CN219768280U - 一种管杆推扶机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管杆推扶机械手装置，涉及油田井口作业装置技术领域，包括与管杆相适配的抓手，还包括转动座、铰接于转动座顶部且可180度旋转的换向座、铰接于转动座底部的摆杆组件、以及用于带动摆杆组件左右摆动的驱动缸Ⅰ，所述摆杆组件呈钝角L型结构且为可折叠式，所述换向座与抓手水平铰接且换向座和抓手之间共同铰接有驱动缸Ⅱ。本实用新型在避免机械手来回拆装使用的同时，使机械手不受井场的空间限制，实现机械手在水平方向上的双向作业，在此基础上，本实用新型使得摆杆组件可以左右摆动，有效增大了机械手的作业行程，大幅度地扩大了整体作业范围，提高了机械手的实用性。

Description

一种管杆推扶机械手装置

技术领域

本实用新型涉及油田井口作业装置技术领域，具体地来说，涉及一种管杆推扶机械手装置。

背景技术

在油田钻修井过程中，井口作业时，一般需要通过人工推扶油管等管杆，完成管杆的抓取、释放、定位、移动、排放等工作，这样不仅劳动强度大，还存在着不小的安全隐患。近年来，在井口作业时，已尝试采用机械手代替人工作业的应用，但是，市场上的机械手大多仍存在着运输不便、工作效率低等问题。

针对上述问题，中国专利，公开号CN 112192603 A，公开一种小修平台油管推扶机械手装置及使用方法，其说明书中公开了通过单个油缸带动主机械臂与抓手机械臂相对转动来控制抓手前伸或回缩，从而安装使用时，将装置本体安装在作业平台一侧，抓手可以延伸至平台另一侧的边缘，当待机状态时，可以将机械臂收缩在平台一侧，将作业平台上的空间空出供其余人员和机械作业，当需要进行运输时将机械臂整体折叠放倒，降低运输高度的技术方案。

该现有技术虽然通过主机械臂、机械臂和油缸的配合设置，在实现对于管杆的自动化推扶的同时，减少了机械手对井口其他工具的作业空间的影响，并降低了机械手的运输高度，使得机械手无需来回拆装使用，从而在一定程度上解决了机械手运输不便、工作效率低的问题，但是，该现有技术中的抓手仅可实现平台的一侧到另一侧的前伸或回缩，即抓手在水平方向上作业时仅可实现单向作业，且作业时的行程仍然有限，最终的作业范围一般，实用性受到影响。

为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于一种管杆推扶机械手装置，以解决上述背景技术提出的现阶段的管杆推扶机械手装置，其在无需来回拆装使用的同时，在水平方向上作业时仅可实现单向作业，且作业时的行程仍然有限，最终的作业范围一般，实用性受到影响的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种管杆推扶机械手装置，包括与管杆相适配的抓手，还包括摆动座、转动座、铰接于转动座顶部且可180度旋转的换向座、铰接于转动座底部的摆杆组件、以及用于带动摆杆组件左右摆动的驱动缸Ⅰ，所述摆杆组件呈钝角L型结构且为可折叠式，所述换向座与抓手水平铰接且换向座和抓手之间共同铰接有驱动缸Ⅱ；

进一步的，所述转动座包括水平设置的安装板、以及分别焊接于安装板顶部和底部的连接板Ⅰ和连接板Ⅱ，所述连接板Ⅰ呈开口向上的槽型结构，所述连接板Ⅱ的横截面和纵截面均呈开口向下的U型结构，所述换向座包括呈类矩形的立体框架结构的换向架、以及焊接于换向架靠近连接板Ⅰ一端外侧的插板Ⅰ和两个加强板Ⅰ，所述驱动缸Ⅱ的缸体铰接于换向架靠近连接板Ⅰ一端的内侧，所述驱动缸Ⅱ的活塞杆端部、以及换向架远离连接板Ⅰ的一端均与抓手相铰接，所述摆杆组件包括左右并排平行设置且呈钝角L型结构的摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ、以及左右并排平行设置且呈直线型结构的摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ，所述摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的顶端分别插装于连接板Ⅱ的左右两端内侧并分别与连接板Ⅱ的左右两端相铰接，所述摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的底端均呈开口向下的山字形结构且均形成有插板Ⅱ和两个加强板Ⅱ，所述摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ的顶端均开设有槽口，所述摆动座包括水平设置的摆动架，所述摆动架呈类矩形的立体框架结构，所述摆杆Ⅲ的底端铰接于摆动架的内侧，所述摆杆Ⅳ的底端铰接于摆动架的内侧后向下一体式弯折延伸形成有连杆，所述连杆的底端与驱动缸Ⅰ的活塞杆端部相铰接，所述驱动缸Ⅰ的缸体铰接于摆动架远离连杆一端的底部；

