CN219472045U - 一种数控排管输送装置 - Google Patents

Abstract

一种数控排管输送装置，涉及石油修井设备技术领域，该数控排管输送装置包括升降驱动单元；至少一个电永磁吸附机构，与升降驱动单元连接，用于吸附管件；励磁控制器，与电永磁吸附机构电性连接；控制器，分别与升降驱动单元和励磁控制器电性连接，开始吸附管件时，控制器被预设为控制电永磁吸附机构具有第一吸附力值，当升降驱动单元将管件起升至预设高度时，控制器被预设为控制电永磁吸附机构具有第二吸附力值；第一吸附力值小于第二吸附力值，本实用新型能够根据初始起吊和吊装过程的工况不同调整吸附力大小，提高了使用的安全性。

Description

一种数控排管输送装置

技术领域

本实用新型涉及石油修井设备技术领域，具体涉及一种用于排放和输送石油管杆的数控排管输送装置。

背景技术

石油修井过程中，石油管杆的输送及排放通常采用机械化作业。现有的石油管杆排放设备通常采用龙门式自动排管装置，其通过移动横梁连接吸附机构，吸附机构可在底座的上方沿X向、Y向、Z向进行移动，从而实现石油管杆的自动取放。

部分现有技术采用电永磁吊具起吊管件。吊装不同管径的油管或者钻杆时，如果电永磁吊具的档位选择不合适，初始吸力过小，可能会出现吊单头或者吊起后重物直接脱落；初始吸力过大，可能会出现单头吊多根，错根吊装，两边受力不均衡。而吊装过程中则需要确保吸附牢固，管件在转运过程中不能掉落。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中所存在的上述技术问题提供了一种数控排管输送装置，一方面确保起吊时仅起吊单根管件，避免单头吊多根，错根吊装等问题，另一方面，起吊后切换吸附力值，确保吊装过程中管件不掉落，提高管件吊装的安全性。

为实现上述技术目的，本实用新型实施例提供了一种数控排管输送装置，包括：

升降驱动单元；

至少一个电永磁吸附机构，与所述升降驱动单元连接，用于吸附管件；

励磁控制器，与所述电永磁吸附机构电性连接；

控制器，分别与所述升降驱动单元和励磁控制器电性连接，开始吸附管件时，所述控制器被预设为控制所述电永磁吸附机构具有第一吸附力值，当所述升降驱动单元将所述管件起升至预设高度时，所述控制器被预设为控制所述电永磁吸附机构具有第二吸附力值；所述第一吸附力值小于所述第二吸附力值。

进一步地，还包括龙门架和底座，所述龙门架位于所述底座的上侧，所述底座的上侧固设有两个相互平行的导轨，所述龙门架被支撑为能够沿着所述导轨水平移动。

进一步地，还包括行走驱动单元，所述行走驱动单元包括第一齿轮、第一传动轴、第一减速箱、第一驱动元件、第二传动轴和第二齿轮；所述第一驱动元件与所述第一减速箱的输入端传动连接，所述第一减速箱的两个输出端分别与所述第一传动轴和第二传动轴传动连接，所述第一齿轮与所述第一传动轴连接，所述第二齿轮与所述第二传动轴连接，

两个所述导轨上分别固定有沿着所述导轨方向延伸的齿条，所述第一齿轮与其中一个所述齿条啮合，所述第二齿轮与另一个所述齿条啮合。

进一步地，所述升降驱动单元包括第一丝杆升降机、第二驱动元件、第二减速箱和第二丝杆升降机；

所述第二驱动元件的输出端与所述第二减速箱的输入端连接，所述第二减速箱的两个输出端分别与所述第一丝杆升降机、第二丝杆升降机传动连接；

所述第一丝杆升降机包括能够上下移动的第一升降丝杆，所述第二丝杆升降机包括能够上下移动的第二升降丝杆；所述第一升降丝杆和所述第二升降丝杆的下端与悬吊构件连接；

所述电永磁吸附机构与所述悬吊构件连接。

进一步地，还包括伺服驱动器和绝对值型编码器，所述控制器与所述伺服驱动器电性连接，所述伺服驱动器与所述第二驱动元件电性连接，所述第二驱动元件通过绝对值型编码器向所述伺服驱动器反馈位置信号。

