CN219826745U - 一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，包括悬挂总成和机械手总成；悬挂总成固定于井架，位于井架的二层台上方，机械手总成可移动地安装于悬挂总成的底部，位于悬挂总成与二层台之间；机械手总成包括小车总成、伸缩臂总成和夹钳总成；小车总成可移动地安装于悬挂总成的底部，伸缩臂总成可上下滑动地安装于小车总成，夹钳总成安装于伸缩臂总成。其有益效果是，通过悬挂总成能够将机械手总成直接安装于井架，对二层台要求低，适于新老陆地钻机的改造，适用范围广。通过机械手总成能够抓取和排放管具，并与井口位置处的设备完成管具交接，机械化程度高，作业效率高，消除了人工作业存在的安全隐患，安全性高。

Description

一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置。

背景技术

井架是陆地钻机在钻井过程中，用于安放天车、悬挂游车、大钩、吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油管和抽油杆的装置。井架是由主体、天车台、天车架、二层台、立管平台和工作梯组成的。二层台为井架工进行起下钻操作的工作场所，其包括井架工工作的猴台和存放钻具的指梁库。

在石油钻井过程中，长约28米的钻具被按照一定顺序排列垂直码放在高于地面24米-26米的二层台和钻台面的立根盒之间。每次完成起钻或下钻工作，都需要从二层台的指梁库内依次取出或存入钻具。目前大部分钻井平台都是通过工人完成起下钻作业，不仅劳动强度大、效率低。而且在操作过程中存在许多潜在的安全隐患，比如遇到大风雨雪等恶劣天气，寒冷季节二层台结冰危险系数更是大大提高，一不小心就会引发严重的安全事故与巨大的经济损失。

故亟需一种作业效率高以及安全性高的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其解决了现有技术作业效率低以及安全性低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，包括悬挂总成和机械手总成。所述悬挂总成能够固定安装于陆地钻机的井架，位于井架的二层台上方，所述机械手总成可移动地安装于所述悬挂总成的底部，位于所述悬挂总成与所述二层台之间。所述机械手总成包括小车总成、伸缩臂总成和夹钳总成。所述小车总成可移动地安装于所述悬挂总成的底部，所述伸缩臂总成可上下滑动地安装于所述小车总成，所述夹钳总成安装于所述伸缩臂总成。

可选地，所述悬挂总成包括悬挂架和安装组件。所述悬挂架能够通过所述安装组件固定于所述井架上，所述小车总成可移动地安装于所述悬挂架。

可选地，所述安装组件包括四个安装件。所述悬挂架通过四个所述安装件固定于所述井架上。所述安装件包括抵接板和多个紧箍条，所述紧箍条的两端固定于所述抵接板，所述抵接板与多个所述紧箍条之间形成紧箍空间，通过所述紧箍空间固定于所述井架。

可选地，所述悬挂架的底部具有轨道，所述轨道上设有沿其长度方向延伸的齿条。小车总成包括支座、滚轮组件、小车驱动器、回转驱动和升降组件。所述支座通过所述滚轮组件支撑于所述轨道，所述小车驱动器安装于所述支座，所述小车驱动器通过齿轮啮合所述齿条，以驱动所述支座沿所述轨道移动，所述回转驱动安装于所述支座底部，所述升降组件可转动地安装于所述回转驱动，所述伸缩臂总成可上下滑动地安装于所述升降组件。

可选地，所述升降组件包括立柱和升降驱动器。所述伸缩臂总成可上下滑动地安装于所述立柱，所述立柱可转动地安装于所述回转驱动，所述升降驱动器安装于所述立柱，并且所述升降驱动器连接于所述伸缩臂总成，以驱动所述伸缩臂总成沿所述立柱上下滑动。

可选地，所述伸缩臂总成包括支撑臂、伸缩后臂、伸缩臂前臂和伸缩驱动器。所述支撑臂可上下滑动地安装于所述小车总成，所述伸缩后臂的第一端可转动地安装于所述支撑臂，所述伸缩后臂的第二端可转动地连接所述伸缩前臂的第一端，所述伸缩前臂的第二端可转动地连接于所述夹钳总成，所述伸缩驱动器的两端分别可转动地安装于所述支撑臂和所述伸缩后臂，以驱动所述伸缩后臂和所述伸缩前臂在水平面内转动，实现伸长和折叠的效果。

