CN219826747U - 一种陆地石油钻机的管具处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种陆地石油钻机的管具处理系统，包括二层台以及可移动地安装于二层台上的机械手总成，可移动地安装于二层台底部的钳体总成；机械手总成包括夹爪总成、伸缩臂总成、立柱轨道、升降机构、回转驱动和移动小车；夹爪总成连接于伸缩臂总成的第一端，伸缩臂总成的第二端通过升降机构可上下移动地安装于立柱轨道，立柱轨道通过回转驱动可转动地安装于移动小车，其转动轴线竖向定向，移动小车可移动地安装于二层台上。其有益效果是，通过安装于二层台上的机械手总成抓取和排放管具，通过安装于二层台底部的钳体总成能够完成机械手总成与液压吊卡之间的管具交接，整个作业过程无需人工辅助拖拽，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。

Description

一种陆地石油钻机的管具处理系统

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种陆地石油钻机的管具处理系统。

背景技术

井架是在钻井过程中，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。

目前，国内陆地石油钻机管具处理系统的机械化水平不高，常用的还是通过人工进行管具的抓取和排放作业，虽然现阶段已经出现一些设置在钻台面以及二层台下方的机械手，模拟人工的作业方式与液压吊卡交接管具，将管具由指梁库取出或者排放，但在作业过程中还需要井架工在高空进行拉拽引导，存在安全隐患，而且工人劳动强度大，作业效率不高。

故亟需一种安全性高以及作业效率高的陆地石油钻机的管具处理系统。

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陆地石油钻机的管具处理系统，其解决了现有技术存在安全隐患以及作业效率低的技术问题。

(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陆地石油钻机的管具处理系统，包括二层台以及可移动地安装于所述二层台上的机械手总成，可移动地安装于所述二层台底部的钳体总成。所述机械手总成包括夹爪总成、伸缩臂总成、立柱轨道、升降机构、回转驱动和移动小车。所述夹爪总成连接于所述伸缩臂总成的第一端，所述伸缩臂总成的第二端通过所述升降机构可上下移动地安装于所述立柱轨道，所述立柱轨道通过所述回转驱动可转动地安装于所述移动小车，其转动轴线竖向定向，所述移动小车可移动地安装于所述二层台上。

可选地，所述伸缩臂总成包括伸缩前臂、连接件、伸缩后臂和伸缩驱动器。所述伸缩前臂的第一端作为所述伸缩臂总成的第一端连接于所述夹爪总成，所述伸缩前臂的第二端通过所述连接件可转动地连接所述伸缩后臂的第一端，所述伸缩后臂的第二端作为所述伸缩臂总成的第二端连接所述升降机构，所述伸缩驱动器安装于所述升降机构，所述伸缩驱动器连接于所述伸缩前臂，以驱动所述伸缩前臂和所述伸缩后臂在竖直平面内转动，实现伸展和收缩的效果。

可选地，所述夹爪总成包括夹持钳机构、推扶钳机构和安装架。所述安装架连接于所述伸缩臂总成的第一端，所述夹持钳机构和所述推扶钳机构均安装于所述安装架，所述夹持钳机构位于所述推扶钳机构上方。

可选地，所述升降机构包括升降座和升降驱动器。所述升降座可上下滑动地安装于所述立柱轨道，所述升降驱动器安装于所述立柱轨道，所述升降驱动器连接于所述升降座，以驱动所述升降座沿所述立柱轨道上下滑动。

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二层台的底部。

可选地，所述二层台的下方支撑有支撑组件。

可选地，所述支撑组件包括支撑杆、第一斜撑杆和第二斜撑杆。所述支撑杆竖直固定于所述二层台的底部，所述第一斜撑杆的第一端连接所述支撑杆的自由端，所述第一斜撑杆的第二端连接于所述陆地石油钻机的井架，所述第二斜撑杆的第一端连接于所述支撑杆的自由端，所述第二斜撑杆的第二端连接于所述二层台的底部。

可选地，所述二层台上具有弧形下沉轨道，所述移动小车可移动地安装于所述弧形下沉轨道。

可选地，所述弧形下沉轨道上设有齿条，所述齿条沿所述弧形下沉轨道的长度方向延伸。所述移动小车包括小车主体，以及安装于所述小车主体的小车驱动器和滚轮组件。所述立柱轨道安装于所述小车主体上，所述小车主体通过所述滚轮组件支撑于所述弧形下沉轨道，所述小车驱动器的驱动端通过齿轮啮合所述齿条，以驱动所述小车主体通过所述滚轮组件沿所述弧形下沉轨道移动。

