专利名称：液压钻具输送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻井装备技术领域，特别涉及斜直井钻机辅助设备，是一种钻具输送装置。
背景技术：
在钻井或完井过程中，需要将钻杆或油管输送到钻井平台上去。目前，将钻杆或油管输送到钻井平台上的方法是，用吊卡固定在钻具的一端，利用井架上部的定滑轮和钢丝绳提起钻具输送到钻井平台上。煤层气斜直井钻机开发过程中，由于不能采用吊卡，固定钻杆坡道等常规设备，对钻杆接单根操作提出了新的要求。为适应新型钻机的需要，必须解决如下问题I.井架角度变化，使得动力水龙头接扣位置随角度变化而发生变化。2.打斜直井时，由于重力作用，钻杆不能自动平行于井架，需要钻具坡道导引，防止设备碰撞损坏。3.普通钻具坡道没有钻杆接头夹紧功能，不能实现动力水龙头扭矩接扣。因此常规钻机用钻具坡道无法满足斜直井钻机接单根的需要，不能实现井架变幅时的钻具导引和扭矩接扣功能。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种液压钻具输送装置，以满足斜直井钻机钻井作业的钻具输送需求。该设备具有多自由度，全液压控制。本实用新型采用的技术方案是液压钻具输送装置，主要由变幅机构、伸缩机构、夹紧机构、坡道翻转机构和排管架组成。其特征在于变幅机构主要由主梁、撑杆、液压缸、滑块、底座总成组成。底座总成采用型钢焊接成长方形，在底座总成上有主梁，主梁的一端用铰链固定在底座总成上部；在底座总成与主梁中间有撑杆，撑杆的一端与底座总成铰链连接，撑杆的另一端与滑块铰链连接，滑块与主梁滑动连接，液压缸一端固定在底座总成上，一端与撑杆中部铰链连接。当液压缸推动撑杆，滑块以主梁下端面为导轨向后滑动，主梁以后部铰链为轴逆时针转动，角度增大，完成主梁变幅(改变角度)。相反液压缸收回，角度减小，最终复位。伸缩机构主要由主梁、大伸缩臂和小伸缩臂组成，伸缩机构有三层，横截面为长方形的主梁内套有大伸缩臂，大伸缩臂通过第一伸缩臂液缸与主梁连接；在大伸缩臂内套有小伸缩臂，小伸缩臂通过第二伸缩臂液缸与大伸缩臂连接。主梁水平位置时，第一伸缩臂液缸杆腔进油，大伸缩臂位于初始位置，第二伸缩臂液缸塞腔进油，伸出以便为翻转进入的钻杆让出位置，钻杆进入钻具坡道后小伸缩臂回原位，通过变幅机构到达预定位置，第一伸缩臂液缸塞腔进油，大伸缩臂伸出，调整与动力水龙头相对位置。坡道翻转机构由前坡道支座、后坡道支座、钻具坡道、翻转臂液缸组成；主梁上表面有导轨，前坡道支座与后坡道支座连接在主梁的导轨上，平行滑动，钻具坡道一端铰链连接在大伸缩臂上，一端铰链连接在前坡道支座上，后端铰链连接在后坡道支座上，前坡道支座的一侧固定有翻转臂液缸，翻转臂液缸另一端与坡道固定。主梁位于水平位时，翻转臂液缸作用，推动钻具坡道以后坡道支座和前坡道支座、以及大伸缩臂前部的铰链为转轴左右摆动，能进行正负30度的翻转，实现钻具在坡道上的装卸。夹紧机构主要由钳体、卡钳液缸和卡钳组成。夹紧机构钳体固定在小伸缩臂的前端；两个卡钳对称铰接在钳体上端固定块上，两个卡钳的尾端连接卡钳液缸的一端，卡钳液缸的另一端铰接在钳体下端外侧的固定块上。钳体的上端有V形槽。钻具进入钳体的V形槽，通过钳体的V形槽使钻具接头定位，在卡钳液缸推动下，卡钳以钳体上的铰链为轴，翻转压下将钻具固定。卡钳有两种不同圆弧构成，当钻杆在坡道上的位置相对靠前时，可通过卡钳夹住钻杆管体，再通过伸缩机构的小伸缩臂的移动来调整，使之位置正确。两个卡钳交错布置，提供双夹紧力，方向相反。夹紧机构钳体在小伸缩臂的前端，上下位置可以浮动，其功能是用来纠正钻杆的中心轴线和动力水龙头的中心管轴线的误差，避免刚性连接，对设备造成破坏。夹紧机构提供了接单根和甩单根所需要的夹紧力。 