CN218062238U - 一种井架及用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种井架及用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置，该钻柱防弯扶正装置包括支撑部、第一臂杆、第二臂杆、第一驱动单元和第二驱动单元，支撑部用于与井架固定连接，第一臂杆与支撑部铰接，第二臂杆与第一臂杆铰接，第二臂杆远离第一臂杆的一端设置有U形的扶正爪，第一臂杆相对支撑部转动的第一轴线与第二臂杆相对第一臂杆转动的第二轴线垂直。第一驱动单元用于使第一臂杆相对支撑部转动，第二驱动单元用于使第二臂杆相对第一臂杆转动。本申请提供的钻柱防弯扶正装置既可实现对钻柱的防弯扶正，又可提高将钻柱送入井架指梁的工作效率。

Description

一种井架及用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置

技术领域

本申请涉及石油机械技术领域，特别是涉及一种井架及用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置。

背景技术

当需要更换钻头、螺杆等井下工具或因井下情况需要起钻时，钻柱从井内起出后由井架工将其拉进井架指梁，立靠于二层台。由于细长的钻柱非常容易弯曲，所以井架工在二层台拉钻柱时，需要先将钻柱上提，再拉进井架指梁，目前经常需要来回好几次才能拉进指梁，作业效率低，劳动强度大，因此，如何更高效地完成起钻作业，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种井架及用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置，该钻柱防弯扶正装置既可实现对钻柱的防弯扶正，又可提高将钻柱送入井架指梁的工作效率。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置，包括：

支撑部，所述支撑部用于与井架固定连接；

第一臂杆，所述第一臂杆与所述支撑部铰接；

第二臂杆，所述第二臂杆与所述第一臂杆铰接，所述第二臂杆远离所述第一臂杆的一端设置有U形的扶正爪，所述第一臂杆相对所述支撑部转动的第一轴线与所述第二臂杆相对所述第一臂杆转动的第二轴线垂直；以及

第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元用于使所述第一臂杆相对所述支撑部转动，所述第二驱动单元用于使所述第二臂杆相对所述第一臂杆转动。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述第一臂杆为伸缩缸，所述第二臂杆与所述第一臂杆的伸缩端铰接。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述第二臂杆包括第一臂节和第二臂节，所述第一臂节的两端分别与所述第一臂杆和所述第二臂节铰接，所述第一臂节相对所述第一臂杆绕所述第二轴线转动，所述第二臂节相对所述第一臂节转动的第三轴线与所述第二轴线平行，所述扶正爪设置于所述第二臂节；

所述钻柱防弯扶正装置还包括第三驱动单元，所述第三驱动单元用于使所述第二臂节相对所述第一臂节转动。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述第二驱动单元和所述第三驱动单元为设置于所述第二臂杆两侧的伸缩缸。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述第二驱动单元和所述第三驱动单元为液压缸。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述支撑部包括由螺杆拉紧的第一夹体和第二夹体，所述第一夹体和所述第二夹体夹紧所述井架的局部从而与所述井架固定连接。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述扶正爪为圆弧形。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述第一驱动单元为伸缩缸。

可选地，在上述钻柱防弯扶正装置中，所述第一驱动单元为液压缸。

一种井架，包括如上述任意一项所公开的用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置。

根据上述技术方案可知，本申请提供了一种用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置中，其支撑部与井架固定连接，第一臂杆在第一驱动单元的驱动下能够相对支撑部绕第一轴线转动，第二臂杆在第二驱动单元的驱动下能够相对第一臂杆绕与第一轴线垂直的轴线转动，因此，以上述第一轴线为水平线的姿态将支撑部固定安装到井架上后，第一臂杆能够在竖直面内摆动以实现抬起和下落，第二臂杆能够在与竖直面垂直的平面内摆动以实现左摆和右摆。起钻过程中，第一臂杆朝钻柱方向抬起使第二臂杆上的扶正爪卡住钻柱，能够起到扶正作用，防止钻柱弯曲。根据井架指梁上钻柱的摆放位置，利用第二臂杆进行摆向有助于快速找准目标摆放位置，从而提高将钻柱送入井架指梁的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置的示意图；

图2是图1所示钻柱防弯扶正装置的收起状态示意图；

图3是图1所示钻柱防弯扶正装置的右摆示意图；

图4是图1所示钻柱防弯扶正装置的左摆示意图；

图5是图1中第一夹体21的示意图；

图6是图1中第二夹体22的示意图；

图7是图1中第一驱动单元31的示意图；

图8是图1中第一臂杆41的示意图；

图9是图1中延长杆42的示意图；

图10是图1中第一臂节51的示意图；

图11是图1中第二臂节52的示意图。

图中标记为：

1、井架横梁；21、第一夹体；22、第二夹体；31、第一驱动单元；32、第二驱动单元；33、第三驱动单元；41、第一臂杆；411、第一支座；42、延长杆；421、第二支座；5、第二臂杆；51、第一臂节；511、第三支座；512、第四支座；52、第二臂节；521、第五支座；6、扶正爪。

