CN219826746U - 一种安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其中，包括辅助平台和机械手总成；所述辅助平台安装于井架上，位于井架的二层台下方；机械手总成包括移动小车、升降总成、伸缩臂总成和夹钳总成；所述移动小车可移动地安装于所述辅助平台，所述升降总成可转动地安装于所述移动小车，所述伸缩臂总成安装于所述升降机构，所述夹钳总成安装于所述伸缩臂总成其有益效果是，通过辅助平台能够将机械手总成直接安装于井架，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，且作业效率更高。

Description

一种安装于陆地钻机井架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，尤其涉及一种安装于陆地钻机井架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安装于陆地钻机井架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安装于陆地钻机井架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安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，包括辅助平台和机械手总成。所述辅助平台能够安装于陆地钻机的井架上，位于所述井架的二层台下方。机械手总成包括移动小车、升降总成、伸缩臂总成和夹钳总成。所述移动小车可移动地安装于所述辅助平台，所述升降总成可转动地安装于所述移动小车，所述伸缩臂总成安装于所述升降机构，所述夹钳总成安装于所述伸缩臂总成。

可选地，所述辅助平台包括平台板和支架。所述辅助平台的一侧固定于所述井架上，所述支架安装于所述辅助平台的底部，并且所述支架连接于所述井架。所述移动小车可移动地安装于所述平台板上。

可选地，所述平台板上具有开口，在所述开口上设有安装板，所述安装板将所述开口分隔为两个存放口，所述存放口与所述二层台的指梁库相对应。所述移动小车可移动地安装于所述安装板。

可选地，所述支架包括平台板支架和安装板支架。所述平台板支架安装于所述平台板底部，并且所述平台板支架连接于所述井架，所述安装板支架安装于所述平台板底部，所述安装板支架连接于所述井架。

可选地，所述安装板上具有轨道。所述移动小车包括小车主体、小车驱动器、回转驱动和滚轮组件。所述小车主体通过所述滚轮组件支撑于所述轨道上，所述小车驱动器安装于所述小车主体内，所述小车驱动器传动连接所述滚轮组件，以驱动所述滚轮组件带动所述小车主体沿所述轨道移动，所述回转驱动安装于所述小车主体的顶部，所述升降总成可转动地安装于所述回转驱动。

可选地，所述升降总成包括升降立柱、升降台和升降驱动器。所述升降立柱可转动地安装于所述移动小车，所述升降台可上下滑动地安装于所述升降立柱，所述升降驱动器安装于所述升降立柱，所述升降驱动器连接于所述升降台，以驱动所述升降台沿所述升降立柱上下滑动。所述伸缩臂总成可转动地安装于所述升降台。

可选地，所述伸缩臂总成包括第一连接臂、连接件、第二连接臂和伸缩驱动器。所述第一连接臂的第一端可转动地于所述升降总成，所述第一连接臂的第二端通过所述连接件可转动地连接于所述第二连接臂的第一端，所述第二连接臂的第二端可转动地连接于所述夹钳总成，所述伸缩驱动器安装于所述升降总成，所述伸缩驱动器连接于所述第二连接臂，以驱动所述第一连接臂和所述第二连接臂在竖直平面内转动，实现伸长和折叠的效果。

可选地，所述机械抓管排管装置还包括钳体总成，所述钳体总成可移动地安装于所述辅助平台底部。

可选地，所述钳体总成包括钳体机构和移动机构，所述钳体机构通过所述移动机构可移动地安装于所述辅助平台的底部。

(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安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其机械手总成通过辅助平台直接安装于井架上，在起下钻作业过程中，二层台不需要承担机械手总成的重量以及其所夹持管具的重量，所以二层台可以轻量化，对二层台要求较低，适于新老陆地钻机的改造。通过机械手总成的夹钳总成夹持管具，通过升降总成能够带动夹钳总成升降，使夹钳总成能够准确夹持在管具的节箍下方，提高管具移送过程中的稳定性。通过小车总成能够驱动升降总成旋转和移动，经伸缩臂总成带动夹钳总成旋转和移动，再配合伸缩臂总成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。相对于现有技术，通过辅助平台能够将机械手总成直接安装于井架，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，且作业效率更高。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置的安装示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中的安装于陆地钻机井架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安装于陆地钻机井架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安装于陆地钻机井架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安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置的俯视示意图。

【附图标记说明】

1：辅助平台；11：平台板；121：平台板支架；122：安装板支架；13：安装板；131：轨道；2：机械手总成；21：移动小车；211：小车主体；212：回转驱动；213：滚轮组件；22：升降总成；221：升降立柱；222：升降台；223：升降驱动器；23：伸缩臂总成；231：第一连接臂；232：连接件；233：第二连接臂；234：伸缩驱动器；24：夹钳总成；3：二层台；41：钳体机构；42：移动机构。