排管架主要由管架梁、管架支腿、滑块液缸、可拆楔块和排架滑块16组成。排管架有两排分别在底座总成的两侧；管架梁的一端铰链连接在底座总成的立柱上，管架梁的另一端与管架支腿上的铰链连接；可拆楔块通过圆柱销固定在管架梁前端，排架滑块与滑块液缸杆头铰链连接，滑块液缸固定在底座总成的立柱上。管架支腿上分别由高、中、底三孔，用来调整管架梁的坡度，高位为接单根用正度，钻具从右向左滚落，低位为甩钻杆用负5度，接单根时调整到高位，钻具自动滚落到可拆楔块位置停止，滑块液缸作用带动排架滑块，顶起一根钻杆，排架滑块上有楔形表面，钻杆自动滚落到钻具坡道上。甩单根时，去掉可拆楔块，调整管架梁到低位，翻转机构将钻杆卸下时自动从左到右滚落。本实用新型的有益效果本实用新型液压钻具输送装置，能向钻井平台输送钻具，普通钻具坡道只能用于有二层平台的普通钻机，全液压钻具输送装置借助二层平台，并且可自由调整角度，有两级伸缩机构，调整范围大。单液缸摆杆变幅，与通常双液缸变幅相比，减少了液压同步控制装置。伸缩机构能在接单根过程中配合卡钳机构来调整钻具在坡道上的位置，省去了人力操作。由于是全液压控制，操作简单，场地工的劳动强度降低，提高了生产效率。增加了伸缩长度，适应了不同井斜。
图I是本实用新型液压钻具输送装置的轴侧结构示意图。图2是变幅机构的结构示意图。图3是伸缩机构的结构示意图。图4是坡道翻转机构的结构示意图。图5是坡道翻转机构的正投影示意图。图6是夹紧机构的结构示意图。图7是排管架的结构示意图。图中，I-主梁，2-滑块，3-撑杆，4-液压缸，5-底座总成，6-小伸缩臂，7-大伸缩臂，8-钻具坡道,9-后坡道支座，10-前坡道支座，11-翻转臂液缸,12-卡钳，13-钳体，14-卡钳液缸，15-可拆楔块，16-排架滑块，17-滑块液缸，18-管架梁，19-管架支腿。
具体实施方式
实施例I :以一个液压钻具输送装置为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图I。本实用新型液压钻具输送装置，主要由变幅机构、伸缩机构、夹紧机构、坡道翻转机构和排管架组成。参阅图2。变幅机构主要由主梁I、撑杆3、液压缸4、滑块2、底座总成5组成。底座总成5采用工字钢和槽钢焊接成长方形，底座总成5的长度 为10m，宽度为I. 7m。在底座总成5上有主梁1，主梁I采用钢板和槽钢焊接成横截面为长方形。主梁I的一端用铰链固定在底座总成5上部。在底座总成5与主梁I中间有一个撑杆3，撑杆3的一端与底座总成5铰链连接，撑杆3的另一端与滑块2铰链连接，滑块2与主梁I滑动连接，液压缸4 一端固定在底座总成5上，液压缸4另一端与撑杆3中部铰链连接。参阅图3。伸缩机构主要由主梁I、大伸缩臂7和小伸缩臂6组成。伸缩机构有三层横截面为长方形管套在一起，通过液压缸推动伸长或缩短。第一级伸缩距离为2. 5m，第二级伸缩距离为I. 0m。横截面为长方形的主梁I内套有一根大伸缩臂7，大伸缩臂7通过第一伸缩臂液缸与主梁I连接。在大伸缩臂7内套有一根小伸缩臂6，小伸缩臂6通过第二伸缩臂液缸与大伸缩臂7连接。参阅图4和图5。坡道翻转机构由前坡道支座10、后坡道支座9、钻具坡道8、翻转臂液缸11组成。翻转角度为可达70°。主梁I上表面有一个导轨,前坡道支座10与后坡道支座9连接在主梁I的导轨上，钻具坡道8 一端铰链连接在大伸缩臂7上，一端铰链连接在前坡道支座10上，后端铰链连接在后坡道支座9上，前坡道支座10的一侧固定有翻转臂液缸11，翻转臂液缸11另一端与坡道固定；参阅图6。夹紧机构主要由钳体13、卡钳液缸14和卡钳12组成。夹紧机构钳体13固定在小伸缩臂6的前端；两个卡钳12对称铰接在钳体13上端固定块上，两个卡钳12的尾端连接卡钳液缸14的一端，卡钳液缸14的另一端铰接在钳体13下端外侧的固定块上；钳体13的上端有V形槽，V形槽能固定钻具，使钻具不能滚动。参阅图7。排管架主要由管架梁18、管架支腿19、滑块液缸17、可拆楔块15和排架滑块16组成。排管架有两排分别在底座总成5的两侧；管架梁18的一端铰链连接在底座总成5的立柱上，管架梁18的另一端与管架支腿19上的铰链连接；可拆楔块15通过圆柱销固定在管架梁18前端，排架滑块16与滑块液缸17杆头铰链连接，滑块液缸17固定在底座总成5的立柱上。