进一步的，所述插板Ⅰ插装于连接板Ⅰ的内侧，所述连接板Ⅰ插装于两个加强板Ⅰ之间，所述插板Ⅰ的一端同时与连接板Ⅰ和两个加强板Ⅰ销轴连接，所述插板Ⅰ的另一端与连接板Ⅰ销轴连接而不与两个加强板Ⅰ销轴连接，所述摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的插板Ⅱ分别插装于摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ的槽口内，所述摆杆Ⅲ的顶端插装于摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ之间，所述摆杆Ⅳ的顶端插装于摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ之间，所述摆杆Ⅰ的插板Ⅱ的一端同时与摆杆Ⅲ的槽口和摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ销轴连接，所述摆杆Ⅰ的插板Ⅱ的另一端与摆杆Ⅲ的槽口销轴连接而不与摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ销轴连接，所述摆杆Ⅱ的插板Ⅱ的一端同时与摆杆Ⅳ的槽口和摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ销轴连接，所述摆杆Ⅱ的插板Ⅱ的另一端与摆杆Ⅳ的槽口销轴连接而不与摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ销轴连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型中在利用驱动缸Ⅱ带动抓手前伸或者回缩，从而有效地避免抓手乃至于整个机械手对井口其他工具的作业空间的影响，的基础上，通过设置转动座、以及铰接于转动座顶部且可180度旋转的换向座，并将换向座与抓手水平铰接，使得抓手可在换向座的旋转带动下，切换水平方向上作业时的作业方向，最终在避免机械手来回拆装使用的同时，使机械手不受井场的空间限制，实现机械手在水平方向上的双向作业，在此基础上，本实用新型中驱动缸Ⅰ的设置，以及摆杆组件的钝角L型结构和可折叠的设置，在摆杆组件折叠后可使机械手的运输高度有效降低，从而进一步避免机械手来回拆装使用的同时，使得摆杆组件能够实现大范围的左右摆动，有效增大了机械手的作业行程，大幅度地扩大了整体作业范围，提高了机械手的实用性；

2.本实用新型中的转动座由安装板、连接板Ⅰ和连接板Ⅱ组成，换向座由换向架、插板Ⅰ和两个加强板Ⅰ组成，本实用新型中通过插板Ⅰ插装于连接板Ⅰ的内侧，连接板Ⅰ插装于两个加强板Ⅰ之间，插板Ⅰ的一端同时与连接板Ⅰ和两个加强板Ⅰ销轴连接，以及插板Ⅰ的另一端与连接板Ⅰ销轴连接而不与两个加强板Ⅰ销轴连接的配合设置，实现了转动座与换向座的可换向式连接，即仅需将插板Ⅰ上同时贯穿连接板Ⅰ和两个加强板Ⅰ的销轴拔下后，将插板Ⅰ连带整个换向座以插板Ⅰ上的另一个销轴为中心旋转180度，并将拔下的销轴重新插入到插板Ⅰ上使其同时贯穿连接板Ⅰ和两个加强板Ⅰ，即可改变抓手连带整个机械手在水平方向上作业时的作业方向，从而进一步扩大整体作业范围；