可选地，所述伸缩臂总成还包括连接件。所述伸缩后臂的第二端通过连接件可转动地连接所述伸缩前臂的第一端。

可选地，所述伸缩后臂包括平行布置的第一伸缩后臂和第二伸缩后臂，所述伸缩前臂包括平行布置的第一伸缩前臂和第二伸缩前臂。所述第一伸缩后臂、所述第二伸缩后臂、所述第一伸缩前臂和所述第二伸缩前臂与所述连接件的连接处呈梯形布置。

可选地，所述夹钳总成包括连接座和夹钳机构。所述夹钳机构通过所述连接座可转动地连接于所述伸缩臂总成，其转动轴线横向定向。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其机械手总成通过悬挂总成安装于二层台的上方，在起下钻作业过程中，二层台不需要承担机械手总成的自重以及管具的荷载，所以二层台可以轻量化，对二层台要求较低，适于老陆地钻机的改造。通过夹钳总成夹持钻具。通过小车总成能够经伸缩臂总成带动夹钳总成旋转以及移动，配合伸缩臂总成伸展和折叠使夹钳总成的作业范围覆盖二层台的整个指梁库，并使夹钳总成能够在指梁库内的存放位置和井口位置之间移动。相比于现有技术，通过悬挂总成能够将机械手总成直接安装于井架，对二层台要求低，适于新老陆地钻机的改造，适用范围广。通过机械手总成能够抓取和排放管具，并与井口位置处的设备完成管具交接，整个作业过程无需人工辅助，机械化程度高，消除了人工作业存在的安全隐患，安全性以及作业效率都有极大提高。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置在井架上的布置图；

图2是本实用新型具体实施方式中的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是本实用新型具体实施方式中的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置的主视示意图；

图5是本实用新型具体实施方式中的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置的侧视示意图；

图6是本实用新型具体实施方式中的悬挂总成的结构示意图；

图7是图6中B处的放大图；

图8是本实用新型具体实施方式中的小车总成的结构示意图；

图9是本实用新型具体实施方式中的伸缩臂总成的结构示意图。

【附图标记说明】

1：悬挂总成；11：悬挂架；12：安装件；121：抵接板；122：紧箍条；13：轨道；

2：机械手总成；21：小车总成；211：支座；212：滚轮组件；213：回转驱动；214：立柱；215：升降驱动器；22：伸缩臂总成；221：支撑臂；222：伸缩后臂；223：伸缩前臂；224：伸缩驱动器；225：连接件；226：第一伸缩后臂；227：第二伸缩后臂；228：第一伸缩前臂；229：第二伸缩前臂；23：夹钳总成；231：连接座；232：夹钳机构；

3：井架；

4：二层台。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-图5所示，本实用新型具体实施方式提供一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，包括悬挂总成1和机械手总成2。悬挂总成1能够固定安装于陆地钻机的井架3，位于井架3的二层台4上方，机械手总成2可移动地安装于悬挂总成1的底部，位于悬挂总成1与二层台4之间。机械手总成2包括小车总成21、伸缩臂总成22和夹钳总成23。小车总成21可移动地安装于悬挂总成1的底部，伸缩臂总成22可上下滑动地安装于小车总成21，夹钳总成23安装于伸缩臂总成22。

具体地，其机械手总成2通过悬挂总成1安装于二层台4的上方，在起下钻作业过程中，二层台4不需要承担机械手总成2的自重以及管具的荷载，所以二层台4可以轻量化，对二层台4要求较低，适于老陆地钻机的改造。通过夹钳总成23夹持钻具。通过小车总成21能够经伸缩臂总成22带动夹钳总成23旋转以及移动，配合伸缩臂总成22伸展和折叠使夹钳总成23的作业范围覆盖二层台4的整个指梁库，并使夹钳总成23能够在指梁库内的存放位置和井口位置之间移动。相比于现有技术，通过悬挂总成1能够将机械手总成2直接安装于井架3，对二层台4要求低，适于新老陆地钻机的改造，适用范围广。通过机械手总成2能够抓取和排放管具，并与井口位置处的设备完成管具交接，整个作业过程无需人工辅助，机械化程度高，消除了人工作业存在的安全隐患，安全性以及作业效率都有极大提高。

