一种石油钻具自动取放设备的制作方法

本发明涉及一种石油钻具自动取放设备。

背景技术：

石油钻具自动取放设备在国内简称：猫道---其作用就是将钻具在地面进行排管，然后输送到钻台面，提供合适钻具进行钻井的全过程。包括这几个阶段：地面排管--从地面运送到钻台面--交送给钻井驱动装置（例如顶驱或水龙头）。

现在国内大量使用的方式：人工地面选管--吊车排管--人工套管--钢丝绳沿斜v型坡面拉升到钻台面--人工卸管--顶驱抓接。国外普遍使用方式：人工地面选管------吊车排管----自动输送（采用一个V型料槽，将钻具放在V型料槽中，将V型料槽通过钢丝绳或油缸拉上钻台面）--人工辅助卸管--顶驱抓接。

国内方式比较原始，需要不仅需要大量人力物力，更重要的是安全事故很多，特别是钢丝绳断裂造成人员伤亡事故，影响很大，国外采用的方式比较好一点，但自动化程度也非常低，也需要大量人力资源，在中东地区应用广泛。

现在需要一种新的理念改变这种比较落后的猫道运行形式。不仅提供效率，而且保证安全性的全新设计理念，石油钻具自动取放设备就是在这种形势下设计的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作便捷、自动化程度高、生产效率高、安全性好和稳定性高的石油钻具自动取放设备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：包括固定座，及和固定座可转动连接的提升装置、中间推动油缸，及固定固定座一侧的排管装置，及与固定座右端、且位于中间推动油缸上下两侧转动连接的固定杆，及一端套在固定杆内、另一端与中间推动油缸转动连接的伸缩杆，及与提升装置转动连接的抓取装置。

进一步地，所述排管装置包括排管承载横梁，及固定在排管承载横梁左右两侧的左右支撑架，及固定在排管承载横梁上端的用电箱，及固定在排管承载横梁左右两侧下端的电磁吸附装置，及固定在左右支撑架底端左右两侧的侧杆，及连接在两侧侧杆之间的滚动轮，及固定在左侧侧杆上的驱动电机，及位于两侧侧杆下端、且与滚动轮滚动连接的导轨。

进一步地，所述电磁吸附装置包括固定油缸，及套在固定油缸内的伸缩油缸，及固定在伸缩油缸下端的吸管架调整导轨，及固定在吸管架调整导轨下端的排管电磁铁吸管架，及固定在吸管架调整导轨上端的伸缩支架，所述排管承载横梁顶部左右两侧还固定有防护罩。

进一步地，所述提升装置包括主支撑臂，及与主支撑臂转动连接的爪手连接臂，及与主支撑臂端部可转动连接的中间连接臂，及与中间连接臂可转动连接的底端连接臂，及固定在中间连接臂上的上端油缸固定座和下端油缸，及固定在上端油缸固定座上的上端油缸，及与主支撑臂一侧可转动连接的活动连接臂。

进一步地，所述上端油缸和下端油缸相对平行设置。

进一步地，所述抓取装置包括吊杆，及和吊杆转动连接的连接座，及固定在连接座下端的支撑板，及固定在支撑板外侧的主控器，及固定在支撑板内侧的抓举传动组件。

进一步地，所述抓举传动组件包括固定在两端及中间的固定轴承，及与固定轴承连接的传动轴，及固定在传动轴两端的传动齿轮，及和传动齿轮固定连接的转动轴，及套在转动轴上的传动皮带，及与传动皮带传动连接的电机，及连接在传动轴上的活动箱，及固定在活动箱上的气缸，及与气缸连接的伸缩爪。

