专利名称：钻井平台立根单向排放装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油钻井装备制造技术领域，特别涉及一种用于在实施石油、天然气钻井过程中将立根(或称立杆)由井架中心拉进钻井平台内或由钻井平台内拉至井架中心的钻井平台立根自动单向排放装置。
背景技术：
石油钻井过程中需要频繁的进行立根的拆卸、排放、连接。目前，国内钻台立根的排放一直依靠钻工在钻井平台推和拉的手动操作，特别是在井架二层台的操作。虽然有些平台配备了小型风动绞车，但仅起助力作用，排放依然靠人工，井架工长时间在高空作业，常工作在刮风、下雪等恶劣环境下，工作非常危险且劳动强度大，效率较低。国外一些技术先进国家，在钻井过程中已有采用机械手和控制系统，实现钻井中立根的自动化排放，但基本采用机械手夹持、举升、移动的工作方式，立根的全部重量作用在机械手上，因此，结构复杂、重量大、成本高，且安装时必须对二层台加固，不适合于国内现有陆地钻机使用。国内对二层台立根排放技术的研究才刚刚起步，石油钻机二层台均未使用立根排放装置。
发明内容本实用新型的目的是在不改变国内现有钻机井架和二层台结构的前提下，模仿二层台井架工操作立根的过程，提供一种钻井平台立根单向排放装置，本实用新型克服现有技术的不足，实现立根由井架中心至二层台内或由二层台内至井架中心的自动移动与排放，可广泛应用于现有钻机的自动化改造。为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是包括固定导轨总成、移动导轨总成、机械手总成和驱动机构，其特征在于固定导轨总成由两条平行的前置导轨和后置导轨组成；移动导轨总成是由搭在固定导轨总成上的移动导轨和横向移动滑座组成，其中，横向移动滑座固定在移动导轨与固定导轨的结合部，并与固定导轨形成滑动配合；机械手总成由纵向移动滑座、摆动缸、摆动臂、伸缩导向套、夹紧手指、夹紧缸和伸缩缸组成，其中，纵向移动滑座与移动导轨形成滑动配合，摆动缸固定部分与纵向移动滑座连接，摆动缸活动部分与摆动臂连接，伸缩导向套固定在摆动臂的前端，伸缩缸固定在摆动臂的后部，与伸缩导向套形成伸缩配合，夹紧手指连同夹紧缸固定在伸缩导向套上。驱动机构包括设置在前置导轨上与横向移动滑座联动的驱动机构，设置在左前置导轨和右前置导轨与连接总成移动滑座联动的驱动机构，设置在移动导轨上与纵向移动滑座联动的驱动机构，所述驱动机构包括链条、链轮配合的驱动机构，或者皮带与皮带轮配合的驱动机构，或者液压缸驱动。所述导轨为工字钢结构，与之配合的滑座为燕尾槽结构。在中前置导轨前端设有C型的立根定位结构。本实用新型将立根由井架中心拉进二层台的过程为吊环将立根送至中前置导轨的C型立根定位结构后，伸缩缸伸出，带动伸缩导向套前移，到达设定位置后，夹紧缸伸出带动夹紧手指动作，夹紧立根的上端，自动吊卡松开，吊环回位；摆动缸旋转90度，带动摆动臂旋转90度，立根跟随摆动臂旋转，伸缩缸缩回，带动伸缩导向套后移，立根跟随伸缩导向套后移；移动导轨总成上的主动链轮旋转，带动链条移动，链条带动纵向移动滑座移动，纵向移动滑座带动机械手总成移动，立根跟随机械手总成移动到达设定位置；纵向移动达到设定位置后，连接总成摆动缸动作，带动连接总成摆动臂动作，连接总成摆动臂与连接杆连接，固定导轨总成上的主动链轮旋转，带动链条移动，带动横向移动滑座移动，在两组同步运动的移动滑座牵引下移动导轨总成运动，立根跟随移动导轨总成移动到达设定位置，完成一次立根的排放。将立根由二层台拉至井架中心的过程为上述的逆过程。与现有技术相比，本实用新型具有重量轻、结构简单、操作方便、成本低的特点，模仿目前二层台井架工操作立根的过程，钻井平台立根排放装置仅对立根拨、推或拉，立根重量由钻台承受，二层台受力小；可安装在钻机现有的二层台上，低位安装，随井架整体起升，安装、调式、维修方便；液压系统的流量和压力可调，能适应不同重量、不同速度输送的要求；采用远程控制，避免可高空作业，减轻了工人的劳动强度和危险性。
图1是本实用新型的钻井平台立根排放装置安装在二层台上的侧视图。图2是本实用新型的钻井平台立根排放装置的侧视图。图3是本实用新型的钻井平台立根排放装置中机械手总成的侧视图。其中1_ 二层台；2-钻井平台立根排放装置；3_吊环；4-自动吊卡；5-立根；201-固定导轨总成；202_移动导轨总成；203-机械手总成；20101-从动链轮总成；20102_链条；20103_后置导轨；20104_主动链轮总成；20109-C型的立根定位结构；20110-前置导轨；20201-移动导轨；20202_横向移动滑座；20203_主动链轮总成；20204-链条；20206-从动链轮总成；20301_纵向移动滑座；20302_摆动缸；20303_摆动臂；20304_伸缩导向套；20305_夹紧手指；20306_夹紧缸；20307_伸缩缸。
具体实施方式