进一步地，所述第一吸附力值的大小适于吸附一根管件。

进一步地，所述第一减速箱为T型减速箱。

进一步地，所述第二减速箱为T型减速箱。

进一步地，还包括至少一有管检测传感器，所述有管检测传感器与所述控制器电性连接，用于向所述控制器传送所述电永磁吸附机构是否吸附有管件的信号。

进一步地，还包括上限位传感器和下限位传感器，所述上限位传感器和所述下限位传感器分别与所述控制器连接，所述上限位传感器用于检测所述悬吊构件是否运动到上限位置；所述下限位传感器用于检测所述悬吊构件是否运动到下限位置。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：开始吸附管件时，控制器被预设为控制电永磁吸附机构具有第一吸附力值，当升降驱动单元将管件起升至预设高度时，控制器被预设为控制电永磁吸附机构具有第二吸附力值；第一吸附力值小于第二吸附力值。由此，本实用新型能够根据初始起吊和吊装过程的工况不同调整吸附力大小，一方面确保起吊时仅起吊单根管件，避免单头吊多根，错根吊装等问题，另一方面，起吊后切换吸附力值至最大，确保吊装过程中管件不掉落，提高管件吊装的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的数控排管输送装置，其中，电永磁吸附机构处于较低位置。

图2为图1中的A局部放大图。

图3为本实用新型一种实施例的数控排管输送装置，其中，电永磁吸附机构处于较高位置。

图4为本实用新型一种实施例的数控排管输送装置的电气原理示意图。

图5为本实用新型一种实施例的排管盒的结构示意图。

图6为图5的左视图。

附图标记说明

1-底座，10-排管盒，101-分隔柱，102-容纳空间，2-支撑架，201-齿条，202-导轨，3-龙门架，4-行走驱动单元，401-第一齿轮，402-第一传动轴，403-第一减速箱，404-第一驱动元件，405-第二传动轴，406-第二齿轮，5-升降驱动单元，501-第一升降丝杆，502-第一丝杆升降机，503-第二驱动元件，504-第二减速箱，505-第三传动轴，506-第二丝杆升降机，507-第二升降丝杆，6-悬吊构件，7-电永磁吸附机构，8-管件，9-控制系统，901-第一有管检测传感器，902-第二有管检测传感器，903-上限位传感器，904-下限位传感器，905-数据处理器，906-控制器，907-伺服驱动器，908-人机界面工控触摸屏，909-励磁控制器，910-绝对值型编码器。

具体实施方式

通过解释以下本申请的优选实施方案，本实用新型的其他目的和优点将变得清楚。

为了便于存取和转运管杆，本实用新型发明人研发了一种整体式的排管盒。其结构如图5和图6所示，排管盒10上设有多个纵向延伸的分隔柱101。多个分隔柱101以等间距的方式排列。在相邻的两个分隔柱101之间形成能够容纳油管件8的容纳空间102。每个容纳空间102内能够竖向放置一列管件8。从而管件8在容纳空间102内以单根的方式在上下方向排列。

部分现有技术采用电永磁吊具起吊管件8。吊装不同管径的油管或者钻杆时，如果电永磁吊具的档位选择不合适，初始吸力过小，可能会出现吊单头或者吊起后重物直接脱落；初始吸力过大，可能会出现单头吊多根，错根吊装，两边受力不均衡等问题。

为解决上述技术问题，如图1所示，本实用新型提供一种数控排管输送装置，其包括底座1、支撑架2和龙门架3。底座1可用于放置管件8，上述管件8例如可以为油管或者钻杆。龙门架3位于底座1的上侧，底座1的上侧固设有两个相互平行的导轨202。该导轨202位于支撑架2的上端。支撑架2可以为多根，例如四根，两根为一组支撑起一根导轨202。龙门架3能够沿着导轨202在水平方向移动。

本实用新型的数控排管输送装置还包括升降驱动单元5、至少一个电永磁吸附机构7、励磁控制器909和控制器906。电永磁吸附机构7与升降驱动单元5连接，电永磁吸附机构7安装在升降驱动单元5的下端，升降驱动单元5用于升降该电永磁吸附机构7，利用电永磁吸附机构7吸附管件8，实现管件8的升降和转移。励磁控制器909与电永磁吸附机构7电性连接，励磁控制器909用于选择电永磁吸附机构7的档位。控制器906分别与升降驱动单元5和励磁控制器909电性连接，控制器906通过向升降驱动单元5发送指令实现管件的升降。控制器906通过向励磁控制器909发送指令，调整电永磁吸附机构7的档位。开始吸附管件8时，控制器906被预设为控制电永磁吸附机构7具有第一吸附力值，当升降驱动单元5将管件8起升至预设高度时，控制器906被预设为控制电永磁吸附机构7具有第二吸附力值；第一吸附力值小于第二吸附力值。

