一种链传动式动力猫道提升装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种链传动式动力猫道提升装置，由提升滑车、变角机构、上端链条接头、张紧机构、链条组成：提升滑车自身结构具有对称性，同时也是变角机构的安装载体，变角机构与提升滑车以焊接的方式连接；链条的一端与上端链条接头采用销轴连接，另一端与张紧机构的下端链条接头采用销轴连接，链条对于链轮运动是固定的，充当一种柔性轨道；摆线动力马达是提升装置的核心执行部件，为提升装置提供动力，通过改变摆线动力马达的正反转来控制提升滑车的运移方向，分别实现举升和降落过程；张紧机构调节链条的张紧程度。本实用新型采用链条链轮传动，平均传动比准确，制造和安装精度要求较低，有效改善链条受力状况。摆线液压马达作为动力源，举升和降落过程连续稳定。
【专利说明】一种链传动式动力猫道提升装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及陆地石油钻机的配套设备，特别涉及一种链传动式动力猫道提升
目.0
【背景技术】
[0002]在钻井作业中广泛使用一种钻具运移装置一举升动力猫道，用于钻具在地面与钻机平台间的往复输运。提升装置是举升动力猫道的重要组成部分，提升装置浮动在动力猫道坡道上，采用链条链轮作为传动机构，国家专利ZL201220690240.5动力猫道提升助力装置配合提升装置的提升动力马达动作，协调控制钻具举升槽的空间位置，使举升和降落过程连续平稳。目前，提升装置多采用钢丝绳传动和齿轮一齿条传动:钢丝绳的强度高、连接与转向方便，但钢丝绳是一种弹性体，在重载作用下会产生弹性滑动与间歇性跳动现象，输出动力波动性大，影响传动精度和平稳性。齿轮一齿条传动传动精度高，但齿条的制造成本高，安装精度高。针对这些缺点，本实用新型提供一种链传动式动力猫道提升装置。与钢丝绳传动相比链传动没有打滑和弹性滑动，可保证准确的平均传动比，控制稳定性好；与齿轮一齿条传动相比链传动制造成本和安装精度较低，中心距较大时传动结构简单，结构相对紧凑。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种链传动式动力猫道提升装置。本实用新型的平均传动比准确，传递功率大，传递效率高。
[0004]本实用新型由提升滑车、变角机构、上端链条接头、张紧机构、链条组成；所述的提升滑车自身结构具有对称性，由提升滑车焊接件、提升轮架、提升动力马达、滚子链轮、链导轮组件、提升滑车座轨组成；以提升滑车焊接件为基准，两个提升轮架分别采用高强度螺栓固定连接在提升滑车焊接件上对称分布，提升轮架用来安装提升动力马达以及链导轮组件，提升动力马达是提升装置的核心执行部件，以螺纹连接方式安装在提升轮架上，输出轴直接与滚子链轮相连接，驱动滚子链轮旋转。滚子链轮通过与链条啮合来实现沿链条做平移运动。所述的提升滑车座轨由下滑块组件、侧导块组件、上导块组件组成；与提升滑车焊接件采用螺纹连接，侧导块组件、上导块组件采用塑料材质，提升滑车座轨与坡道钢轨直接接触，起导向与承载作用，确保提升滑车沿坡道作直线平动。所述的变角机构由翻转臂组件、翻转液压缸、翻转侧耳板组成；翻转臂组件为焊接体，翻转液压缸、翻转侧耳板、翻转臂组件之间分别采用销轴铰接，可实现相对旋转，翻转液压缸选用单活塞杆双作用液压缸，采用45#钢材质，内部设置相应缓冲装置，使变角机构柔性传递动力。所述的上端链条接头一端与猫道坡道的上限位板通过螺纹连接，上端链条接头的另一端与链条通过销轴连接实现链条一端位置的固定。所述的张紧机构由下端链条接头、链接头螺母、张紧螺杆、张紧座板、张紧座贴板、碟形弹簧、碟簧铜垫、调整螺母、碟簧螺母、张紧销组成；张紧座板与动力猫道坡道下端的左右下限位板、坡道端钢进行三面焊接，实现张紧机构相对位置的固定即链条另一端位置的固定。张紧机构通过调整螺母在张紧螺杆上的移动实现调节链条张紧程度的作用，减少动载荷冲击。
[0005]本实用新型的工作过程和原理是:
[0006]钻具送入过程:初始状态时钻具举升槽完全置于猫道平台内部，提升滑车位于坡道的下端极限位置，翻转液压缸活塞杆伸出在极限位置。此时仅仅依靠提升滑车的提升牵引力，不能将装载钻具的钻具举升槽顺利提起。首先翻转液压缸活塞杆执行缩回动作，驱动与其连接的翻转臂组件绕着固定铰链点转动，翻转臂组件的另一端与钻具举升槽销轴连接，从而使钻具举升槽的一端抬升一定角度，然后启动提升动力马达，马达正转驱动滚子链轮运转，滚子链轮沿着链条这一柔性轨道进行转动与平动，实现提升滑车沿着坡道向上移动的过程。此时翻转液压缸进出油口封闭，活塞杆位置保持相对位置不变，连接负载与传递动力。提升装置在提升助力装置的配合下将钻具举升槽提升至钻机平台预定位置。张紧机构调节链条松紧度，确保提升滑车平稳移动而使提升过程平稳连续。
[0007]钻具甩出过程:装载钻具的钻具举升槽在钻机平台某个位置送出，提升滑车位于坡道的上端极限位置，翻转液压缸活塞杆保持在钻具送入过程中停留的位置。启动提升动力马达，液压马达反转带动滚子链轮转动传递给提升滑车，提升滑车沿着坡道反向运移，此时变角机构的翻转液压缸活塞杆位置不变。提升装置在提升助力装置的配合下，将钻具举升槽下放到猫道平台，当钻具举升槽与猫道平台平面预留一定角度时，即翻转液压缸活塞杆此时位置达下放极限时，翻转液压缸活塞杆动作伸出，将钻具举升槽完全放置于猫道平台内部。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]1、本实用新型采用链条链轮传动，平均传动比准确，制造和安装精度要求较低；相比一般链传动而言，此传动方式中链条相对滚子链轮固定而充当柔性轨道，链条不受离心力作用，有效改善链条受力状况。
[0010]2、摆线液压马达作为动力源，结构紧凑，输出扭矩稳定，转动惯性小，紧急制动时链条不产生纵向力，举升和降落过程连续稳定。
[0011]3、提升滑车座轨的侧导块组件、上导块组件采用塑料材质，塑料质轻，耐磨性能好；提升滑车自身结构对称，保证与坡道接触的部件所承受的载荷均匀，磨损均匀。
[0012]4、张紧机构的碟形弹簧在链条动载荷的作用下产生相应变形与反作用拉力，缓冲与吸收振动冲击，增加链条柔性。
[0013]5、变角机构的翻转液压缸内设缓冲装置，减缓冲击载荷最提升装置的影响；选用45#钢，力学性能优越，抗拉与屈服强度较高，具有一定的韧性和耐磨性，满足提升装置低速、重载的工况。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0015]图2为本实用新型的提升滑车示意图。
[0016]图3为本实用新型的张紧机构示意图。
[0017]图4为本实用新型的变角机构示意图。
[0018]图5为本实用新型的工作运动简图。
【具体实施方式】
[0019]请参阅图1至图5所示，本实用新型是由提升滑车1、变角机构2、上端链条接头3、张紧机构4、链条5组成；所述的提升滑车I自身结构对称，也是变角2机构的安装载体，由提升滑车焊接件6、提升轮架7、提升动力马达8、滚子链轮9、链导轮组件10、提升滑车座轨11组成；两个提升轮架7采用高强度螺栓对称固定连接在提升滑车焊接件6上，提升动力马达8通过螺纹连接安装在提升轮架6上，提升动力马达8是提升装置的核心执行部件，输出轴直接与滚子链轮9相连接驱动旋转，滚子链轮9通过与链条5啮合来传递动力，沿链条5做平移运动，所述的上端链条接头3 —端与猫道坡道25的上限位板通过螺纹连接，上端链条接头3的另一端与链条5通过销轴连接实现链条一端位置的固定。所述的提升滑车座轨11由下滑块组件、侧导块组件、上导块组件组成；提升滑车座轨11与提升滑车焊接件6采用螺纹连接，提升滑车座轨轨11与坡道25钢轨直接接触，起导向与承载的作用，侧导块组件、上导块组件采用塑料材质。所述的变角机构2由翻转臂组件12、翻转液压缸13、翻转侧耳板14组成；翻转臂组件12为焊接体，翻转液压缸13、翻转侧耳板14、翻转臂组件12之间均采用销轴铰接，实现相对旋转运动，翻转侧耳板14焊接在提升滑车焊接件6侧边，翻转液压缸13选用45#钢材质，内置缓冲装置。所述的张紧机构4由下端链条接头15、链接头螺母16、张紧螺杆17、张紧座板18、张紧座贴板19、碟形弹簧20、碟簧铜垫21、调整螺母22、碟簧螺母23、张紧销24组成；张紧座板18与猫道坡道25的左右下限位板、坡道端钢进行三面焊接，实现张紧机构位置固定即链条5另一端的固定。通过调整螺母22在张紧螺杆17上的移动实现调节链条5的张紧程度，碟形弹簧20缓冲与吸收链条5动载荷振动冲击，增加链条5柔性。以链条为主线基准，链条5 —端与固定的上端链条接头3相连接，通过与滚子链轮9的啮合，通过链导轮组件10的导向张紧，实现与提升滑车I的关联；另一端与固定张紧机构4的下端链条接头15相连接，组成提升装置。