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和图2所示，本实用新型具体实施方式提供一种安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，包括辅助平台1和机械手总成2。辅助平台1能够安装于陆地钻机的井架上，位于井架的二层台3下方。机械手总成2包括移动小车21、升降总成22、伸缩臂总成23和夹钳总成24。移动小车21可移动地安装于辅助平台1，升降总成22可转动地安装于移动小车21，伸缩臂总成23安装于升降机构，夹钳总成24安装于伸缩臂总成23。

具体地，其机械手总成2通过辅助平台1直接安装于井架上，在起下钻作业过程中，二层台3不需要承担机械手总成2的重量以及其所夹持管具的重量，所以二层台3可以轻量化，对二层台3要求较低，适于新老陆地钻机的改造。通过机械手总成2的夹钳总成24夹持管具，通过升降总成22能够带动夹钳总成24升降，使夹钳总成24能够准确夹持在管具的节箍下方，提高管具移送过程中的稳定性。通过小车总成能够驱动升降总成22旋转和移动，经伸缩臂总成23带动夹钳总成24旋转和移动，再配合伸缩臂总成23使夹钳总成24的作业范围覆盖二层台3的整个指梁库，并使夹钳总成24能够在指梁库内的存放位置和井口位置之间移动。相对于现有技术，通过辅助平台1能够将机械手总成2直接安装于井架，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，且作业效率更高。

进一步地，如图4所示，辅助平台1包括平台板11和支架，辅助平台1的一侧固定于井架上，支架安装于辅助平台1的底部，并且支架连接于井架。移动小车21可移动地安装于平台板11上。具体地，平台板11上具有开口，在开口上设有安装板13，安装板13对应于二层台3的猴台，安装板13将开口分隔为两个存放口，存放口与二层台3的指梁库相对应，管具存放于指梁库内，穿过对应的存放口呈竖直状态。移动小车21可移动地安装于安装板13。

进一步地，如图4和图5所示，在本具体实施方式中，支架包括平台板支架121和安装板支架122。平台板支架121安装于平台板11底部，并且平台板支架121能够连接于井架，安装板支架122安装于平台板11底部，并且安装板支架122能够连接于井架。通过安装板支架122将机械手总成2的重力以及管具的重力传递至平台板11，平台板11通过平台板支架121将作用力传递至井架，以提高安装板13的稳固性。

进一步地，如图3所示，安装板13上具有轨道131。移动小车21包括小车主体211、小车驱动器、回转驱动212和滚轮组件213。小车主体211通过滚轮组件213支撑于轨道131上，小车驱动器安装于小车主体211内，小车驱动器传动连接滚轮组件213，以驱动滚轮组件213带动小车主体211沿轨道131移动，回转驱动212安装于小车主体211的顶部，升降总成22可转动地安装于回转驱动212。

进一步地，如图2和图4所示，升降总成22包括升降立柱221、升降台222和升降驱动器223。升降立柱221可转动地安装于移动小车21，升降台222可上下滑动地安装于升降立柱221，升降驱动器223安装于升降立柱221，升降驱动器223连接于升降台222，以驱动升降台222沿升降立柱221上下滑动。伸缩臂总成23可转动地安装于升降台222。具体地，升降立柱221可转动地安装于小车主体211顶部的回转驱动212，以驱动升降立柱221旋转，经升降台222和伸缩臂总成23带动夹钳总成24旋转。

进一步地，如图2和图4所示，伸缩臂总成23包括第一连接臂232、连接件232、第二连接臂233和伸缩驱动器234。第一连接臂232的第一端可转动地于升降总成22，第一连接臂232的第二端通过连接件232可转动地连接于第二连接臂233的第一端，第二连接臂233的第二端可转动地连接于夹钳总成24，伸缩驱动器234安装于升降总成22，伸缩驱动器234连接于第二连接臂233，以驱动第一连接臂232和第二连接臂233在竖直平面内转动，以实现伸长和收缩的效果。

进一步地，如图5和图6所示，在本实用新型具体实施方式中提供的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置还包括钳体总成，钳体总成可移动地安装于辅助平台1底部。具体地，钳体总成包括钳体机构41和移动机构42。钳体机构41通过移动机构42可移动地安装于辅助平台1的底部，在本具体实施方式中，安装板13的底部也设有导轨，钳体机构41通过移动机构42可移动地安装于安装板13底部的导轨。由此，通过移动机构42带动钳体机构4132在导轨上移动，能够使钳体机构41由安装板13下方伸出至交接位置，或者收回于安装板13下方。