3.本实用新型的摆杆组件包括摆杆Ⅰ、摆杆Ⅱ、摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ，摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的底端均呈开口向下的山字形结构且均形成有插板Ⅱ和两个加强板Ⅱ，摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ的顶端均开设有槽口，本实用新型中通过对插板Ⅱ、加强板Ⅱ和槽口之间的销轴连接位置的设置，实现了摆杆Ⅰ与摆杆Ⅲ的可折叠式连接、以及摆杆Ⅱ与摆杆Ⅳ的可折叠式连接，即先将摆杆Ⅰ的插板Ⅱ上同时贯穿摆杆Ⅲ的槽口和摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ的销轴拔下，再将摆杆Ⅰ的插板Ⅱ绕摆杆Ⅰ的插板Ⅱ上的另一个销轴旋转后，将拔下的销轴重新插入摆杆Ⅰ的插板Ⅱ使其仅贯穿摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ，即可使摆杆Ⅰ绕摆杆Ⅲ旋转进行放倒，同样地，先将摆杆Ⅱ的插板Ⅱ上同时贯穿摆杆Ⅳ的槽口和摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ的销轴拔下，将摆杆Ⅱ的插板Ⅱ绕摆杆Ⅱ的插板Ⅱ上的另一个销轴旋转后，将拔下的销轴重新插入摆杆Ⅱ的插板Ⅱ使其仅贯穿摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ，即可使摆杆Ⅱ绕摆杆Ⅳ旋转进行放倒，最终使摆杆组件整体放倒实现折叠，在降低机械手的运输高度，方便机械手的运输，避免机械手来回拆装使用的同时，由于摆杆组件仍然是对称式的四销轴支撑连接结构，机械手运输时的安全性可以得到有效保证，进一步提高了机械手的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的工作流程示意图一；

图2为本实用新型的工作流程示意图二；

图3为本实用新型的工作流程示意图三；

图4为本实用新型的工作流程示意图四；

图5为本实用新型运输状态时的结构示意图；

图中：1、驱动缸Ⅰ，2、驱动缸Ⅱ，3、抓手，31、爪支架，32、爪驱动，33、爪，4、转动座，41、安装板，42、连接板Ⅰ，43、连接板Ⅱ，5、换向座，51、换向架，52、插板Ⅰ，53、加强板Ⅰ，6、摆杆Ⅰ，7、摆杆Ⅱ，8、摆杆Ⅲ，9、摆杆Ⅳ，10、连杆，11、插板Ⅱ，12、加强板Ⅱ，13、槽口，14、摆动座，141、摆动架，15、连接销Ⅰ，16、连接销Ⅱ，17、连接销Ⅲ，18、连接销Ⅳ。

具体实施方式

以下实施例用来进一步说明本实用新型的内容，并不限制本实用新型的应用。

请参阅图1-图5，其示出一种管杆推扶机械手装置，包括转动座4、换向座5、摆杆组件、摆动座14、驱动缸Ⅰ1和驱动缸Ⅱ2（现有管杆推扶机械手装置上具备的控制机构等基础结构在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现），转动座4包括水平设置的安装板41，安装板41的顶部焊接有呈开口向上的槽型结构的连接板Ⅰ42，换向座5包括呈类矩形的立体框架结构的换向架51（此处，换向架51可设置为上下对称式），换向架51靠近连接板Ⅰ42一端的外侧焊接有插板Ⅰ52和两个加强板Ⅰ53，插板Ⅰ52插装于连接板Ⅰ42的内侧，连接板Ⅰ42插装于两个加强板Ⅰ53之间，插板Ⅰ52的一端和连接板Ⅰ42之间共同安装有连接销Ⅰ15，插板Ⅰ52的另一端和连接板Ⅰ42之间共同安装有连接销Ⅱ16，连接销Ⅱ16穿过加强板Ⅰ53而连接销Ⅰ15不穿过加强板Ⅰ53，驱动缸Ⅱ2的缸体铰接于换向架51靠近连接板Ⅰ42一端的内侧（现有铰接时使用的铰接轴等基础部件在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现），换向架51远离连接板Ⅰ42的一端铰接式安装有与管杆相适配的抓手3，抓手3同时与驱动缸Ⅱ2的活塞杆端部铰接（夹持管杆的抓手等常规设备的功能和结构均为本领域所公知，连接设定也为公知常识，所以抓手具备的如爪支架31、爪驱动32和爪33等的常规部件在此不多做说明，但不应因此限制其功能实现）；

