一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置的制作方法

本发明涉及到石油钻井设备技术领域，尤其涉及一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置。

背景技术：

石油钻机作为一种成套的大型钻井装备，在作业过程中会涉及很多的拆卸、安装等大型作业，其中包括各种需要在高空完成的操作，操作人员高空作业安全风险极高。随着整个石油行业对安全的重视程度越来越高，如何降低高空作业风险就显得尤为重要。

在石油钻机下放井架作业中，利用缓冲装置的液缸将井架推至偏离重心位置，靠井架自重下放井架；随着井架前倾的角度增大，钻井钢丝绳逐渐接近人字架圆梁的导向滑轮，当钻井钢丝绳进入导向滑轮槽内，依靠人字架的支撑作用，继续完成下放井架作业。

当钻井钢丝绳进入人字架导向滑轮槽时，需要操作人员沿着人字架后方的扶手爬至圆梁上方的操作台，距地面高度约13-14米，然后用手推动滑轮就位。目前国内外石油行业越来越注重现场操作人员的作业安全，但是在下放井架作业流程中，此项工作依然是由操作人员登高推动滑轮就位，高空作业风险很高，严重威胁着操作人员的人身安全。

公开号为cn2236014，公开日为1996年09月25日的中国专利文献公开了一种石油钻机井架的人字架，由支腿、横梁、横拉筋、斜拉筋、顶部连接件、横梁连接板和底座连接耳座组成，其特征在于：两根垂直支腿与底座垂直，位于井架两侧后方，两根斜支腿向进架大前门方向倾斜，位于井架两侧的前方，四根支腿均通过连接耳座安装在井台底座上，同侧的一根垂直支腿与一根斜支腿其上端由顶部连接件相连，中部有横拉筋相连，构成一侧的人字架，左右两侧人字架的顶部，通过横梁连接板与井架后面的横梁相连，横梁与左右人字架之间各有一根斜拉筋相连。

该专利文献公开的石油钻机井架的人字架，结构简化，布局合理，但在石油钻机井架下放作业时，仍然需要操作人员沿着人字架后方的扶手爬至圆梁上方的通道，然后用手推动导向滑轮就位；在导向滑轮就位过程中，人员登高然后用手操作导向滑轮就位，从人员就位到工作的全过程，依然存在极高的安全风险。

技术实现要素：

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置，本发明既保证了钻机井架的正常下放作业，又能够从根源上极大的降低井架下放作业中操作人员高空作业的安全风险，提高了井架下放作业的安全性和便捷性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置，包括第一进气管线、第二进气管线、导向滑轮和安装在人字架圆梁操作台平面上的底座，导向滑轮上开有用于钢丝绳就位的绳槽，其特征在于：还包括气源、气动二联件、双级气缸、耳板、拨叉连杆、三位四通换向阀手柄和pu软管，所述耳板与底座固定连接，双级气缸与耳板通过销轴连接，拨叉连杆的一端与双级气缸的气缸芯轴连接，拨叉连杆的另一端与导向滑轮滑动接触，所述三位四通换向阀手柄通过pu软管与双级气缸连接，所述气源通过第一进气管线与气动二联件连接，所述气动二联件通过第二进气管线与三位四通换向阀手柄连接，所述第一进气管线上设置有截止阀和压力表，所述压力表位于气动二联件与截止阀之间。

所述气源为压缩气体，双级气缸的气缸芯轴在三位四通换向阀手柄的作用下作伸缩动作带动导向滑轮作往复直线运动接近钢丝绳就位。

所述导向滑轮作往复直线运动接近钢丝绳就位是指气动二联件将调压后的压缩气体输送至三位四通换向阀手柄，手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端位置水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成导向动作。

还包括操作箱，所述压力表、气动二联件和三位四通换向阀手柄均设置在操作箱内。

所述pu软管为两根，两根pu软管并列布置。

所述底座上固定连接有护罩，双级气缸和耳板均位与护罩内。

所述气动二联件用于给双级气缸提供清洁润滑及精准调压后的压缩气体。

所述三位四通换向阀手柄用于通过手柄前进位置、中间位置和后退位置来控制双级气缸的气缸芯轴运动方向以确定导向滑轮的移动位置。

本发明的工作原理如下：

安装在石油钻机人字架圆梁处的导向滑轮，在井架倒放倾斜到一定角度时，绞车滚筒钢丝绳会逐渐靠近并接触到井架人字架对准圆梁，这个时候需要将导向滑轮水平移动至钢丝绳位置，使钢丝绳进入导向滑轮的绳槽，完成下放井架时的导向动作。