本实用新型具体实施方式提供的安装于陆地钻机井架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3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，通过移动小车21带动夹钳总成24移动和旋转，使夹钳总成24对准目标管具，通过伸缩臂总成23带动夹钳总成24移动至存放位置，根据目标管具的节箍高度，通过升降总成22带动夹钳总成24调整高度，使夹钳总成24能够准确夹持在目标管具的节箍下方，夹钳总成24夹持目标管具后，通过升降总成22带动夹钳总成24上升将目标管具提起，通过伸缩臂总成23和移动小车21将目标管具由存放位置移动至猴台前位置，通过升降总成22将目标管具下放目标高度，将目标管具移送至井口位置，通过夹钳总成24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，通过移动小车21和伸缩臂总成23带动夹钳总成24由待机位置移动至猴台前位置，通过升降总成22带动夹钳总成24下降目标高度到达井口位置，通过夹钳总成24夹取目标管具，通过升降总成22带动夹钳总成24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，通过移动小车21和伸缩臂总成23将目标管具由猴台前位置移送至存放位置，通过升降总成22将目标管具下方，使目标管具支撑于存放位置，通过夹钳总成24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)

1.一种安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

包括辅助平台(1)和机械手总成(2)；

所述辅助平台(1)能够安装于陆地钻机的井架上，位于所述井架的二层台(3)下方；

机械手总成(2)包括移动小车(21)、升降总成(22)、伸缩臂总成(23)和夹钳总成(24)；

所述移动小车(21)可移动地安装于所述辅助平台(1)，所述升降总成(22)可转动地安装于所述移动小车(21)，所述伸缩臂总成(23)安装于升降机构，所述夹钳总成(24)安装于所述伸缩臂总成(23)。

2.如权利要求1所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述辅助平台(1)包括平台板(11)和支架；

所述辅助平台(1)的一侧固定于所述井架上，所述支架安装于所述辅助平台(1)的底部，并且所述支架连接于所述井架；

所述移动小车(21)可移动地安装于所述平台板(11)上。

3.如权利要求2所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述平台板(11)上具有开口，在所述开口上设有安装板(13)，所述安装板(13)将所述开口分隔为两个存放口，所述存放口与所述二层台(3)的指梁库相对应；

所述移动小车(21)可移动地安装于所述安装板(13)。

4.如权利要求3所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述支架包括平台板支架(121)和安装板支架(122)；

所述平台板支架(121)安装于所述平台板(11)底部，并且所述平台板支架(121)能够连接于所述井架，所述安装板支架(122)安装于所述平台板(11)底部，所述安装板支架(122)能够连接于所述井架。

5.如权利要求3所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述安装板上具有轨道(131)；

所述移动小车(21)包括小车主体(211)、小车驱动器、回转驱动(212)和滚轮组件(213)；

所述小车主体(211)通过所述滚轮组件(213)支撑于所述轨道(131)上，所述小车驱动器安装于所述小车主体(211)内，所述小车驱动器传动连接所述滚轮组件(213)，以驱动所述滚轮组件(213)带动所述小车主体(211)沿所述轨道(131)移动，所述回转驱动(212)安装于所述小车主体(211)的顶部，所述升降总成(22)可转动地安装于所述回转驱动(212)。

6.如权利要求1所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述升降总成(22)包括升降立柱(221)、升降台(222)和升降驱动器(223)；

所述升降立柱(221)可转动地安装于所述移动小车(21)，所述升降台(222)可上下滑动地安装于所述升降立柱(221)，所述升降驱动器(223)安装于所述升降立柱(221)，所述升降驱动器(223)连接于所述升降台(222)，以驱动所述升降台(222)沿所述升降立柱(221)上下滑动；

所述伸缩臂总成(23)可转动地安装于所述升降台(222)。

7.如权利要求1所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述伸缩臂总成(23)包括第一连接臂(231)、连接件(232)、第二连接臂(233)和伸缩驱动器(234)；

所述第一连接臂(231)的第一端可转动地于所述升降总成(22)，所述第一连接臂(231)的第二端通过所述连接件(232)可转动地连接于所述第二连接臂(233)的第一端，所述第二连接臂(233)的第二端可转动地连接于所述夹钳总成(24)，所述伸缩驱动器(234)安装于所述升降总成(22)，所述伸缩驱动器(234)连接于所述第二连接臂(233)，以驱动所述第一连接臂(231)和所述第二连接臂(233)在竖直平面内转动，实现伸长和折叠的效果。

8.如权利要求1所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

还包括钳体总成，所述钳体总成可移动地安装于所述辅助平台(1)底部。

9.如权利要求8所述的安装于陆地钻机井架上的机械抓管排管装置，其特征在于，

所述钳体总成包括钳体机构(41)和移动机构(42)；

所述钳体机构(41)通过所述移动机构(42)可移动地安装于所述辅助平台(1)的底部。