具体实施方式

本申请提供了一种用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置，既可实现对钻柱的防弯扶正，又可提高将钻柱送入井架指梁的工作效率。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1～图11所示，本申请实施例提供了一种用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置，包括支撑部、第一臂杆41、第二臂杆5、第一驱动单元31和第二驱动单元32，其中，支撑部用于与井架固定连接，第一臂杆41与支撑部铰接，第二臂杆5与第一臂杆41铰接，第二臂杆5远离第一臂杆41的一端设置有U形的扶正爪6，第一臂杆41相对支撑部转动的第一轴线与第二臂杆5相对第一臂杆41转动的第二轴线垂直，第一驱动单元31用于使第一臂杆41相对支撑部转动，第二驱动单元32用于使第二臂杆5相对第一臂杆41转动。

钻柱防弯扶正装置通过支撑部固定安装到井架上，例如固定安装到井架中段的井架横梁1上，第一臂杆41与支撑部铰接，并在第一驱动单元31的驱动下能够相对支撑部转动，类似地，第二臂杆5与第一臂杆41铰接，并在第二驱动单元32的驱动下能够相对第一臂杆41转动，不过，由于第一臂杆41相对支撑部转动的第一轴线与第二臂杆5相对第一臂杆41转动的第二轴线垂直，所以第一臂杆41和第二臂杆5是在不同的平面内运动，例如，设置第一臂杆41在竖直面内运动，即令上述第一轴线为水平线，那么第二臂杆5相对第一臂杆41运动的平面与竖直面垂直，当然，由于第二臂杆5连接在第一臂杆41能够随第一臂杆41变动位置，所以第二臂杆5相对第一臂杆41运动的平面随着第一臂杆41位置的变动而变化。

钻柱防弯扶正装置的工作原理是，以上述第一轴线为水平线的姿态将支撑部固定安装到井架上，第一臂杆41的活动区域朝向井口所在的一侧，起钻开始前，第一臂杆41处于如图2所示的下垂状态，起钻过程中，被悬吊的钻柱位于第一臂杆41前方，控制第一驱动单元31使第一臂杆41抬起，第二臂杆5随第一臂杆41一起移动，令第二臂杆5上的扶正爪6卡住钻柱，起到扶正作用，防止钻柱弯曲。在扶正爪6对准钻柱的过程中，必要时可控制第二驱动单元32使第二臂杆5通过摆动调整位置。钻柱扣卸开后，游车上提钻柱，根据井架指梁上钻柱的摆放位置，利用第二臂杆5进行摆向有助于快速找准目标摆放位置，从而提高将钻柱送入井架指梁的工作效率。

钻柱的横截面为圆形，为了在第二臂杆5进行摆向时能够更好地带动钻柱，本实施例优选扶正爪6为圆弧形，如图4所示，扶正爪6的圆心角大于180°，当然，其开口的大小应当大于钻柱的受扶正部位的直径，以受扶正部位能够进入扶正爪6被卡住。

本实施例优选第一臂杆41为伸缩缸，第二臂杆5与第一臂杆41的伸缩端铰接。由于第一臂杆41为伸缩缸，所以在工作时能够控制第一臂杆41改变长度，以实现对钻柱的推送。当然，在不考虑推送钻柱的情况下，第一臂杆41也可以为长度不可调的杆。

本实施例优选：支撑部包括由螺杆拉紧的第一夹体21和第二夹体22，第一夹体21和第二夹体22夹紧井架的局部从而与井架固定连接。如图4～图6所示，第一夹体21放置在井架横梁1的上方，第二夹体22放置在井架横梁1的下方，第一夹体21和第二夹体22由螺杆拉紧后将井架横梁1夹紧从而实现固定安装。为使安装更加牢靠，可以在第一夹体21和/或第二夹体22上设置能够与井架横梁1卡接的结构，例如本实施例在第一夹体21和第二夹体22上都开设了能够卡在井架横梁1上的凹槽。将支撑部设置为由螺杆拉紧的第一夹体21和第二夹体22，便于支撑部在井架上的安装和拆卸。当然，在不考虑拆装方便的情况下，支撑部也可设置为其他结构形式，例如令支撑部为焊接在井架上的悬臂梁。

第一驱动单元31具体可以为多种类型的装置，本实施例优选第一驱动单元31为伸缩缸，例如液压缸、气缸或者电动缸。如图4、图7和图8所示，第一臂杆41铰接于第一夹体21，第一臂杆41的下表面设置有第一支座411，第一驱动单元31的一端铰接于第一支座411，另一端铰接于第二夹体22。由于第一驱动单元31为伸缩缸，所以，当第一驱动单元31伸长时能够使第一臂杆41向上抬，当第一驱动单元31缩短时能够使第一臂杆41向下落。将第一驱动单元31设置为伸缩缸，可以在实现驱动第一臂杆41相对支撑部转动的同时，为第一臂杆41提供更大的支撑力，以使整体结构更加安全可靠。当然，第一驱动单元31也可以为其他结构形式，例如第一驱动单元31可以为输出轴上安装有驱动齿轮的电机，为了能够驱动第一臂杆41转动，在第一臂杆41上设置与驱动齿轮啮合的从动齿轮，电机通过驱动齿轮和从动齿轮传递扭矩给第一臂杆41。