[0020]请参阅图1至图5所示，钻具送入过程:初始状态时钻具举升槽26完全置于猫道平台内部，仅依靠提升滑车I的提升牵引力，不能顺利地将装载钻具的钻具举升槽26提起，首先翻转液压缸13活塞杆缩回，利用有杆腔所提供的推力来驱动翻转臂组件12绕着固定铰链点转动，从而使钻具举升槽26的一端抬升一定角度，然后启动提升动力马达8，马达正转驱动滚子链轮8转动，滚子链轮9通过与固定的链条5啮合传递牵引力，实现提升滑车I沿坡道25向上移动过程。在提升助力装置27的配合下将钻具举升槽26提升至钻机平台预定位置。张紧机构4调节链条的松紧度，，保证滚子链轮9与链条5准确啮合。当提升滑车沿着坡道25运行时，翻转液压缸13进出油口封闭，活塞杆位置不变，此时的变角机构2起着连接负载与传递动力的作用。
[0021]钻具甩出过程:装载着钻具的钻具举升槽26由钻机平台某个位置送出，提升滑车I位于坡道25的上端，翻转液压缸活塞杆保持在钻具送入过程中停留的位置。启动提升动力马达8，液压马达反转带动滚子链轮9反向转动，在张紧机构4的作用下链条不断地张紧，链条5的牵引力通过与滚子链轮9啮合传递给提升滑车1，提升滑车I沿着坡道25的反向运移，在提升助力装置27的配合下，将钻具举升槽26下放回猫道平台，此过程中翻转液压缸活塞杆无动作。当钻具举升槽26与猫道平台水平面达到极限角度时，即翻转液压缸13活塞杆此时行程达下放极限位置时，液压缸活塞杆动作伸出，将钻具举升槽26完全放置于猫道平台内部。
【权利要求】
1.一种链传动式动力猫道提升装置，其特征在于:由提升滑车(1)、变角机构(2)、上端链条接头(3)、张紧机构(4)、链条(5)组成；所述的提升滑车(1)自身结构对称，也是变角(2)机构的安装载体，由提升滑车焊接件(6)、提升轮架(7)、提升动力马达(8)、滚子链轮(9)、链导轮组件(10)、提升滑车座轨(11)组成，两个提升轮架(7)采用高强度螺栓对称固定连接在提升滑车焊接件(6)上，提升动力马达(8)以螺纹连接方式安装在提升轮架(6)上，提升动力马达(8)的输出轴直接与滚子链轮(9)相连接，为其提供动力驱动旋转，滚子链轮(9)与链条(5)通过啮合来传递动力，沿着链条(5)做平移运动，所述的上端链条接头(3)—端与动猫道坡道(25)的上限位板通过螺纹连接固定，上端链条接头(3)的另一端与链条(5)—端采用销轴连接；所述的提升滑车座轨(11)是由下滑块组件、侧导块组件、上导块组件组成，提升滑车座轨(11)螺纹连接在提升滑车焊接件(6)的底部，与坡道(25)钢轨直接接触；所述的变角机构(2)是由翻转臂组件(12)、翻转液压缸(13)、翻转侧耳板(14)组成，翻转臂组件(12)为焊接体，翻转液压缸(13)、翻转侧耳板(14)和翻转臂组件(12)各两者之间均采用销轴铰接，实现相对旋转运动，翻转侧耳板(14)焊接在提升滑车焊接件(6)侧边，内置缓冲装置；所述的张紧机构(4)是由下端链条接头(15)、链接头螺母(16)、张紧螺杆(17)、张紧座板(18)、张紧座贴板(19)、碟形弹簧(20)、碟簧铜垫(21)、调整螺母(22)、碟簧螺母(23)和张紧销(24)组成，以张紧螺杆(17)为载体依次进行安装，下端链条接头(15) —端与张紧螺杆(17)螺纹连接，下端链条接头(15)另一端与链条(5) —端采用销轴连接，张紧座板(18)通过与猫道坡道的左右下限位板、坡道端钢进行三面焊接实现张紧机构的固定，通过调整螺母(22)在张紧螺杆(17)上的移动来调节链条(5)张紧度，碟形弹簧(20)缓冲与吸收链条(5)的动载荷冲击，增加链条(5)柔性，以链条(5)为主线基准，链条(5)—端与固定的上端链条接头(3)相连接，通过与滚子链轮(9)的啮合，通过链导轮组件(10)的导向张紧，实现与提升滑车(1)的关联，链条(5)另一端与张紧机构(4)的下端链条接头(15)相连接，组成提升装置。
2.根据权利要求1所述的一种链传动式动力猫道提升装置，其特征在于:所述侧导块组件、上导块组件的材质为塑料；所述翻转液压缸(13)的材质为45#钢。
【文档编号】E21B19/15GK204238884SQ201420695335
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】李艳娇, 于萍, 孙友宏, 王清岩, 谭志松, 高科 申请人:吉林大学