优选地，第一吸附力值的大小适于吸附一根管件8。比如吊装抽油杆，重量较轻，起吊时选择低档位，只取1根抽油杆，当起吊高度距离起吊面20-30cm时，再切换最高档位，此时第二吸附力值为最大吸力，确保吊装移动过程中，重物不脱落。如果开始起吊时选择档位过高，可能会出现将第一层与第二层抽油杆同时吊起的现象，或者会出现电永磁铁单边吊起2根，另外一边吊起1根，错根吊装，具有安全隐患。

如图1至图3所示，数控排管输送装置还包括行走驱动单元4，行走驱动单元4包括第一齿轮401、第一传动轴402、第一减速箱403、第一驱动元件404、第二传动轴405和第二齿轮406。第一驱动元件404与第一减速箱403的输入端传动连接，第一减速箱403的两个输出端分别与第一传动轴402和第二传动轴405传动连接。第一齿轮401与第一传动轴402连接，第二齿轮406与第二传动轴405连接。两个导轨202上分别固定有沿着导轨202方向延伸的齿条201，第一齿轮401与其中一个齿条201啮合，第二齿轮406与另一个齿条201啮合。上述第一驱动元件404优选为伺服电机，从而能够精确调整龙门架3的水平位置。优选地，第一减速箱403为T型减速箱，能够保证第一齿轮401和第二齿轮406同步转动。

如图1所示，升降驱动单元5包括第一丝杆升降机502、第二驱动元件503、第二减速箱504和第二丝杆升降机506。第二驱动元件503的输出端与第二减速箱504的输入端连接，第二减速箱504的两个输出端分别与第一丝杆升降机502、第二丝杆升降机506传动连接。本实施例中第二减速箱504的一个输出端通过第三传动轴505与第一丝杆升降机502传动连接。第一丝杆升降机502包括能够上下移动的第一升降丝杆501。第二丝杆升降机506包括能够上下移动的第二升降丝杆507。第一升降丝杆501和第二升降丝杆507的下端与悬吊构件6连接。悬吊构件6为水平方向延伸的梁状结构。电永磁吸附机构7与悬吊构件6连接。本实施例中，悬吊构件6上均匀布设了三个电永磁吸附机构7。三个电永磁吸附机构7分别从管杆8的两端和中间吸附管杆8。

本实用新型采用丝杆升降机实现升降功能，利用了丝杆升降机的自锁特性，起到限定管件8高度位置的作用，避免管件8自动下落。上述第二减速箱504优选为T型减速箱，同轴输出，上下同步性好，不会因重物单头偏重，出现偏吊现象。

如图4所示，本实施例的数控排管输送装置的控制系统9还包括伺服驱动器907和绝对值型编码器910，控制器906与伺服驱动器907电性连接，伺服驱动器907与第二驱动元件503电性连接，第二驱动元件503通过绝对值型编码器910向伺服驱动器907反馈位置信号。由此，通过控制器906能够控制起吊高度，当起吊高度距离起吊面20-30cm时，控制器906通过励磁控制器909调整电永磁吸附机构7的档位为最高，确保吊装移动过程中重物不脱落。

进一步地，本实用新型还包括至少一有管检测传感器，有管检测传感器与控制器906电性连接，用于向控制器906传送电永磁吸附机构7是否吸附有管件8的信号。本实施例中，有管检测传感器为两个，包括第一有管检测传感器901和第二有管检测传感器902，分别用于检测位于两端位置的电永磁吸附机构7是否吸附有管件。第一有管检测传感器901和第二有管检测传感器902与数据处理器905电性连接。数据处理器905与控制器906电性连接。从而，控制器906能够接收到第一、第二有管检测传感器901、902上是否吸附有管杆8的信号。

进一步地，本实用新型还包括上限位传感器903和下限位传感器904，上限位传感器903和下限位传感器904分别与控制器906连接，上限位传感器903用于检测悬吊构件6是否运动到上限位置；下限位传感器904用于检测悬吊构件6是否运动到下限位置。本实施例中，上限位传感器903和下限位传感器904分别与数据处理器905电性连接。数据处理器905与控制器906电性连接。

进一步地，本实施例还包括人机界面工控触摸屏908，其与控制器906电性连接，便于操作。

综上，本实用新型能够根据初始起吊和吊装过程的工况不同调整吸附力大小，一方面确保起吊时仅起吊单根管件，避免单头吊多根，错根吊装等问题，另一方面，起吊后切换吸附力值至最大，确保吊装过程中管件不掉落，提高管件吊装的安全性。