进一步地，所述传动轴位于两侧各连接有一个活动箱，且活动箱与传动轴螺纹连接，所述主控器的两端分别与左右两侧的活动箱通过电线相连接。

本发明的石油钻具自动取放设备：本发明为一种石油钻具自动取放设备，可通过滚动轮进行前后位置的调整，同时，可以利用用电箱使四个排管电磁铁吸管架通通带电，带电后的排管电磁铁吸管架可以产生吸附力，有效吸附长条形金属钻具，然后把钻具转移到指定地点再放下，只需要一个工人在边上操作即可完成整个转移过程，有效减少员工劳动力以及生产成本，自动化程度相对较高；同时，两根油缸同时对爪手连接臂起作用，且向一侧进行推送，在推送时更加稳定，增加其推力，相比于原始的水平单杠油缸，推送更加稳定安全；而在主支撑臂一侧连接有活动连接臂，可以在爪手连接臂旋转时保护其不受其它如抖动、风等因素的影响，保护其操作稳定性，更加安全可靠；还设置有抓举传动组件，可以通过电机的启动，来带动活动箱一起向内侧或外侧移动，且移动的距离完全相等，相比于现有的固定式抓取，可以根据钻具的长度尺寸进行调节，完全适用于各种尺寸长度的钻具抓取使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种石油钻具自动取放设备的结构示意图；

图2为本发明一种石油钻具自动取放设备中排管装置的结构示意图；

图3为本发明一种石油钻具自动取放设备中电磁吸附组件的结构示意图；

图4为本发明一种石油钻具自动取放设备中提升装置的结构示意图；

图5为本发明一种石油钻具自动取放设备中抓取装置的结构示意图；

图6为本发明一种石油钻具自动取放设备中抓举传动组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实施例中，参照图1至图6所示，一种石油钻具自动取放设备，包括固定座2，及和固定座2可转动连接的提升装置3、中间推动油缸5，及固定固定座2一侧的排管装置1，及与固定座2右端、且位于中间推动油缸5上下两侧转动连接的固定杆4，及一端套在固定杆4内、另一端与中间推动油缸5转动连接的伸缩杆7，及与提升装置4转动连接的抓取装置6。

所述排管装置1包括排管承载横梁15，及固定在排管承载横梁15左右两侧的左右支撑架14，及固定在排管承载横梁15上端的用电箱17，及固定在排管承载横梁15左右两侧下端的电磁吸附装置19，及固定在左右支撑架14底端左右两侧的侧杆13，及连接在两侧侧杆13之间的滚动轮18，及固定在左侧侧杆13上的驱动电机12，及位于两侧侧杆13下端、且与滚动轮18滚动连接的导轨11。

所述电磁吸附装置19包括固定油缸193，及套在固定油缸193内的伸缩油缸192，及固定在伸缩油缸192下端的吸管架调整导轨195，及固定在吸管架调整导轨195下端的排管电磁铁吸管架191，及固定在吸管架调整导轨195上端的伸缩支架194，所述排管承载横梁5顶部左右两侧还固定有防护罩6。

所述提升装置3包括主支撑臂32，及与主支撑臂32转动连接的爪手连接臂33，及与主支撑臂32端部可转动连接的中间连接臂34，及与中间连接臂34可转动连接的底端连接臂38，及固定在中间连接臂34上的上端油缸固定座37和下端油缸36，及固定在上端油缸固定座37上的上端油缸35，及与主支撑臂32一侧可转动连接的活动连接臂31。

所述上端油缸35和下端油缸36相对平行设置。

所述抓取装置6包括吊杆61，及和吊杆61转动连接的连接座62，及固定在连接座62下端的支撑板63，及固定在支撑板63外侧的主控器64，及固定在支撑板63内侧的抓举传动组件65。

所述抓举传动组件65包括固定在两端及中间的固定轴承651，及与固定轴承连接的传动轴655，及固定在传动轴655两端的传动齿轮659，及和传动齿轮659固定连接的转动轴656，及套在转动轴656上的传动皮带658，及与传动皮带658传动连接的电机657，及连接在传动轴655上的活动箱654，及固定在活动箱654上的气缸652，及与气缸652连接的伸缩爪653。