钻台的气源通过第一进气管线将压缩气体送入气动二联件中，调压后由第二进气管线经三位四通换向阀手柄再通过pu软管送入双级气缸中，由于耳板与底座固定连接，双级气缸与耳板通过销轴连接，拨叉连杆的一端与双级气缸的气缸芯轴连接，拨叉连杆的另一端与导向滑轮滑动接触，倒放井架时操作人员通过调节气动二联件调压旋钮，观察压力表至需要压力值，在此期间三位四通换向阀手柄处于中间位置，检查所有连接无误后，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置时，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成整个导向动作。

本发明的有益效果主要表现在以下方面：

1、本发明，耳板与底座固定连接，双级气缸与耳板通过销轴连接，拨叉连杆的一端与双级气缸的气缸芯轴连接，拨叉连杆的另一端与导向滑轮滑动接触，三位四通换向阀手柄通过pu软管与双级气缸连接，气源通过第一进气管线与气动二联件连接，气动二联件通过第二进气管线与三位四通换向阀手柄连接，第一进气管线上设置有截止阀和压力表，压力表位于气动二联件与截止阀之间，在生产现场，石油钻机井架下放作业中，钻台的气源通过第一进气管线将压缩气体送入气动二联件中，调压后由第二进气管线经三位四通换向阀手柄再通过pu软管送入双级气缸中，倒放井架时操作人员通过调节气动二联件调压旋钮，观察压力表至需要压力值，在此期间三位四通换向阀手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置时，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成整个导向动作；较现有技术而言，导向滑轮就位不需要人员登高作业，既保证了钻机井架的正常下放作业，又能够从根源上极大的降低井架下放作业中操作人员高空作业的安全风险，提高了井架下放作业的安全性和便捷性。

2、本发明，气源为压缩气体，双级气缸的气缸芯轴在三位四通换向阀手柄的作用下作伸缩动作带动导向滑轮作往复直线运动接近钢丝绳就位，通过三位四通换向阀手柄操作导向滑轮就位，较现有技术需要人工登高作业而言，不仅提高了导向滑轮就位效率，而且操作安全方便。

3、本发明，导向滑轮作往复直线运动接近钢丝绳就位是指气动二联件将调压后的压缩气体输送至三位四通换向阀手柄，手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端位置水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成导向动作，整个装置布局合理，安装方便，操作简单，只需要操作人员调节工作压力，操作三位四通换向阀手柄即可实现导向滑轮就位。

4、本发明，还包括操作箱，压力表、气动二联件和三位四通换向阀手柄均设置在操作箱内，整体模块化，具有操作方便，安装、拆卸简单的特点。

5、本发明，pu软管为两根，两根pu软管并列布置，具有整体布局合理美观，安装、拆卸方便的效果。

6、本发明，底座上固定连接有护罩，双级气缸和耳板均位与护罩内，能够在吊装运输作业中有效保护双级气缸，避免双级气缸的橡胶密封部件受风吹日晒损坏，进而利于保障整个装置工作稳定性。

7、本发明，气动二联件用于给双级气缸提供清洁润滑及精准调压后的压缩气体，能够有效清洁润滑压缩气体，利于保障双级气缸的工作顺畅度和可靠性。

8、本发明，三位四通换向阀手柄用于通过手柄前进位置、中间位置和后退位置来控制双级气缸的气缸芯轴运动方向以确定导向滑轮的移动位置，三位四通换向阀手柄适合重载及恶劣工况，使用寿命长，稳定性好，且制造便宜，能够有效降低成本。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例3的结构示意图；

图3为本发明实施例4的结构示意图；

图中标记：1、第一进气管线，2、第二进气管线，3、导向滑轮，4、底座，5、气源，6、气动二联件，7、双级气缸，8、耳板，9、拨叉连杆，10、三位四通换向阀手柄，11、pu软管，12、截止阀，13、压力表，14、操作箱，15、护罩。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置，包括第一进气管线1、第二进气管线2、导向滑轮3和安装在人字架圆梁操作台平面上的底座4，导向滑轮3上开有用于钢丝绳就位的绳槽，还包括气源5、气动二联件6、双级气缸7、耳板8、拨叉连杆9、三位四通换向阀手柄10和pu软管11，所述耳板8与底座4固定连接，双级气缸7与耳板8通过销轴连接，拨叉连杆9的一端与双级气缸7的气缸芯轴连接，拨叉连杆9的另一端与导向滑轮3滑动接触，所述三位四通换向阀手柄10通过pu软管11与双级气缸7连接，所述气源5通过第一进气管线1与气动二联件6连接，所述气动二联件6通过第二进气管线2与三位四通换向阀手柄10连接，所述第一进气管线1上设置有截止阀12和压力表13，所述压力表13位于气动二联件6与截止阀12之间。