参考本申请的优选技术方案详细描述了本申请的装置，然而，需要说明的是，在不脱离本申请的精神的情况下，本领域技术人员可在上述公开内容的基础上做出任何改造、修饰以及变动。本申请包括上述具体实施方案及其任何等同形式。

Claims (10)

1.一种数控排管输送装置，其特征在于，包括：

升降驱动单元(5)；

至少一个电永磁吸附机构(7)，与所述升降驱动单元(5)连接，用于吸附管件(8)；

励磁控制器(909)，与所述电永磁吸附机构(7)电性连接；

控制器(906)，分别与所述升降驱动单元(5)和励磁控制器(909)电性连接，开始吸附管件(8)时，所述控制器(906)被预设为控制所述电永磁吸附机构(7)具有第一吸附力值，当所述升降驱动单元(5)将所述管件(8)起升至预设高度时，所述控制器(906)被预设为控制所述电永磁吸附机构(7)具有第二吸附力值；所述第一吸附力值小于所述第二吸附力值。

2.根据权利要求1所述的数控排管输送装置，其特征在于，

还包括龙门架(3)和底座(1)，所述龙门架(3)位于所述底座(1)的上侧，所述底座(1)的上侧固设有两个相互平行的导轨(202)，所述龙门架(3)被支撑为能够沿着所述导轨(202)水平移动。

3.根据权利要求2所述的数控排管输送装置，其特征在于，

还包括行走驱动单元(4)，所述行走驱动单元(4)包括第一齿轮(401)、第一传动轴(402)、第一减速箱(403)、第一驱动元件(404)、第二传动轴(405)和第二齿轮(406)；所述第一驱动元件(404)与所述第一减速箱(403)的输入端传动连接，所述第一减速箱(403)的两个输出端分别与所述第一传动轴(402)和第二传动轴(405)传动连接，所述第一齿轮(401)与所述第一传动轴(402)连接，所述第二齿轮(406)与所述第二传动轴(405)连接，

两个所述导轨(202)上分别固定有沿着所述导轨(202)方向延伸的齿条(201)，所述第一齿轮(401)与其中一个所述齿条(201)啮合，所述第二齿轮(406)与另一个所述齿条(201)啮合。

4.根据权利要求1所述的数控排管输送装置，其特征在于，所述升降驱动单元(5)包括第一丝杆升降机(502)、第二驱动元件(503)、第二减速箱(504)和第二丝杆升降机(506)；

所述第二驱动元件(503)的输出端与所述第二减速箱(504)的输入端连接，所述第二减速箱(504)的两个输出端分别与所述第一丝杆升降机(502)、第二丝杆升降机(506)传动连接；

所述第一丝杆升降机(502)包括能够上下移动的第一升降丝杆(501)，所述第二丝杆升降机(506)包括能够上下移动的第二升降丝杆(507)；所述第一升降丝杆(501)和所述第二升降丝杆(507)的下端与悬吊构件(6)连接；

所述电永磁吸附机构(7)与所述悬吊构件(6)连接。

5.根据权利要求4所述的数控排管输送装置，其特征在于，

还包括伺服驱动器(907)和绝对值型编码器(910)，所述控制器(906)与所述伺服驱动器(907)电性连接，所述伺服驱动器(907)与所述第二驱动元件(503)电性连接，所述第二驱动元件(503)通过绝对值型编码器(910)向所述伺服驱动器(907)反馈位置信号。

6.根据权利要求1所述的数控排管输送装置，其特征在于，

所述第一吸附力值的大小适于吸附一根管件(8)。

7.根据权利要求3所述的数控排管输送装置，其特征在于，

所述第一减速箱(403)为T型减速箱。

8.根据权利要求4所述的数控排管输送装置，其特征在于，

所述第二减速箱(504)为T型减速箱。

9.根据权利要求1所述的数控排管输送装置，其特征在于，还包括至少一有管检测传感器，所述有管检测传感器与所述控制器(906)电性连接，用于向所述控制器(906)传送所述电永磁吸附机构(7)是否吸附有管件(8)的信号。

10.根据权利要求4所述的数控排管输送装置，其特征在于，还包括上限位传感器(903)和下限位传感器(904)，所述上限位传感器(903)和所述下限位传感器(904)分别与所述控制器(906)连接，所述上限位传感器(903)用于检测所述悬吊构件(6)是否运动到上限位置；所述下限位传感器(904)用于检测所述悬吊构件(6)是否运动到下限位置。