(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陆地石油钻机的管具处理系统，通过机械手总成的夹钳总成夹持和推扶管具。通过立柱轨道和升降机构能够带动夹钳总成升降，使夹钳总成能够夹持管具上部的节箍处，管具的重心铅锤，作业过程中不会出现管具失稳的情况。通过回转驱动、伸缩臂总成以及移动小车能够使夹钳总成的作业范围覆盖二层台的整个指梁库。当液压吊卡与管具对位不准的情况下，通过钳体总成能够作为交接中转，完成由机械手到液压吊卡，或者由液压吊卡到机械手的管具交接。相对于现有技术而言，通过安装于二层台上的机械手总成抓取和排放管具，通过安装于二层台底部的钳体总成能够完成机械手总成与液压吊卡之间的管具交接，整个作业过程无需人工辅助拖拽，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为本实用新型的具体实施方式中的陆地石油钻机的管具处理系统在陆地石油钻机井架的布置示意图；

图2为本实用新型的具体实施方式中的陆地石油钻机的管具处理系统的俯视示意图；

图3为本实用新型的具体实施方式中的陆地石油钻机的管具处理系统的侧视示意图；

图4为本实用新型的具体实施方式中的机械手总成的结构示意图。

【附图标记说明】

1：二层台；11：支撑杆；12：第一斜撑杆；13：第二斜撑杆；14：弧形下沉轨道；15：第三斜撑杆；2：机械手总成；211：伸缩前臂；212：连接件；213：伸缩后臂；214：伸缩驱动器；221：夹持钳机构；222：推扶钳机构；223：安装架；231：升降座；232：升降驱动器；24：回转驱动；251：小车主体；252：小车驱动器；253：滚轮组件；254：齿轮；31：钳体机构：32：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-图4所示，本实用新型具体实施方式提供一种陆地石油钻机的管具处理系统，包括二层台1以及可移动地安装于二层台1上的机械手总成2，可移动地安装于二层台1底部的钳体总成，本具体实施方式中，机械手总成2可移动地安装于二层台1的猴台上，钳体总成可移动地安装于猴台底部。机械手总成2包括夹爪总成、伸缩臂总成、立柱轨道、升降机构、回转驱动24和移动小车。夹爪总成连接于伸缩臂总成的第一端，伸缩臂总成的第二端通过升降机构可上下移动地安装于立柱轨道，立柱轨道通过回转驱动24可转动地安装于移动小车，其转动轴线竖向定向，移动小车可移动地安装于二层台1上。其中，夹爪总成包括夹持钳机构221、推扶钳机构222和安装架223。安装架223连接于伸缩臂总成的第一端，夹持钳机构221和推扶钳机构222均安装于安装架223，夹持钳机构221位于推扶钳机构222上方。

具体地，本实用新型提供的陆地石油钻机的管具处理系统，通过机械手总成2的夹钳总成夹持和推扶管具。通过立柱轨道和升降机构能够带动夹钳总成升降，使夹钳总成能够夹持管具上部的节箍处，管具的重心铅锤，作业过程中不会出现管具失稳的情况。通过回转驱动24、伸缩臂总成以及移动小车能够使夹钳总成的作业范围覆盖二层台1的整个指梁库。当液压吊卡与管具对位不准的情况下，通过钳体总成能够作为交接中转，完成由机械手到液压吊卡，或者由液压吊卡到机械手的管具交接。相对于现有技术而言，通过安装于二层台1上的机械手总成2抓取和排放管具，通过安装于二层台1底部的钳体总成能够完成机械手总成2与液压吊卡之间的管具交接，整个作业过程无需人工辅助拖拽，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。而且只需更换或者改进二层台1便可实现机械化作业，适于新老陆地钻机的改造。