现结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步的描述一种钻井平台立根单向排放装置2主要由固定导轨总成201、移动导轨总成202、机械手总成203组成，固定导轨总成201通过螺栓与二层台I连接，移动导轨总成202通过横向移动滑座20202与固定导轨总成201连接，机械手总成203通过纵向移动滑座20301与移动导轨总成202连接。固定导轨总成201由后置导轨20103、前置导轨20110、从动链轮总成20101、主动链轮总成20104、链条20102组成，后置导轨20103、前置导轨20110均为工字钢结构，在两端分别安装有从动链轮总成20101、主动链轮总成20104 ;链条20102安装在从动链轮总成20101与主动链轮总成20104之间，前置导轨20109设计有C型的立根定位结构。移动导轨总成202由移动导轨20201、横向移动滑座20202、主动链轮总成20203、链条20204、从动链轮总成20206组成，移动导轨20201为工字钢结构，在两端安装有从动链轮总成20206、主动链轮总成20203，链条20204安装在从动链轮总成20206与主动链轮总成20203之间，横向移动滑座20202为燕尾槽结构，通过螺栓与链条20102连接。机械手总成203由纵向移动滑座20301、摆动缸20302、摆动臂20303、伸缩导向套20304、夹紧手指20305、夹紧缸20306、伸缩缸20307组成，纵向移动滑座20301为燕尾槽结构，通过螺栓与链条20204连接，摆动缸20302固定部分通过螺栓与纵向移动滑座20301连接，摆动缸20302活动部分通过螺栓与摆动臂20303连接，伸缩导向套20304为口型结构可在摆动臂20303的一端前后移动，夹紧手指20305、夹紧缸20306通过螺栓固定在伸缩导向套20304上，伸缩缸20307通过螺栓固定在摆动臂20303上。。本实用新型可安装在钻机现有的钻井平台或二层台上，低位安装，随井架整体起升，安装就位后，连接好相应的液压与控制管线、启动液压站即可使用。工作原理(以将立根由井架中心拉进二层台右侧为例)吊环将立根送至中前置导轨的C型立根定位结构后，伸缩缸伸出，带动伸缩导向套前移，到达设定位置后，夹紧缸伸出带动夹紧手指动作，夹紧立根的上端，自动吊卡松开，吊环回位，摆动缸旋转90度，带动摆动臂旋转90度，立根跟随摆动臂旋转，伸缩缸缩回，带动伸缩导向套后移，立根跟随伸缩导向套后移，移动导轨总成上的主动链轮旋转，带动链条移动，链条带动纵向移动滑座移动，纵向移动滑座带动机械手总成移动，立根跟随机械手总成移动到达设定位置后，固定导轨总成上的主动链轮旋转，带动链条移动，带动横向移动滑座移动，在两组同步运动的移动滑座牵引下移动导轨总成向右运动，立根跟随移动导轨总成移动到达设定位置，完成一次立根的排放。将立根由二层台拉至井架中心的过程为上述的逆过程。上述实施例给出的驱动机构方式采用链条、链轮配合驱动的方式，借助该方式替换成皮带与皮带轮，或者钢丝绳与钢丝轮等方式具有同样的效果。基于上述实施例，可以在现有控制技术中选择单片机整体控制，或者分控电路单独控制，以实现其自动化作业程度。
权利要求1.钻井平台立根单向排放装置，包括固定导轨总成、移动导轨总成、机械手总成和驱动机构，其特征在于固定导轨总成由两条平行的前置导轨和后置导轨组成；移动导轨总成是由搭在固定导轨总成上的移动导轨和横向移动滑座组成，其中，横向移动滑座固定在移动导轨与固定导轨的结合部，并与固定导轨形成滑动配合；机械手总成由纵向移动滑座、摆动缸、摆动臂、伸缩导向套、夹紧手指、夹紧缸和伸缩缸组成，其中，纵向移动滑座与移动导轨形成滑动配合，摆动缸固定部分与纵向移动滑座连接，摆动缸活动部分与摆动臂连接，伸缩导向套固定在摆动臂的前端，伸缩缸固定在摆动臂的后部，与伸缩导向套形成伸缩配合， 夹紧手指连同夹紧缸固定在伸缩导向套上。
2.根据权利要求1所述的钻井平台立根单向排放装置，其特征在于驱动机构包括设置在前置导轨上与横向移动滑座联动的驱动机构，设置在左前置导轨和右前置导轨与连接总成移动滑座联动的驱动机构，设置在移动导轨上与纵向移动滑座联动的驱动机构，所述驱动机构包括链条、链轮配合的驱动机构，或者皮带与皮带轮配合的驱动机构，或者液压缸驱动。
3.根据权利要求1或2所述的钻井平台立根单向排放装置，其特征在于所述导轨为工字钢结构，与之配合的滑座为燕尾槽结构。
4.根据权利要求1或2所述的钻井平台立根单向排放装置，其特征在于在前置导轨前端设有C型的立根定位结构。
专利摘要本实用新型公开了一种钻井平台立根单向排放装置，由固定导轨总成、移动导轨总成、机械手总成和驱动机构组成。固定导轨总成由两条平行的前置导轨和后置导轨组成；移动导轨总成是由搭在固定导轨总成上的移动导轨和横向移动滑座组成；机械手总成由纵向移动滑座、摆动缸、摆动臂、伸缩导向套、夹紧手指、夹紧缸和伸缩缸组成。本实用新型解决了井架工长时间高空作业产生的问题，具有重量轻，结构简单，操作方便，成本低的特点，可在钻机现有的二层台上低位安装，随井架整体起升，安装、调式、维修方便。
文档编号E21B19/14GK202882798SQ20122050189
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者江正清, 董怀荣, 安庆宝, 李进付, 李琴 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院