本实施例为最基本的实施方式，耳板与底座固定连接，双级气缸与耳板通过销轴连接，拨叉连杆的一端与双级气缸的气缸芯轴连接，拨叉连杆的另一端与导向滑轮滑动接触，三位四通换向阀手柄通过pu软管与双级气缸连接，气源通过第一进气管线与气动二联件连接，气动二联件通过第二进气管线与三位四通换向阀手柄连接，第一进气管线上设置有截止阀和压力表，压力表位于气动二联件与截止阀之间，在生产现场，石油钻机井架下放作业中，钻台的气源通过第一进气管线将压缩气体送入气动二联件中，调压后由第二进气管线经三位四通换向阀手柄再通过pu软管送入双级气缸中，倒放井架时操作人员通过调节气动二联件调压旋钮，观察压力表至需要压力值，在此期间三位四通换向阀手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置时，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成整个导向动作；较现有技术而言，导向滑轮就位不需要人员登高作业，既保证了钻机井架的正常下放作业，又能够从根源上极大的降低井架下放作业中操作人员高空作业的安全风险，提高了井架下放作业的安全性和便捷性。

实施例2

参见图1，一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置，包括第一进气管线1、第二进气管线2、导向滑轮3和安装在人字架圆梁操作台平面上的底座4，导向滑轮3上开有用于钢丝绳就位的绳槽，还包括气源5、气动二联件6、双级气缸7、耳板8、拨叉连杆9、三位四通换向阀手柄10和pu软管11，所述耳板8与底座4固定连接，双级气缸7与耳板8通过销轴连接，拨叉连杆9的一端与双级气缸7的气缸芯轴连接，拨叉连杆9的另一端与导向滑轮3滑动接触，所述三位四通换向阀手柄10通过pu软管11与双级气缸7连接，所述气源5通过第一进气管线1与气动二联件6连接，所述气动二联件6通过第二进气管线2与三位四通换向阀手柄10连接，所述第一进气管线1上设置有截止阀12和压力表13，所述压力表13位于气动二联件6与截止阀12之间。

所述气源5为压缩气体，双级气缸7的气缸芯轴在三位四通换向阀手柄10的作用下作伸缩动作带动导向滑轮3作往复直线运动接近钢丝绳就位。

所述导向滑轮3作往复直线运动接近钢丝绳就位是指气动二联件6将调压后的压缩气体输送至三位四通换向阀手柄10，手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄10至前进位置，压缩气体进入双级气缸7尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆9推动导向滑轮3向远端位置水平移动，操作三位四通换向阀手柄10至后退位置，双级气缸7和拨叉连杆9联动将导向滑轮3拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮3的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄10恢复至中间位置，关闭气源5完成导向动作。

本实施例为一较佳实施方式，气源为压缩气体，双级气缸的气缸芯轴在三位四通换向阀手柄的作用下作伸缩动作带动导向滑轮作往复直线运动接近钢丝绳就位，通过三位四通换向阀手柄操作导向滑轮就位，较现有技术需要人工登高作业而言，不仅提高了导向滑轮就位效率，而且操作安全方便。

导向滑轮作往复直线运动接近钢丝绳就位是指气动二联件将调压后的压缩气体输送至三位四通换向阀手柄，手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端位置水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成导向动作，整个装置布局合理，安装方便，操作简单，只需要操作人员调节工作压力，操作三位四通换向阀手柄即可实现导向滑轮就位。

实施例3

参见图2，一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置，包括第一进气管线1、第二进气管线2、导向滑轮3和安装在人字架圆梁操作台平面上的底座4，导向滑轮3上开有用于钢丝绳就位的绳槽，还包括气源5、气动二联件6、双级气缸7、耳板8、拨叉连杆9、三位四通换向阀手柄10和pu软管11，所述耳板8与底座4固定连接，双级气缸7与耳板8通过销轴连接，拨叉连杆9的一端与双级气缸7的气缸芯轴连接，拨叉连杆9的另一端与导向滑轮3滑动接触，所述三位四通换向阀手柄10通过pu软管11与双级气缸7连接，所述气源5通过第一进气管线1与气动二联件6连接，所述气动二联件6通过第二进气管线2与三位四通换向阀手柄10连接，所述第一进气管线1上设置有截止阀12和压力表13，所述压力表13位于气动二联件6与截止阀12之间。

所述气源5为压缩气体，双级气缸7的气缸芯轴在三位四通换向阀手柄10的作用下作伸缩动作带动导向滑轮3作往复直线运动接近钢丝绳就位。

所述导向滑轮3作往复直线运动接近钢丝绳就位是指气动二联件6将调压后的压缩气体输送至三位四通换向阀手柄10，手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄10至前进位置，压缩气体进入双级气缸7尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆9推动导向滑轮3向远端位置水平移动，操作三位四通换向阀手柄10至后退位置，双级气缸7和拨叉连杆9联动将导向滑轮3拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮3的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄10恢复至中间位置，关闭气源5完成导向动作。