进一步地，如图6和图7所示，悬挂总成1包括悬挂架11和安装组件。悬挂架11通过安装组件能够固定于井架3上，小车总成21可移动地安装于悬挂架11。在本具体实施方式中，安装组件包括四个安装件12。悬挂架11通过四个安装件12固定于井架3上。安装件12包括抵接板121和多个紧箍条122，紧箍条122的两端固定于抵接板121，抵接板121与多个紧箍条122之间形成紧箍空间，通过紧箍空间固定于井架3。具体地，安装件12固定于井架3的支柱上，抵接板121抵接支柱一侧，紧箍条122环绕支柱的另外三个侧面，实现紧箍。井架3的支柱通常采用工字钢或者H型钢，针对这类材料，抵接板121上设有用于抵接工字钢或者H型钢腹板以及翼缘内侧的抵接块，以增大抵接面积，提高安装的稳固性。

进一步地，如图8所示，悬挂架11的底部具有轨道13，轨道13上设有沿其长度方向延伸的齿条(未示出)。小车总成21包括支座211、滚轮组件212、小车驱动器(未示出)、回转驱动213和升降组件。支座211通过滚轮组件212支撑于轨道13，小车驱动器安装于支座211，小车驱动器通过齿轮啮合齿条，以驱动支座211沿轨道13移动，回转驱动213安装于支座211底部，升降组件可转动地安装于回转驱动213，伸缩臂总成22可上下滑动地安装于升降组件。具体地，升降组件包括立柱214和升降驱动器215，伸缩臂总成22可上下滑动地安装于立柱214，立柱214可转动地安装于回转驱动213，升降驱动器215安装于立柱214，并且升降驱动器215连接于伸缩臂总成22，以驱动伸缩臂总成22沿立柱214上下滑动。

具体地，如图9所示，伸缩臂总成22包括支撑臂221、伸缩后臂222、伸缩臂前臂和伸缩驱动器224。支撑臂221可上下滑动地安装于小车总成21，伸缩后臂222的第一端可转动地安装于支撑臂221，伸缩后臂222的第二端通过连接件225可转动地连接伸缩前臂223的第一端，伸缩前臂223的第二端可转动地连接于夹钳总成23，伸缩驱动器224的两端分别可转动地安装于支撑臂221和伸缩后臂222，以驱动伸缩后臂222和伸缩前臂223在水平面内转动，实现伸长和折叠的效果。在本具体实施方式中，伸缩臂总成22还包括连接件225，伸缩后臂222的第二端通过连接件225可转动地连接伸缩前臂223的第一端。具体地，伸缩后臂222包括平行布置的第一伸缩后臂226和第二伸缩后臂227，伸缩前臂223包括平行布置的第一伸缩前臂228和第二伸缩前臂229。第一伸缩后臂226、第二伸缩后臂227、第一伸缩前臂228和第二伸缩前臂229与连接件225的连接处呈梯形布置。由此，以避免两个伸缩前臂和两个伸缩后臂在转动过程中相互影响，以及实现两个伸缩前臂和两个伸缩后臂转动时的相互平行，确保使用效果。

进一步地，如图2和图3所示，夹钳总成23包括连接座231和夹钳机构232。夹钳机构232通过连接座231可转动地连接于伸缩臂总成22，其转动轴线横向定向。具体地，夹钳机构232能够夹持管具，连接座231可转动地连接于第一伸缩前臂228的第二端和第二伸缩前臂229的第二端，且第一伸缩前臂228和第二伸缩前臂229在连接座231上的连接处的倾斜程度与二者在连接件225上的连接处的倾斜程度相匹配。由此，一方面使夹钳总成23保持水平，另一方面使第一伸缩前臂228和第二伸缩前臂229保持平行。

本实用新型具体实施方式提供的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置的工作情况为，下钻作业时，需要按照顺序从二层台4的指梁库中夹取管具。根据目标管具在指梁库内的存放位置，通过小车总成21带动夹钳总成23移动和旋转，使夹钳总成23的夹钳机构232能够对准目标管具，通过伸缩臂总成22带动目标管具移动至存放位置，根据目标管具的节箍高度，通过小车总成21的升降组件带动夹钳总成23调整高度，是夹钳机构232能够准确夹持在目标管具的节箍下方，夹钳机构232夹持目标管具后，通过小车总成21的升降组件带动夹钳总成23上升将目标管具提起，通过伸缩臂总成22和小车总成21将目标管具由存放位置移送至猴台前位置，通过升降组件将目标管具下放至井口位置，通过夹钳总成23将目标管具交接于其它设备进行后续作业，机械手总成2复位夹取下一目标管具。

起钻时，通过小车总成21和伸缩臂总成22带动夹钳总成23由待机位置移动至猴台前位置，通过升降组件带动夹钳总成23下降至井口位置，通过夹钳总成23夹取目标管具，通过升降组件带动夹钳总成23上升将目标管具提起移送至猴台前位置。根据目标管具在指梁库内的存放位置，通过小车总成21和伸缩臂总成22将目标管具由猴台前位置移送至存放位置，通过升降组件将目标管具下放，使目标管具支撑于存放位置，通过夹钳总成23释放目标管具，然后重复上述过程排放下一目标管具。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

