一种具有自动排放钻具功能的钻台面机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油钻井装备技术领域，涉及一种具有自动排放钻具功能的钻台面机械手。
【背景技术】
[0002]在钻井过程中由于起钻、下钻引起的钻具在钻台面立根盒的排放是一项劳动强度大、任务繁重的工作。
[0003]现有的钻具排放方式，主要是依靠钻台面的工作人员用手推扶到达钻台面指定的立根盒或井口位置，对于大多数钻机来说推扶三单根立柱至少需要两名钻井工人，对于近年来已经开始使用的四单根立柱式超深井钻机来说，长度增加及重量加大的立根排放至少需要三名钻井工人，由此可见在提速提效、降低人工成本、减轻劳动力的要求下实现钻具排放机械化、自动化已经显得越来越必要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，解决了现有技术中排放钻具依靠人力，劳动强度大，工作繁重，容易引发事故的问题。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，一种具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，包括起升外筒，起升外筒内腔滑动安装有起升内筒;起升内筒下端面与起升油缸的活塞杆连接;起升内筒上端面安装有法兰筒，法兰筒上端面安装有回转支承;在法兰筒上安装有马达，在回转支承上表面固定安装有基座，马达与基座啮合传动连接；
[0006]基座上设置有三组耳座，该三组耳座分别与主臂外筒、主油缸的缸体底端、倾斜油缸的缸体底端铰接，主油缸的活塞杆端头及倾斜油缸的活塞杆端头分别与主臂外筒铰接；主臂外筒内腔滑动套装有主臂内筒，主臂内筒后端面与伸缩油缸的活塞杆端头铰接;主臂内筒设置有两个前端耳座，该两个前端耳座分别与钳头和调平油缸的缸筒底座铰接，调平油缸的活塞杆端头与主臂内筒的下部耳座铰接。
[0007]本实用新型的具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，其特征还在于:
[0008]起升外筒和起升内筒均为方筒，起升内筒与起升外筒四个接触面均安装有摩擦限位块一;主臂外筒与主臂内筒均为方筒，主臂外筒与主臂内筒的四个接触面均设置有摩擦限位块二。
[0009]倾斜油缸与调平油缸结构尺寸相同。
[0010]本实用新型的有益效果是，体现在以下几个方面:
[0011]1)采用程序控制，液压驱动的形式完成钻具按照规定动作的排放。2)起升装置采用伸缩式结构，不工作时缩回至钻台面以下，不占用钻台面空间。3)钻台面机械手安装在立根盒中间、钻台面以下，工作时升至钻台面以上，钳头在倾斜油缸和调平油缸的作用下始终与钻台面保持平行;不工作时降至钻台面以下，不影响往钻台面输送套管钻具的通道。2)回转马达驱动机械手，工作范围大，可在360°范围内作业。3)主臂采用伸缩式结构，由液缸改变其仰角。通过改变液缸的行程和主臂的伸缩量，以调整作业半径来满足不同位置钻具排放的需求。4)钳头设计适应性强，能够满足2 7/8" — 9 3/4"范围内所有钻杆和钻铤四立根排放的要求。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型装置处于缩回状态时的主视图；
[0013]图2是本实用新型装置处于缩回状态时的俯视图；
[0014]图3是本实用新型装置处于工作状态时的主视图。
[0015]图中，1.起升外筒，2.起升内筒，3.起升油缸，4.摩擦限位块一，5.法兰筒，6.回转支承，7.马达，8.基座，9.主臂外筒，10.主臂内筒，11.主油缸，12.伸缩油缸，13.倾斜油缸，14.摩擦限位块二，15.调平油缸，16.钳头。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0017]参照图1、图2，本实用新型装置的结构是，包括固定在钻机底座上的起升外筒1，起升外筒1内腔滑动安装有起升内筒2，起升外筒1和起升内筒2均为方筒，可传递工作时产生的扭矩，起升内筒2与起升外筒1四个接触面均安装有摩擦限位块一 4;起升内筒2下端面与起升油缸3的活塞杆连接，在起升油缸3的驱动下起升内筒2沿起升外筒1竖直向上运动可以升至钻台面以上;起升内筒2上端面安装有法兰筒5，法兰筒5上端面安装有回转支承6，法兰筒5通过螺栓将回转支承6与起升内筒2连接在一起，便于拆装维护;在法兰筒5上安装有马达7，在回转支承6上表面固定安装有基座8，马达7与基座8啮合传动连接，在马达7的驱动下基座8可绕回转支承6的中心回转360° ；基座8上设置有三组耳座，该三组耳座分别与主臂外筒9、主油缸11的缸体底端、倾斜油缸13的缸体底端铰接，主油缸11的活塞杆端头及倾斜油缸13的活塞杆端头分别与主臂外筒9铰接;主臂外筒9内腔滑动套装有主臂内筒10，主臂外筒9与主臂内筒10均为方筒，主臂外筒9与主臂内筒10的四个接触面均设置有摩擦限位块二14，主臂内询10后?而面与伸缩油缸12的活塞杆?而头纟父接，在伸缩油缸12活塞杆伸缩驱动下，主臂内筒10可以沿主臂外筒9作直线运动以增加主臂的相对作业长度；
