一种钻具抓持装置的制作方法

本实用新型涉及抓持装置领域，具体涉及一种钻具抓持装置。

背景技术：

目前常见的钻具抓持装置功能较少，不能满足抓持多位置、多管径钻具的远程操作要求，钻具吊送时钻具的固定和拆卸大多需要人工现场完成，劳动强度大，吊送效率低，危险程度高，钻井等密集使用钻具的场合迫切需要一种连接在吊机上的钻具抓持装置，提高钻具抓持过程的安全性和效率。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

本实用新型目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种钻具抓持装置，方便操作，并能提高钻具抓持过程的安全性和效率。

(二)技术方案

一种钻具抓持装置，包括连接件、一号销轴、旋转油缸、一号支座、二号销轴、二号支座、上横梁、调平机构、压紧机构、手抓及钻具；所述连接件通过一号销轴与旋转油缸相连；所述一号支座与旋转油缸下端固接；所述一号支座和所述二号支座通过二号销轴铰接；所述二号支座连接上横梁上平面；所述调平结构固定连接上横梁内侧；所述压紧装置固定连接在调平结构的下缘外侧；所述手抓固定连接在调平结构的下缘内侧；所述钻具卡合在手抓内。

优选的，所述调平机构由U型板、调平液压缸、工字梁、三号支座、限位块组成，所述U型板一端与上横梁固接，另一端伸出上横梁；所述三号支座固定于工字梁的上表面；所述调平液压缸分别与U型板和三号支座铰接。

优选的，所述压紧机构由安装板、限位插销、四号支座、平行四边形机构、压紧液压缸、五号支座、压板、尼龙板组成；所述限位插销设置在安装板上；所述压紧液压缸通过平行四边形机构带动压板垂直向下压紧钻具。

优选的，所述压紧机构的数量有2个，左右完全对称连接调平机构。

优选的，所述手抓包括固定抓、活动抓、三号销轴、手抓液压缸组成；所述固定抓有2个，连接在工字梁上；所述活动抓位于固定抓中间，通过三号销轴与固定抓铰接；所述活动抓下部与手抓液压缸连接。

优选的，所述手抓的数量有2个，左右对称；所述手抓间设置有连接板。

优选的，还包括自控装置；自控装置包括倾度传感器、PLC控制器及电磁换向阀，倾度传感器通过PLC控制器连接电磁阀；所述倾度传感器设置在调平机构上；所述电磁换向阀连接调平液压缸。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种钻具抓持装置，设置旋转机构满足抓取摆放角度不同钻具的需求，通过手抓开合角度及轮廓设计，提升手抓抓持管径范围，并实现一次抓持多根钻具，显著提高抓送效率；通过设置调平、压紧机构，保证钻具抓持过程的安全性。整个钻具抓取过程还可实现钻具的自动调平，实现钻具抓送现场的无人化操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型中调平机构的结构示意图；

图3是本实用新型中压紧机构的结构示意图；

图4是本实用新型中手抓的结构示意图；

图5是本实用新型另一种实施例中自动调平的原理图；

图6是本实用新型抓持多根钻具的原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-连接件，2-一号销轴，3-旋转油缸，4-一号支座，5-二号销轴，6-二号支座，7-上横梁，8-调平机构，9-压紧机构，10-手抓，11-钻具，12-U型板，13-调平液压缸，14-工字梁，15-三号支座，16-倾角传感器，17-限位块，18-安装板，19-限位插销，20-四号支座，21-平行四边形机构，22-压紧液压缸，23-五号支座，24-压板，25-尼龙板，26-一号连接板，27-三号销轴，28-固定抓，29-手抓液压缸，30-活动抓，31-二号连接板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1所示，一种钻具抓持装置，包括连接件1、一号销轴2、旋转油缸3、一号支座4、二号销轴5、二号支座6、上横梁7、调平机构8、压紧机构9、手抓10及钻具11，由上到下依次连接。连接件1下端通过一号销轴2与旋转油缸3上端相连，一号支座4和旋转油缸3下端固定连接，一号支座4和二号支座6通过二号销轴5铰接，二号支座6焊接于上横梁7上平面，调平结构8通过螺钉固定连接上横梁7内侧，压紧装置9通过螺钉固定在调平结构8的下缘外侧；手抓10通过螺钉固定在调平结构8的下缘内侧；钻具11卡合在手抓10内。