进一步地，如图1-图4所示，升降机构包括升降座231和升降驱动器232。升降座231可上下滑动地安装于立柱轨道，升降驱动器232安装于立柱轨道，升降驱动器232连接于升降座231，以驱动升降座231沿立柱轨道上下滑动。伸缩臂总成包括伸缩前臂211、连接件212、伸缩后臂213和伸缩驱动器214。伸缩前臂211的第一端作为伸缩臂总成的第一端连接于夹爪总成，具体地，伸缩前臂211的第一端铰接于夹爪总成的安装架223。伸缩前臂211的第二端通过连接件212可转动地连接伸缩后臂213的第一端，伸缩后臂213的第二端作为伸缩臂总成的第二端连接升降机构，伸缩驱动器214安装于升降机构，具体地，伸缩后臂213的第二端铰接于升降座231，伸缩驱动器214的安装端铰接于升降座231。伸缩驱动器214的驱动端连接于伸缩前臂211，以驱动伸缩前臂211和伸缩后臂213在竖直平面内转动，实现伸展和收缩的效果。

进一步地，如图1和图2所示，钳体总成包括钳体机构31和移动机构32。钳体机构31通过移动机构32可移动地安装于二层台1的底部，具体地，猴台底部具有导轨，钳体机构31通过移动机构32可移动地安装于猴台底部的导轨。由此，通过移动机构32带动钳体机构32在导轨上移动，能够使钳体机构32由猴台下方伸出至交接位置，或者收回于猴台下方。

进一步地，如图2和图4所示，二层台1上具有弧形下沉轨道14，移动小车可移动地安装于弧形下沉轨道14。具体地，弧形下沉轨道14上设有齿条(未示出)，齿条沿弧形下沉轨道14的长度方向延伸。移动小车包括小车主体251，以及安装于小车主体251的小车驱动器252和滚轮组件253。立柱轨道安装于小车主体251上，小车主体251通过滚轮组件253支撑于弧形下沉轨道14，小车驱动器252的驱动端通过齿轮254啮合齿条，以驱动小车主体251通过滚轮组件253沿弧形下沉轨道14移动。弧形下沉轨道14延伸至二层台1的后侧，在非工作状态时，能够使机械手总成2退到二层台后侧，以避免影响到其他设备。

进一步地，如图3所示，二层台1的下方支撑有支撑组件，支撑组件包括支撑杆11、第一斜撑杆12和第二斜撑杆13。支撑杆11竖直固定于二层台1的底部，第一斜撑杆12的第一端连接支撑杆11的自由端，第一斜撑杆12的第二端连接于陆地石油钻机的井架，第二斜撑杆13的第一端连接于支撑杆11的自由端，第二斜撑杆13的第二端连接于二层台1的底部。具体地，支撑杆11竖直固定于猴台的底部，第二斜撑杆13的第二端连接于猴台的底部，支撑杆11在猴台底部的连接处与第二斜撑杆13在猴台底部的连接处相距有一定的距离。本具体实施方式中，二层台1的底部还设有第三斜撑杆15，第三斜撑杆15的第一端连接于指梁库的底部边缘，第三斜撑杆15的第二端连接于井架。由此，猴台通过支撑组件将机械手总成2和钳体总成的自重以及载荷传递至井架，以提高猴台的稳固性。

本实用新型具体实施方式提供的陆地石油钻机的管具处理系统的工作情况为，下钻时，根据目标管具在指梁库内的存放位置，通过移动小车、回转驱动24以及伸缩臂总成带动夹爪总成移动至存放位置，根据目标管具的节箍高度，通过升降机构带动夹爪总成调整高度，通过夹爪总成的夹持钳机构221夹持目标管具，通过移动小车、回转驱动24以及伸缩臂总成带动目标管具由指梁内的存放位置移动至井口位置上方，并与井口位置处的管具进行对扣，通过液压吊卡夹持目标管具后，夹持钳机构221释放目标管具，通过伸缩臂总成、移动小车和回转驱动24带动夹爪总成进行下一目标管具的抓取。起钻时与下钻过程互为逆过程，不再过多赘述。

当液压吊卡与目标管具对位不准时，以下钻作业为例，通过夹爪总成的夹持钳机构221夹持目标管具后，通过移动小车、回转驱动24以及伸缩臂总成带动目标管具由指梁内的存放位置移动至交接位置，通过钳体总成的移动机构32带动钳体机构31移动至交接位置，通过钳体机构31夹持目标管具，夹持钳机构221释放目标管具，待液压吊卡就位后，通过移动机构32推送目标管具至液压吊卡进行交接，液压吊卡夹持目标管具后进行对扣等作业。