[0018]主臂内筒10设置有两个前端耳座，该两个前端耳座分别与钳头16和调平油缸15的缸筒底座铰接，调平油缸15的活塞杆端头与主臂内筒10的下部耳座铰接，调平油缸15的活塞杆伸缩能够带动钳头16转动。
[0019]本实用新型装置的工作原理是:
[0020]参照图3，主油缸11的伸缩可以改变主臂外筒9与钻台面的夹角;倾斜油缸13与调平油缸15为同一种型号规格的油缸，两个缸的耳环中心六、0/、(:/与旋转中心8、8/构成两个全等三角形AABC与AAWCS倾斜油缸13与调平油缸15的塞腔、杆腔分别连通，在工作范围内无论主臂外筒9的仰角多大，倾斜油缸13的伸长量与调平油缸15的缩短量始终相等，以保证钳头16与钻台面平行，满足排放钻具的要求，这种调平结构不需要人为参与或者使用传感器，简单、方便又经济。
[0021 ]起升油缸3塞腔供油活塞杆伸出，起升内筒2沿着起升外筒1竖直向上移动，使钻台面机械手主体部分升至钻台面以上，不工作时缩回到钻台面以下，既不占用钻台面空间也不影响其它钻井作业;马达7依靠齿轮啮合驱动基座8绕回转支承6的中心旋转，在角度上满足钳头16到达井口中心或者立根盒任意位置的要求。伸缩油缸12塞腔供油驱动主臂内筒10沿主臂外筒9作直线运动，在长度上满足钳头16到达井口中心或者立根盒任意位置的要求。
[0022]综上所述，通过配合控制马达7的回转角度、主油缸11活塞杆的伸出长度、伸缩油缸12活塞杆的伸出长度，即可控制钳头16相对回转中心转过的角度、作业半径、扶持高度，最终确定钳头16的空间位置，这样钳头16能够到达井口与立根盒的任意位置，保证排放钻具没有死角。
【主权项】
1.一种具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，其特征在于:包括起升外筒(1)，起升外筒(1)内腔滑动安装有起升内筒(2);起升内筒(2)下端面与起升油缸(3)的活塞杆连接；起升内筒(2)上端面安装有法兰筒(5)，法兰筒(5)上端面安装有回转支承(6);在法兰筒(5)上安装有马达(7)，在回转支承(6)上表面固定安装有基座(8)，马达(7)与基座(8)啮合传动连接； 基座(8)上设置有三组耳座，该三组耳座分别与主臂外筒(9)、主油缸(11)的缸体底端、倾斜油缸(13)的缸体底?而纟父接，主油缸(11)的活塞杆?而头及倾斜油缸(13)的活塞杆?而头分别与主臂外筒(9)铰接;主臂外筒(9)内腔滑动套装有主臂内筒(10)，主臂内筒(10)后端面与伸缩油缸(12)的活塞杆端头铰接;主臂内筒(10)设置有两个前端耳座，该两个前端耳座分别与钳头(16)和调平油缸(15)的缸筒底座铰接，调平油缸(15)的活塞杆端头与主臂内筒(10)的下部耳座铰接。2.根据权利要求1所述的具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，其特征在于:所述的起升外筒(1)和起升内筒(2)均为方筒，起升内筒(2)与起升外筒(1)四个接触面均安装有摩擦限位块一 (4);主臂外筒(9)与主臂内筒(10)均为方筒，主臂外筒(9)与主臂内筒(10)的四个接触面均设置有摩擦限位块二(14)。3.根据权利要求1所述的具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，其特征在于:所述的倾斜油缸(13)与调平油缸(15)结构尺寸相同。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有自动排放钻具功能的钻台面机械手，在起升外筒内腔安装有起升内筒；起升内筒下端面与起升油缸活塞杆连接；起升内筒上端面的法兰筒上安装有回转支承；法兰筒上安有马达，在回转支承上表面安装有基座，马达与基座啮合连接；基座上设置的三组耳座分别与主臂外筒、主油缸缸体、倾斜油缸缸体铰接，主油缸活塞杆端头及倾斜油缸活塞杆端头分别与主臂外筒铰接；主臂外筒内腔套装有主臂内筒，主臂内筒后端面与伸缩油缸活塞杆端头铰接；主臂内筒设置的两个前端耳座分别与钳头和调平油缸缸筒底座铰接，调平油缸活塞杆端头与主臂内筒下部耳座铰接。本实用新型有效作业范围大，工作可靠。
【IPC分类】E21B19/16, E21B19/14
【公开号】CN205154069
【申请号】CN201520858293
【发明人】赵亮亮, 马洪钟, 王定亚, 徐遵宏, 王耀华, 李才良, 乔晓峰, 刘春宝, 涂志威
【申请人】宝鸡石油机械有限责任公司, 中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月30日