进一步的，安装板41的顶部焊接有横截面和纵截面均呈开口向下设置的U型结构的连接板Ⅱ43，摆杆组件包括摆杆Ⅰ6、摆杆Ⅱ7、摆杆Ⅲ8、摆杆Ⅳ9、以及由摆杆9向下一体式弯折延伸形成的连杆10，摆杆Ⅰ6和摆杆Ⅱ7左右并排平行设置且均呈钝角L型结构，摆杆Ⅰ6和摆杆Ⅱ7的顶端分别插装于连接板Ⅱ43的左右两端内侧并分别与连接板Ⅱ43的左右两端相铰接，摆杆Ⅰ6和摆杆Ⅱ7的底端均形成有插板Ⅱ11和两个加强板Ⅱ12，插板Ⅱ11和与之对应的两个加强板Ⅱ12共同构成开口向下的上下的山字形结构，摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9左右并排平行设置且均呈直线型机构，摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9的顶端均开设有槽口13，摆杆Ⅲ8的顶端插装于摆杆Ⅰ6的两个加强板Ⅱ12之间，摆杆Ⅳ9的顶端插装于摆杆Ⅱ7的两个加强板Ⅱ12之间，摆杆Ⅰ6和摆杆Ⅱ7的插板Ⅱ11分别插装于摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9的顶端的槽口13内，摆杆Ⅰ6的插板Ⅱ11的一端和摆杆Ⅲ8的槽口13之间、以及摆杆Ⅱ7的插板Ⅱ11的一端和摆杆Ⅳ9的槽口13之间均连接有连接销Ⅲ17，摆杆Ⅰ6的插板Ⅱ11的另一端和摆杆Ⅲ8的槽口13之间、以及摆杆Ⅱ7的插板Ⅱ11的另一端和摆杆Ⅳ9的槽口13之间均连接有连接销Ⅳ18，连接销Ⅳ17均穿过加强板Ⅱ12而连接销Ⅳ18均不穿过加强板Ⅱ12；

进一步的，摆动座14包括水平设置的摆动架141，摆动架141呈类矩形的立体框架结构（正常摆动架上具备的加强板等基础部件在此未作具体描述，但不应因此限制其功能实现），摆杆Ⅲ8的底端铰接于摆动架141的内侧，摆杆Ⅳ9的底端铰接于摆动架141的内侧后向下一体式弯折延伸形成有连杆10，驱动缸Ⅰ1的缸体铰接于摆动架141远离连杆10一端的底部，驱动缸Ⅰ1的活塞杆端部与连杆10的底端相铰接。

本实用新型的工作原理及工作流程如下：

将换向座5安装于位置一时（如图1和图2所示）：

首先，摆杆Ⅰ6、摆杆Ⅱ7、摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9左摆，驱动缸Ⅱ2的活塞杆伸出，抓手3抓取管杆将管杆移动至井口中心，使管杆能够进行下一步的对扣等相关井口动作（此时，抓手3松开管杆，驱动缸Ⅱ2的活塞杆缩回，让开井口位置）；然后，抓手3抓取井内的管杆（此时，驱动缸Ⅱ2的活塞杆伸出，抓手3的爪33的中心与井口中心处于同一轴线，以便能够准确抓取井内的管杆）；最后，摆杆Ⅰ6、摆杆Ⅱ7、摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9右摆，抓手3将从井内抓取的管杆推送至下一步的输送管机上。该过程中，当驱动缸Ⅰ1的活塞杆伸出时，摆杆Ⅰ6、摆杆Ⅱ7、摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9左摆；当驱动缸Ⅰ1的活塞杆缩回时，摆杆Ⅰ6、摆杆Ⅱ7、摆杆Ⅲ8和摆杆Ⅳ9右摆。

将换向座5安装于位置二时（如图3和图4所示），其动作方式与将换向座5安装于位置一时的动作方式相反（如图3和图4所示）。

上述过程中，将插板Ⅰ52上的连接销Ⅱ16拔下后，将插板Ⅰ52连带整个换向座5以插板Ⅰ52上的连接销Ⅰ15为中心旋转180度，并将拔下的连接销Ⅱ16重新插入到插板Ⅰ52上使其同时贯穿连接板Ⅰ42和两个加强板Ⅰ53，即可改变抓手3连带整个机械手在水平方向上作业时的作业方向（即换向座5在位置一和位置二之间的切换）。