在遇到自重较大的管具下钻作业时，通过夹爪总成的推扶钳机构222推扶目标管具至交接位置，通过移动机构32带动钳体机构31移动至交接位置，通过钳体机构31夹持目标管具，液压吊卡到位后交接管具进行后续作业，整个作业过程通过推扶钳机构222进行推扶。

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)

1.一种陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

包括二层台(1)以及可移动地安装于所述二层台(1)上的机械手总成(2)，可移动地安装于所述二层台(1)底部的钳体总成；

所述机械手总成(2)包括夹爪总成、伸缩臂总成、立柱轨道、升降机构、回转驱动(24)和移动小车；

所述夹爪总成连接于所述伸缩臂总成的第一端，所述伸缩臂总成的第二端通过所述升降机构可上下移动地安装于所述立柱轨道，所述立柱轨道通过所述回转驱动(24)可转动地安装于所述移动小车，其转动轴线竖向定向，所述移动小车可移动地安装于所述二层台(1)上。

2.如权利要求1所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述伸缩臂总成包括伸缩前臂(211)、连接件(212)、伸缩后臂(213)和伸缩驱动器(214)；

所述伸缩前臂(211)的第一端作为所述伸缩臂总成的第一端连接于所述夹爪总成，所述伸缩前臂(211)的第二端通过所述连接件(212)可转动地连接所述伸缩后臂(213)的第一端，所述伸缩后臂(213)的第二端作为所述伸缩臂总成的第二端连接所述升降机构，所述伸缩驱动器(214)安装于所述升降机构，所述伸缩驱动器(214)连接于所述伸缩前臂(211)，以驱动所述伸缩前臂(211)和所述伸缩后臂(213)在竖直平面内转动，实现伸展和收缩的效果。

3.如权利要求1所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述夹爪总成包括夹持钳机构(221)、推扶钳机构(222)和安装架(223)；

所述安装架(223)连接于所述伸缩臂总成的第一端，所述夹持钳机构(221)和所述推扶钳机构(222)均安装于所述安装架(223)，所述夹持钳机构(221)位于所述推扶钳机构(222)上方。

4.如权利要求1所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述升降机构包括升降座(231)和升降驱动器(232)；

所述升降座(231)可上下滑动地安装于所述立柱轨道，所述升降驱动器(232)安装于所述立柱轨道，所述升降驱动器(232)连接于所述升降座(231)，以驱动所述升降座(231)沿所述立柱轨道上下滑动。

5.如权利要求1所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述钳体总成包括钳体机构(31)和移动机构(32)；

所述钳体机构(31)通过所述移动机构(32)可移动地安装于所述二层台(1)的底部。

6.如权利要求1所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述二层台(1)的下方支撑有支撑组件。

7.如权利要求6所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述支撑组件包括支撑杆(11)、第一斜撑杆(12)和第二斜撑杆(13)；

所述支撑杆(11)竖直固定于所述二层台(1)的底部，所述第一斜撑杆(12)的第一端连接所述支撑杆(11)的自由端，所述第一斜撑杆(12)的第二端连接于所述陆地石油钻机的井架，所述第二斜撑杆(13)的第一端连接于所述支撑杆(11)的自由端，所述第二斜撑杆(13)的第二端连接于所述二层台(1)的底部。

8.如权利要求1所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述二层台(1)上具有弧形下沉轨道(14)，所述移动小车可移动地安装于所述弧形下沉轨道(14)。

9.如权利要求8所述的陆地石油钻机的管具处理系统，其特征在于，

所述弧形下沉轨道(14)上设有齿条，所述齿条沿所述弧形下沉轨道(14)的长度方向延伸；

所述移动小车包括小车主体(251)，以及安装于所述小车主体(251)的小车驱动器(252)和滚轮组件(253)；

所述立柱轨道安装于所述小车主体(251)上，所述小车主体(251)通过所述滚轮组件(253)支撑于所述弧形下沉轨道(14)，所述小车驱动器(252)的驱动端通过齿轮(254)啮合所述齿条，以驱动所述小车主体(251)通过所述滚轮组件(253)沿所述弧形下沉轨道(14)移动。