与第一驱动单元31相类似地，第二驱动单元32可以为伸缩缸，例如液压缸、气缸或者电动缸。为了尽量使第二臂杆5获得比较大的摆动范围，本实施例令第二臂杆5包括第一臂节51和第二臂节52，第一臂节51的两端分别与第一臂杆41和第二臂节52铰接，扶正爪6设置于第二臂节52，第一臂节51相对第一臂杆41转动的轴线与第二臂节52相对第一臂节51转动的轴线平行，钻柱防弯扶正装置还包括第三驱动单元33，第三驱动单元33用于使第二臂节52相对第一臂节51转动。如图3和图4所示，由于第二臂杆5包括第一臂节51和第二臂节52，所以第二臂节52能够在第一臂节51摆动到极限位置时继续摆动，以使扶正爪6能够在更大的范围内活动。与第二驱动单元32相类似地，第三驱动单元33可以为伸缩缸，例如液压缸、气缸或者电动缸。

如图3、图4、图9～图11所示，为了便于安装第二驱动单元32，本实施例在第一臂杆41的前端固定连接有延长杆42，延长杆42可以理解为第一臂杆41的延长部分，因此，第一臂节51的两端分别与延长杆42和第二臂节52铰接，第一臂节51相对延长杆42转动的轴线与第二臂节52相对第一臂节51转动的轴线平行。延长杆42和第一臂节51在同一侧分别设置有第二支座421和第三支座511，第二驱动单元32的一端铰接于第二支座421，另一端铰接于第三支座511，当第二驱动单元32伸长时能够使第一臂节51向远离第二支座421的一侧摆动，当第二驱动单元32缩短时能够使第一臂节51向第二支座421所在的一侧摆动。

与第二驱动单元32的安装结构相类似地，为了便于安装第三驱动单元33，本实施例令第一臂节51和第二臂节52在同一侧分别设置有第四支座512和第五支座521，第三驱动单元33的一端铰接于第四支座512，另一端铰接于第五支座521，当第三驱动单元33伸长时能够使第二臂节52向远离第四支座512的一侧摆动，当第三驱动单元33缩短时能够使第二臂节52向第四支座512所在的一侧摆动。如图4所示，本实施例优选将第二驱动单元32和第三驱动单元33设置在第二臂杆5的两侧，例如第二驱动单元32位于左侧，主要控制向右的摆动，第三驱动单元33右侧，主要控制向左的摆动。

本申请还提供一种井架，该井架包括上述实施例公开的钻柱防弯扶正装置。由于上述实施例公开的钻柱防弯扶正装置具有上述技术效果，因此具有该钻柱防弯扶正装置的井架同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，包括：

支撑部，所述支撑部用于与井架固定连接；

第一臂杆，所述第一臂杆与所述支撑部铰接；

第二臂杆，所述第二臂杆与所述第一臂杆铰接，所述第二臂杆远离所述第一臂杆的一端设置有U形的扶正爪，所述第一臂杆相对所述支撑部转动的第一轴线与所述第二臂杆相对所述第一臂杆转动的第二轴线垂直；以及

第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元用于使所述第一臂杆相对所述支撑部转动，所述第二驱动单元用于使所述第二臂杆相对所述第一臂杆转动。

2.根据权利要求1所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述第一臂杆为伸缩缸，所述第二臂杆与所述第一臂杆的伸缩端铰接。

3.根据权利要求2所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述第二臂杆包括第一臂节和第二臂节，所述第一臂节的两端分别与所述第一臂杆和所述第二臂节铰接，所述第一臂节相对所述第一臂杆绕所述第二轴线转动，所述第二臂节相对所述第一臂节转动的第三轴线与所述第二轴线平行，所述扶正爪设置于所述第二臂节；

所述钻柱防弯扶正装置还包括第三驱动单元，所述第三驱动单元用于使所述第二臂节相对所述第一臂节转动。

4.根据权利要求3所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述第二驱动单元和所述第三驱动单元为设置于所述第二臂杆两侧的伸缩缸。

5.根据权利要求4所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述第二驱动单元和所述第三驱动单元为液压缸。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述支撑部包括由螺杆拉紧的第一夹体和第二夹体，所述第一夹体和所述第二夹体夹紧所述井架的局部从而与所述井架固定连接。

7.根据权利要求6所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述扶正爪为圆弧形。

8.根据权利要求6所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述第一驱动单元为伸缩缸。

9.根据权利要求8所述的钻柱防弯扶正装置，其特征在于，所述第一驱动单元为液压缸。

10.一种井架，其特征在于，包括如权利要求1～9中任意一项所述的用于辅助起钻的钻柱防弯扶正装置。

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