之间的缺口之间。

其中一个滑套4的外壁固定有感应板10，感应板10的自由端向接近开关14的探头方向延伸。感应板10呈L形，且自由端从两竖向耳座2之间的缺口处向接近开关14的探头方向延伸。接近开关14也可以替代为行程开关等。

导向杆3的固定端分别从相应竖向耳座2的中心孔中伸出，且分别设有月牙形凹槽，两月牙形凹槽的底部分别为平面，竖向耳座2上分别固定有卡板11，卡板11的一侧边沿分别嵌入相应的月牙形凹槽中。卡板11两侧与月牙形凹槽的两侧壁配合，首先实现了导向杆3的轴向定位，使其不能沿自身轴线移动；此外，卡板11边沿抵靠在月牙形凹槽的底部平面上，使导向杆3不是转动。

卡板11可位于导向杆3的下方，分别通过两颗卡板螺钉固定在竖向耳座2背向井口的端面上，卡板11的上沿抵靠在月牙形凹槽的底部平面下方。

滚轮轴8的一端设有蘑菇头，另一端设有径向通孔且插接有开口销。从有径向通孔的一端插入，一端依靠蘑菇头抵靠在横板支耳7a的外侧实现定位，另一端插入开口销后张开，开口销位于横板支耳7a的外侧也实现定位。

固定底板1的四个角部分别设有腰形长槽，各腰形长槽的轴线平行于导向杆3的轴线，便于固定且调整轴向位置。

竖向耳座2、端盖6、感应板10及开关支架13的外侧共同位于挡泥护罩12的内腔，挡泥护罩12通过螺钉固定在竖向耳座2，或下端口固定在固定底板1上，避免管杆中流出的污水或泥浆对接近开关14等造成污染。

装配时，先将端盖6套在导向杆3的固定端，然后将导向杆3的固定端插入竖向耳座2的中心孔，并安装卡板11将导向杆3固定住；接着将弹簧5放入滑套4内腔，然后滑套4套装在导向凸圈3a外周，弹簧5套装导向杆3的自由端，再将端盖6旋紧在滑套4的内端口。接着在两滑套底板上固定横板7，并安装滚轮轴8和滚轮9。

管杆从水平状态竖起时，上端先向上升起呈倾斜状态，下端支撑在水平猫道的滑车上滑行，管杆仍处于倾斜状态时，大约与地面呈75°以上时，管杆上部会压在滚轮9上，滚轮9受压推动滑套4后移，弹簧5受压缩，滑套4外壁固定的感应板10向接近开关14的探头靠近或轻微触碰，接近开关14动作发出有杆信号，即确认管杆已完全进入机械手张开的钳口中，然后机械手的钳口相向闭合完成抓取。管杆入井后，滑套4在弹簧5张力作用下复位，滚轮9回到初始位置。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (4)

1.一种钻台面移动式抓管机构，包括抓管机械手，所述抓管机械手安装于行走小车上，所述抓管机械手的钳口朝向井口，所述行走小车的底部通过滚轮支撑在L形弯轨上，所述L形弯轨固定与钻台面上，其特征在于：所述L形弯轨的圆弧段配套有滚轮限位装置，所述滚轮限位装置包括与弯轨圆弧段曲率相同的限位底板，所述限位底板的两侧边沿分别焊接有向下延伸的限位立板，两限位立板分别贴合在弯轨圆弧段的两侧且弯曲度相匹配，所述限位底板设有窄幅头部，所述窄幅头部的宽度小于等于轨道顶面的宽度，所述窄幅头部的前端设有可插入滚轮底部且前低后高的斜楔面，所述斜楔面的后端设有限位块，所述限位块的底部焊接在限位底板上，所述限位块的前侧设有上部向后倾斜的限位块斜面，所述限位块斜面抵靠在滚轮的前侧弧面下方。

2.根据权利要求1所述的钻台面移动式抓管机构，其特征在于：所述限位底板的后端焊接有向后向上倾斜的尾板。

3.根据权利要求1所述的钻台面移动式抓管机构，其特征在于：所述抓管机械手的钳口根部的后侧上方安装有抓管发讯机构，所述抓管发讯机构包括固定底板，所述固定底板的中部焊接有两个竖向耳座，两竖向耳座中分别固定有导向杆，两导向杆相互平行且向井口方向伸出，两导向杆的自由端分别套装有滑套，两导向杆的中部分别设有导向凸圈，所述导向凸圈的外周与所述滑套的内壁间隙配合，所述滑套的内端口外周分别旋接有端盖，所述端盖的中心分别设有端盖中心孔供导向杆穿过；所述滑套的外端头封闭，两导向杆的自由端分别套装有弹簧，所述弹簧分别支撑在滑套底板与导向凸圈之间；两滑套底板均与横板固定连接，所述横板的两端分别焊接有向井口方向伸出的横板支耳，滚轮轴的两端分别支撑在横板支耳上，所述滚轮轴上套装有可转动的滚轮；所述固定底板远离井口的一端焊接有开关支架，所述开关支架上固定有接近开关，其中一个滑套的外壁固定有感应板，所述感应板的自由端向所述接近开关的探头方向延伸。

4.根据权利要求3所述的钻台面移动式抓管机构，其特征在于：所述导向杆的固定端分别从相应竖向耳座的中心孔中伸出，且分别设有月牙形凹槽，两月牙形凹槽的底部分别为平面，所述竖向耳座上分别固定有卡板，所述卡板的一侧边沿分别嵌入相应的月牙形凹槽中。

Images