还包括操作箱14，所述压力表13、气动二联件6和三位四通换向阀手柄10均设置在操作箱14内。

本实施例为又一较佳实施方式，还包括操作箱，压力表、气动二联件和三位四通换向阀手柄均设置在操作箱内，整体模块化，具有操作方便，安装、拆卸简单的特点。

实施例4

参见图3，一种石油钻机人字架圆梁导向滑轮就位装置，包括第一进气管线1、第二进气管线2、导向滑轮3和安装在人字架圆梁操作台平面上的底座4，导向滑轮3上开有用于钢丝绳就位的绳槽，还包括气源5、气动二联件6、双级气缸7、耳板8、拨叉连杆9、三位四通换向阀手柄10和pu软管11，所述耳板8与底座4固定连接，双级气缸7与耳板8通过销轴连接，拨叉连杆9的一端与双级气缸7的气缸芯轴连接，拨叉连杆9的另一端与导向滑轮3滑动接触，所述三位四通换向阀手柄10通过pu软管11与双级气缸7连接，所述气源5通过第一进气管线1与气动二联件6连接，所述气动二联件6通过第二进气管线2与三位四通换向阀手柄10连接，所述第一进气管线1上设置有截止阀12和压力表13，所述压力表13位于气动二联件6与截止阀12之间。

所述气源5为压缩气体，双级气缸7的气缸芯轴在三位四通换向阀手柄10的作用下作伸缩动作带动导向滑轮3作往复直线运动接近钢丝绳就位。

所述导向滑轮3作往复直线运动接近钢丝绳就位是指气动二联件6将调压后的压缩气体输送至三位四通换向阀手柄10，手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄10至前进位置，压缩气体进入双级气缸7尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆9推动导向滑轮3向远端位置水平移动，操作三位四通换向阀手柄10至后退位置，双级气缸7和拨叉连杆9联动将导向滑轮3拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮3的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄10恢复至中间位置，关闭气源5完成导向动作。

还包括操作箱14，所述压力表13、气动二联件6和三位四通换向阀手柄10均设置在操作箱14内。

所述pu软管11为两根，两根pu软管11并列布置。

所述底座4上固定连接有护罩15，双级气缸7和耳板8均位与护罩15内。

所述气动二联件6用于给双级气缸7提供清洁润滑及精准调压后的压缩气体。

所述三位四通换向阀手柄10用于通过手柄前进位置、中间位置和后退位置来控制双级气缸7的气缸芯轴运动方向以确定导向滑轮3的移动位置。

本实施例为最佳实施方式，耳板与底座固定连接，双级气缸与耳板通过销轴连接，拨叉连杆的一端与双级气缸的气缸芯轴连接，拨叉连杆的另一端与导向滑轮滑动接触，三位四通换向阀手柄通过pu软管与双级气缸连接，气源通过第一进气管线与气动二联件连接，气动二联件通过第二进气管线与三位四通换向阀手柄连接，第一进气管线上设置有截止阀和压力表，压力表位于气动二联件与截止阀之间，在生产现场，石油钻机井架下放作业中，钻台的气源通过第一进气管线将压缩气体送入气动二联件中，调压后由第二进气管线经三位四通换向阀手柄再通过pu软管送入双级气缸中，倒放井架时操作人员通过调节气动二联件调压旋钮，观察压力表至需要压力值，在此期间三位四通换向阀手柄处于中间位置，操作三位四通换向阀手柄至前进位置，压缩气体进入双级气缸尾部推动气缸芯轴伸出，拨叉连杆推动导向滑轮向远端水平移动，操作三位四通换向阀手柄至后退位置时，双级气缸和拨叉连杆联动将导向滑轮拉回近端位置，直到钢丝绳完全进入导向滑轮的绳槽后，操作三位四通换向阀手柄恢复至中间位置，关闭气源完成整个导向动作；较现有技术而言，导向滑轮就位不需要人员登高作业，既保证了钻机井架的正常下放作业，又能够从根源上极大的降低井架下放作业中操作人员高空作业的安全风险，提高了井架下放作业的安全性和便捷性。

pu软管为两根，两根pu软管并列布置，具有整体布局合理美观，安装、拆卸方便的效果。

底座上固定连接有护罩，双级气缸和耳板均位与护罩内，能够在吊装运输作业中有效保护双级气缸，避免双级气缸的橡胶密封部件受风吹日晒损坏，进而利于保障整个装置工作稳定性。

气动二联件用于给双级气缸提供清洁润滑及精准调压后的压缩气体，能够有效清洁润滑压缩气体，利于保障双级气缸的工作顺畅度和可靠性。

三位四通换向阀手柄用于通过手柄前进位置、中间位置和后退位置来控制双级气缸的气缸芯轴运动方向以确定导向滑轮的移动位置，三位四通换向阀手柄适合重载及恶劣工况，使用寿命长，稳定性好，且制造便宜，能够有效降低成本。