所述传动轴655位于两侧各连接有一个活动箱654，且活动箱654与传动轴655螺纹连接，所述主控器64的两端分别与左右两侧的活动箱654通过电线相连接。

该石油钻具自动取放设备的工作方法，包括以下步骤：1、根据钻具所在位置开启驱动电机12，驱动电机12带动滚动轮18前进或者后退，使排管承载横梁15移动到钻具正上端位置，驱动电机12停止运行，然后固定油缸193内的伸缩油缸192启动，向下移动使吸管架调整导轨195向下移动，这时，用电箱17工作使排管电磁铁吸管架191带电具有吸附性，对下端的金属钻具进行吸附，然后按相同步骤移动到指定地点放下即可，伸缩支架194可以保证油缸上下活动安全性；2、吊杆61带动整个机械手移动到指定位置上，如需位移，则启动电机657，电机657通过传动皮带658带动转动轴656转动，转动轴656转动通过传动齿轮659带动传动轴655进行旋转，最后传动轴655可通过与活动箱654转动连接向中间或者两边移动，这时，主控器64可以控制气缸652压缩使伸缩爪653进行抓取；3、然后主支撑臂32上升，带动中间连接臂34和底端连接臂38一同上升，然后上端油缸35和下端油缸36启动，向左侧推动到指定位置，即爪手连接臂33旋转到一定位置即可，然后把钻具放置到指定位置，活动连接臂31可以保护爪手支撑杆39在移动时更加稳定，防止剧烈抖动带来的不良影响，增加一道保护措施，操作更加安全；4、再中间推动油缸5启动并向右侧推动，使上端主支撑臂32可以沿着一定的角度转动，在转动的同时，伸缩杆7也会沿着固定杆4伸缩移动，可以保护中间推动油缸5在推动时更加安全，增加其稳定性，而上端主支撑臂32移动会带动固定座2、主支撑臂32、中间连接臂34和底端连接臂38合围成的平行四边形结构一起移动，来实现抓举传动装置65上下位置关系，使钻具经过夹紧后能移送到指定位置进行安装。

排管装置1（采用全自动遥控选管，然后排管装置1根据遥控指令将地面存放钻具安全调换位置，即自动排管。根据遥控指令将选好钻具运送到抓取装置6抓举位置---伸缩爪653（智能机械手）自动抓举钻具----四连杆机构带动机械手实现钻具运送（将钻具运送到钻井平台）--提升装置3（智能机械手翻转机构，机械手像人的手腕一样翻转，将钻具输送到钻台面任何需要位置）--顶驱抓接（智能机械手将钻具自动安放在顶驱上，对准钻井井口）。整个过程只需一人遥控操控就可完成。特别是智能机械手的运用完全改变了传统方式。不仅整个排管到运送实现完全智能化，而且与顶驱交接时，原来是顶驱吊环在人工协助下被动吊接。现在是机械手将钻具直接安放在井口上直接实现钻井。其先进的理念前所未有。

本发明的石油钻具自动取放设备：本发明为一种石油钻具自动取放设备，可通过滚动轮进行前后位置的调整，同时，可以利用用电箱使四个排管电磁铁吸管架通通带电，带电后的排管电磁铁吸管架可以产生吸附力，有效吸附长条形金属钻具，然后把钻具转移到指定地点再放下，只需要一个工人在边上操作即可完成整个转移过程，有效减少员工劳动力以及生产成本，自动化程度相对较高；同时，两根油缸同时对爪手连接臂起作用，且向一侧进行推送，在推送时更加稳定，增加其推力，相比于原始的水平单杠油缸，推送更加稳定安全；而在主支撑臂一侧连接有活动连接臂，可以在爪手连接臂旋转时保护其不受其它如抖动、风等因素的影响，保护其操作稳定性，更加安全可靠；还设置有抓举传动组件，可以通过电机的启动，来带动活动箱一起向内侧或外侧移动，且移动的距离完全相等，相比于现有的固定式抓取，可以根据钻具的长度尺寸进行调节，完全适用于各种尺寸长度的钻具抓取使用。

上述实施例，只是本发明的一个实例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。