包括悬挂总成(1)和机械手总成(2)；

所述悬挂总成(1)能够固定安装于陆地钻机的井架(3)，位于井架(3)的二层台(4)上方，所述机械手总成(2)可移动地安装于所述悬挂总成(1)的底部，位于所述悬挂总成(1)与所述二层台(4)之间；

所述机械手总成(2)包括小车总成(21)、伸缩臂总成(22)和夹钳总成(23)；

所述小车总成(21)可移动地安装于所述悬挂总成(1)的底部，所述伸缩臂总成(22)可上下滑动地安装于所述小车总成(21)，所述夹钳总成(23)安装于所述伸缩臂总成(22)。

2.如权利要求1所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述悬挂总成(1)包括悬挂架(11)和安装组件；

所述悬挂架(11)通过所述安装组件能够固定于所述井架(3)上，所述小车总成(21)可移动地安装于所述悬挂架(11)。

3.如权利要求2所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述安装组件包括四个安装件(12)；

所述悬挂架(11)通过四个所述安装件(12)固定于所述井架(3)上；

所述安装件(12)包括抵接板(121)和多个紧箍条(122)，所述紧箍条(122)的两端固定于所述抵接板(121)，所述抵接板(121)与多个所述紧箍条(122)之间形成紧箍空间，通过所述紧箍空间固定于所述井架(3)。

4.如权利要求2所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述悬挂架(11)的底部具有轨道(13)，所述轨道(13)上设有沿其长度方向延伸的齿条；

所述小车总成(21)包括支座(211)、滚轮组件(212)、小车驱动器、回转驱动(213)和升降组件；

所述支座(211)通过所述滚轮组件(212)支撑于所述轨道(13)，所述小车驱动器安装于所述支座(211)，所述小车驱动器通过齿轮啮合所述齿条，以驱动所述支座(211)沿所述轨道(13)移动，所述回转驱动(213)安装于所述支座(211)底部，所述升降组件可转动地安装于所述回转驱动(213)，所述伸缩臂总成(22)可上下滑动地安装于所述升降组件。

5.如权利要求4所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述升降组件包括立柱(214)和升降驱动器(215)；

所述伸缩臂总成(22)可上下滑动地安装于所述立柱(214)，所述立柱(214)可转动地安装于所述回转驱动(213)，所述升降驱动器(215)安装于所述立柱(214)，并且所述升降驱动器(215)连接于所述伸缩臂总成(22)，以驱动所述伸缩臂总成(22)沿所述立柱(214)上下滑动。

6.如权利要求1所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述伸缩臂总成(22)包括支撑臂(221)、伸缩后臂(222)、伸缩前臂(223)和伸缩驱动器(224)；

所述支撑臂(221)可上下滑动地安装于所述小车总成(21)，所述伸缩后臂(222)的第一端可转动地安装于所述支撑臂(221)，所述伸缩后臂(222)的第二端可转动地连接所述伸缩前臂(223)的第一端，所述伸缩前臂(223)的第二端可转动地连接于所述夹钳总成(23)，所述伸缩驱动器(224)的两端分别可转动地安装于所述支撑臂(221)和所述伸缩后臂(222)，以驱动所述伸缩后臂(222)和所述伸缩前臂(223)在水平面内转动，实现伸长和折叠的效果。

7.如权利要求6所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述伸缩臂总成(22)还包括连接件(225)；

所述伸缩后臂(222)的第二端通过连接件(225)可转动地连接所述伸缩前臂(223)的第一端。

8.如权利要求7所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述伸缩后臂(222)包括平行布置的第一伸缩后臂(226)和第二伸缩后臂(227)，所述伸缩前臂(223)包括平行布置的第一伸缩前臂(228)和第二伸缩前臂(229)；

所述第一伸缩后臂(226)、所述第二伸缩后臂(227)、所述第一伸缩前臂(228)和所述第二伸缩前臂(229)与所述连接件(225)的连接处呈梯形布置。

9.如权利要求1所述的悬挂于陆地钻机二层台上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述夹钳总成(23)包括连接座(231)和夹钳机构(232)；

所述夹钳机构(232)通过所述连接座(231)可转动地连接于所述伸缩臂总成(22)，其转动轴线横向定向。