此外，如图5所示，先将摆杆Ⅰ6上的连接销Ⅲ17拔下，再将摆杆Ⅰ6的插板Ⅱ11绕摆杆Ⅰ6上的连接销Ⅳ18旋转后，将拔下的连接销Ⅲ17重新插入摆杆Ⅰ6的插板Ⅱ11（此时，连接销Ⅲ17仅贯穿摆杆Ⅰ6的两个加强板Ⅱ12而不贯穿摆杆Ⅲ8的槽口13），即可使摆杆Ⅰ6绕摆杆Ⅲ8旋转进行放倒，同样地，将摆杆Ⅱ7上的连接销Ⅲ17拔下，再将摆杆Ⅱ7的插板Ⅱ11绕摆杆Ⅱ7上的连接销Ⅳ18旋转后，将拔下的连接销Ⅲ17重新插入摆杆Ⅱ7的插板Ⅱ11（此时，连接销Ⅲ17仅贯穿摆杆Ⅱ7的两个加强板Ⅱ12而不贯穿摆杆Ⅳ的槽口13），即可使摆杆Ⅱ7绕摆杆Ⅳ旋转9进行放倒，最终将摆杆组件整体放倒，方便运输。

Claims (8)

1.一种管杆推扶机械手装置，包括与管杆相适配的抓手，其特征在于，还包括转动座、铰接于转动座顶部且可180度旋转的换向座、铰接于转动座底部的摆杆组件、以及用于带动摆杆组件左右摆动的驱动缸Ⅰ，所述摆杆组件呈钝角L型结构且为可折叠式，所述换向座与抓手水平铰接且换向座和抓手之间共同铰接有驱动缸Ⅱ。

2.根据权利要求1所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，所述转动座包括水平设置的安装板、以及分别焊接于安装板顶部和底部的连接板Ⅰ和连接板Ⅱ，所述连接板Ⅰ呈开口向上的槽型结构，所述连接板Ⅱ的横截面和纵截面均呈开口向下的U型结构。

3.根据权利要求2所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，所述换向座包括呈类矩形的立体框架结构的换向架、以及焊接于换向架靠近连接板Ⅰ一端外侧的插板Ⅰ和两个加强板Ⅰ，所述插板Ⅰ插装于连接板Ⅰ的内侧，所述连接板Ⅰ插装于两个加强板Ⅰ之间，所述插板Ⅰ的一端同时与连接板Ⅰ和两个加强板Ⅰ销轴连接，所述插板Ⅰ的另一端与连接板Ⅰ销轴连接而不与两个加强板Ⅰ销轴连接。

4.根据权利要求3所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，所述驱动缸Ⅱ的缸体铰接于换向架靠近连接板Ⅰ一端的内侧，所述驱动缸Ⅱ的活塞杆端部、以及换向架远离连接板Ⅰ的一端均与抓手相铰接。

5.根据权利要求2所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，所述摆杆组件包括左右并排平行设置且呈钝角L型结构的摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ，所述摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的顶端分别插装于连接板Ⅱ的左右两端内侧并分别与连接板Ⅱ的左右两端相铰接，所述摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的底端均呈开口向下的山字形结构且均形成有插板Ⅱ和两个加强板Ⅱ。

6.根据权利要求5所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，所述摆杆组件还包括呈直线型结构的摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ，所述摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ左右并排平行设置且顶端均开设有槽口，所述摆杆Ⅰ和摆杆Ⅱ的插板Ⅱ分别插装于摆杆Ⅲ和摆杆Ⅳ的槽口内，所述摆杆Ⅲ的顶端插装于摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ之间，所述摆杆Ⅳ的顶端插装于摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ之间。

7.根据权利要求6所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，所述摆杆Ⅰ的插板Ⅱ的一端同时与摆杆Ⅲ的槽口和摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ销轴连接，所述摆杆Ⅰ的插板Ⅱ的另一端与摆杆Ⅲ的槽口销轴连接而不与摆杆Ⅰ的两个加强板Ⅱ销轴连接，所述摆杆Ⅱ的插板Ⅱ的一端同时与摆杆Ⅳ的槽口和摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ销轴连接，所述摆杆Ⅱ的插板Ⅱ的另一端与摆杆Ⅳ的槽口销轴连接而不与摆杆Ⅱ的两个加强板Ⅱ销轴连接。

8.根据权利要求7所述的一种管杆推扶机械手装置，其特征在于，还包括摆动座，所述摆动座包括水平设置且呈类矩形的立体框架结构的摆动架，所述摆杆Ⅲ的底端铰接于摆动架的内侧，所述摆杆Ⅳ的底端铰接于摆动架的内侧后向下一体式弯折延伸形成有连杆，所述连杆的底端与驱动缸Ⅰ的活塞杆端部相铰接，所述驱动缸Ⅰ的缸体铰接于摆动架远离连杆一端的底部。