权利要求1.一种液压钻具输送装置，主要由变幅机构、伸缩机构、夹紧机构、坡道翻转机构和排管架组成；其特征在于变幅机构主要由主梁(I)、撑杆(3)、液压缸(4)、滑块(2)、底座总成(5)组成；底座总成(5)采用型钢焊接成长方形，在底座总成(5)上有主梁(1)，主梁(I)的一端用铰链固定在底座总成(5)上部；在底座总成(5)与主梁⑴中间有撑杆(3)，撑杆(3)的一端与底座总成(5)铰链连接，撑杆(3)的另一端与滑块(2)铰链连接，滑块(2)与主梁(I)滑动连接，液压缸(4) 一端固定在底座总成(5)上，一端与撑杆(3)中部铰链连接; 伸缩机构主要由主梁(I)、大伸缩臂(7)和小伸缩臂(6)组成，伸缩机构有三层，横截面为长方形的主梁(I)内套有大伸缩臂(7)，大伸缩臂(7)通过第一伸缩臂液缸与主梁(I)连接；在大伸缩臂(7)内套有小伸缩臂(6)，小伸缩臂(6)通过第二伸缩臂液缸与大伸缩臂(7)连接； 坡道翻转机构由前坡道支座(10)、后坡道支座(9)、钻具坡道(8)、翻转臂液缸(11)组成；主梁(I)上表面有导轨，前坡道支座(10)与后坡道支座(9)连接在主梁(I)的导轨上，钻具坡道(8) —端铰链连接在大伸缩臂(7)上，一端铰链连接在前坡道支座(10)上，后端铰链连接在后坡道支座(9)上，前坡道支座(10)的一侧固定有翻转臂液缸(11)，翻转臂液缸(11)另一端与坡道固定； 夹紧机构主要由钳体(13)、卡钳液缸(14)和卡钳(12)组成；夹紧机构钳体(13)固定在小伸缩臂(6)的前端；两个卡钳(12)对称铰接在钳体(13)上端固定块上，两个卡钳(12)的尾端连接卡钳液缸(14)的一端，卡钳液缸(14)的另一端铰接在钳体(13)下端外侧的固定块上；钳体(13)的上端有V形槽； 排管架主要由管架梁(18)、管架支腿(19)、滑块液缸(17)、可拆楔块(15)和排架滑块(16)组成；排管架有两排分别在底座总成(5)的两侧；管架梁(18)的一端铰链连接在底座总成(5)的立柱上，管架梁(18)的另一端与管架支腿(19)上的铰链连接；可拆楔块(15)通过圆柱销固定在管架梁(18)前端，排架滑块(16)与滑块液缸(17)杆头铰链连接，滑块液缸(17)固定在底座总成(5)的立柱上。
专利摘要液压钻具输送装置，应用于斜直井钻机接单根输送钻具。由变幅机构、伸缩机构、夹紧机构、坡道翻转机构和排管架组成；变幅机构的底座总成上有主梁，撑杆的一端与底座总成铰链连接，撑杆的另一端与滑块铰链连接，液压缸一端固定在底座总成上，一端与撑杆中部铰链连接；主梁内套有大伸缩臂，大伸缩臂内套有小伸缩臂；主梁上表面有导轨，前坡道支座与后坡道支座连接在主梁的导轨上；排管架有两排分别在底座总成的两侧；效果是该输送装置变幅角度大，伸缩距离远，解决了斜井钻机不断变幅后接单根位置不定等问题，全液压控制，降低了劳动强度。
文档编号E21B19/14GK202510060SQ20122010417
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者刘云海, 刘士岩, 张宁, 李慎奎, 王卫华, 王建伟, 高肈凌 申请人:河北华北石油荣盛机械制造有限公司