使用时，本实用新型可保证二号销轴5轴线与钻具11的轴线垂直。当抓取的钻具11重心位置偏移或受其他外力作用时，二号支座6及其下方机构可绕二号销轴5转动。旋转油缸3可带动手抓10旋转以抓取摆放角度不同的钻具11或将钻具11摆放到所需位置。

参阅图2所示，调平机构8由U型板12、调平液压缸13、工字梁14、三号支座15、限位块17组成，可以实现手抓10的调平。U型板12一端通过螺栓与上横梁7固接，另一端伸出上横梁7，三号支座固定于工字梁14的上表面，调平液压缸13两端耳环分别与U型板12和三号支座15铰接。初始状态下，调平液压缸13处于一半行程位置，此时工字梁14水平，调平机构8左右调平行程相同。当抓持的钻具11不在重心位置导致工字梁14倾斜时，如当工字梁14右边向下倾斜时，手动调节调平液压缸13，回缩一定行程，带动工字梁14相对上横梁7向左移动，直到工字梁7恢复水平。通过调整U型板12的长度和三号支座15的安装位置可以改变调平机构8的调平行程，如当U型板12长度增加时，调平行程随之增加。限位块17用于防止上横梁7和工字梁14脱离。

参阅图3所示，压紧机构9包括左右完全对称的2套结构，每套均由安装板18、限位插销19、四号支座20、平行四边形机构21、压紧液压缸22、五号支座23、压板24、尼龙板25组成，用于吊送过程中将钻具11固定，防止钻具11晃动甚至脱离手抓10。手抓10抓取钻具11后，压紧液压缸22外伸，通过平行四边形机构带动压板24垂直向下移动压紧固定钻具11。根据钻具11外径调整安装板18上限位插销19的插孔位置，可防止钻具11过度被压导致变形。

参阅图4所示，手抓10包括左右对称的2套结构，每套结构均由2个固定抓28、1个活动抓30、三号销轴27、手抓液压缸29组成。固定抓28焊接在工字梁14上，活动抓30位于固定抓28中间，通过三号销轴27与固定抓28铰接。活动抓30下部中间铣出一段缺口，用于和手抓液压缸29活塞杆端耳环连接。当手抓液压缸29外伸时，活动抓30绕三号销轴27转动，手抓10闭合，反之手抓10张开。手抓10间通过连接板连接。具体的，连接板分为一号连接板26、二号连接板31；外侧的固定抓28通过一号连接板26连接、内侧活动抓29通过二号连接板31连接在一起，以提高手抓10整体刚度。

本实用新型的工作流程为：首先根据目标钻具11管径调整限位插销19的插孔位置。吊机通过连接件1连接本实用新型，将本实用新型送至抓取位置后，操作员操控手抓10旋转至合适的抓取角度，手抓液压缸29带动手抓10闭合，将钻具11抓起，压紧机构9随即动作将钻具11压紧固定。若抓持的钻具11重心位置偏移，调节调平机构8工作使钻具11恢复水平。钻具11吊送到所需位置后，操作员操控手抓10旋转至合适的放置角度，压紧机构9松开，手抓液压缸29带动手抓10张开，完成单根钻具抓送过程。

在另外一个实施例中，调平液压缸13的调整还可通过自控实现。参看图5，具体的，一种钻具抓持装置还包括自控装置，自控装置包括倾度传感器16、PLC控制器及电磁换向阀，倾度传感器通过PLC控制器连接电磁换向阀；倾度传感器16设置在调平机构8上，用于检测工字梁14与水平面间的夹角；电磁换向阀(图中未画出)通过管道(图中未画出)连接调平液压缸22；倾度传感器16的型号为SCA120T，PLC控制器的型号为西门子s7-200/300，电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀。初始状态下，调平液压缸22处于一半行程位置，此时工字梁14水平，调平机构8左右调平行程相同。当抓持钻具20不在重心位置导致工字梁14倾斜时，如当工字梁14右边向下倾斜时，倾度传感器16将检测到的工字梁14倾角传递到PLC控制器，PLC控制器自动调整电磁换向阀通路，使调平液压缸22回缩一定行程，带动工字梁14相对上横梁7向左移动，直到工字梁14恢复水平。同理可得工字梁14左边向下倾斜式自动调平原理。

本实用新型的抓持管径范围为：58mm～200mm。当钻具11管径小于80mm时，可一次抓持多根钻具，抓持效果如图6所示。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。