一种石油修井作业机器人码垛机构的制作方法

本实用新型涉及一种石油修井作业机器人码垛机构，属于石油修井设备技术领域。

背景技术：

在油田生产过程中，常会发生一些油井或设备故障，造成减产甚至停产。为了使油井恢复正常生产，必须采取相应的措施，排除故障。另外，油井的条件发生变化，需要根据新情况采取适当的生产工艺措施，例如，自喷井转抽油井，改变抽油泵下入深度、型号等。这些工作都需修井机设备来完成。原有井口作业机技术背景是每班现场至少要有4-5人组成，其中一人开绞车，井口两人交替操作液压卡瓦及上下油管换吊卡，油管现场人工码垛1-2人，劳动强度大，工作环境恶劣，井口现场安全性差，生产效率低，能耗高，容易造成污染环境。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种石油修井作业机器人码垛机构。

为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种石油修井作业机器人码垛机构，包括底架、立柱、固定导架、移动导架、机械手支架、机械手、固定油管架、侧翼油管架、输送装置和液压控制系统，所述底架底部设有液压支腿，底架的上面设有固定油管架，侧翼油管架铰接在底架两侧、通过液压缸作用可绕铰接轴向上翻转；所述底架后端焊接有垂直设置的立柱，固定导架通过螺栓水平固定在立柱上，在固定导架的下方设有移动导架，移动导架通过齿轮齿条传动可沿固定导架X1向移动；所述移动导架两外侧设有齿条二，其前端设有齿轮二，所述机械手支架为方框形，两内侧设有齿条三，其底端设有齿轮三，机械手支架两侧齿轮三与移动导架两侧的齿条二啮合，机械手支架可沿移动导架X2向移动；机械手支架两侧齿条三与移动导架两侧的齿轮二啮合，机械手支架可沿移动导架Z向移动；所述机械手设置在机械手臂的一端端部，机械手臂的另一端铰接在机械手支架的两侧下方、并可绕铰接轴水平转动；机械手将油管输送到输送装置上。

所述输送装置包括固定导轨和两侧翼导轨，两侧翼导轨分别铰接在固定导轨的两端，所述固定导轨和两侧翼导轨上方设有多组输送辊，固定导轨固定在底架的前端，在底架上设有液压马达，液压马达通过链条传动带动输送辊转动。

所述液压控制系统包括控制移动导架沿固定导架X1向移动的X1液压马达和位移传感器、两个控制机械手支架沿移动导架X2向移动的X2液压马达和位移传感器、两个控制机械手支架沿移动导架Z向移动的Z液压马达和位移传感器、以及控制输送辊的液压马达；PLC+编码器控制液压马达实现定位。

所述固定油管架和侧翼油管架上设有连续排列的U形槽，油管码放在该 U形槽内。

所述立柱与固定导架之间设有斜梁支撑。

所述机械手臂、两侧翼导轨、以及侧翼油管架铰接处分别设有液压缸、并可在液压缸作用下沿铰轴折叠；机械手臂、两侧翼导轨、和侧翼油管架折叠为运输状态。

有益效果：本实用新型结构简单、合理、可靠，自动接收和送出油管，在存储油管的过程中人工辅助放置油管架，码垛机械手自动排油管，设备自动化程度高，不需要操作人员摆放和运输油管，解决了人员劳动强度大、井口现场安全性差、生产效率低、能耗高、操作性差、污染环境等缺陷，同时有多人体力操作型转为1-2人的看管性操作，实现生产过程的自动数控监控。节省了大量的人力、物力，提高节拍时间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意主视图；

图3为本实用新型的结构示意俯视图；

图4为本实用新型输送装置的结构示意图。

图中：1底架、2立柱、3固定导架、4移动导架、5机械手支架、6机械手、7机械手臂、8固定油管架、9侧翼油管架、10输送装置、11固定导轨、 12侧翼导轨、13输送辊、14链条、15油管、16U形槽、17斜梁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。

图1所示为本实用新型的结构示意图。

图2所示为本实用新型的结构示意主视图。

图3所示为本实用新型的结构示意俯视图。

本实用新型包括底架1、立柱2、固定导架3、移动导架4、机械手支架5、机械手6、固定油管架8、侧翼油管架9、输送装置10和液压控制系统。

所述底架1底部设有液压支腿，底架1的上面设有固定油管架8，侧翼油管架9铰接在底架1两侧、通过液压缸作用可绕铰接轴向上翻转。

所述底架1后端焊接有垂直设置的立柱2，固定导架3通过螺栓水平固定在立柱2上，在固定导架3的下方设有移动导架4，移动导架4通过齿轮齿条传动可沿固定导架3X1向移动。

所述移动导架4两外侧设有齿条二，其前端设有齿轮二。

所述机械手支架5为方框形，两内侧设有齿条三，其底端设有齿轮三。

机械手支架5两侧齿轮三与移动导架4两侧的齿条二啮合，机械手支架5 可沿移动导架4X2向移动。

机械手支架5两侧齿条三与移动导架4两侧的齿轮二啮合，机械手支架5 可沿移动导架4Z向移动。

所述机械手6设置在机械手臂7的一端端部，机械手臂7的另一端铰接在机械手支架5的两侧下方、并可绕铰接轴水平转动；机械手6将油管15输送到输送装置10上。

图4所示为本实用新型输送装置的结构示意图。

所述输送装置10包括固定导轨11和两侧翼导轨12，两侧翼导轨12分别铰接在固定导轨11的两端，所述固定导轨11和两侧翼导轨12上方设有多组输送辊13，固定导轨11固定在底架1的前端，在架1上设有电机，电机通过链条传动14带动输送辊13转动。

所述液压控制系统包括控制移动导架4沿固定导架3沿X1向移动的X1 液压马达和位移传感器、两个控制机械手支架5沿移动导架4沿X2向移动的 X2液压马达和位移传感器、两个控制机械手支架5沿移动导架4沿Z向移动的Z液压马达和位移传感器、以及控制输送辊13的液压马达；PLC+编码器控制液压马达实现定位。

所述固定油管架8和侧翼油管架9上设有连续排列的U形槽16，油管15 码放在该U形槽16内。

所述立柱2与固定导架3之间设有斜梁17支撑。

所述底架1底部还设有四只液压缸，可以把底架1升高到工程车底盘上面，方便运输；运输车到达现场安装时，四只液压缸首先伸出着地，液压缸继续升起直至运输车撤出，此时，液压缸回缩，液压支腿伸出，直至液压支腿着地支撑底架1。

本实用新型展开时为工作状态，覆盖范围长5500mm，宽7205mm，高 2490mm。

所述机械手臂7、两侧翼导轨12、以及侧翼油管架9铰接处分别设有液压缸、并可在液压缸作用下沿铰轴折叠；机械手臂7、两侧翼导轨12、和侧翼油管架9折叠时为运输状态；运输状态尺寸为长5040mm，宽2120mm，高 2490mm；整体重量约10900KG。

本实用新型主要作用是存储油管，配合修井主机使用：当主机对油井维修时，需要先把油管从井内起出输送进行码垛，码垛装置通过自动化机械手对接收的油管进行有序排列；完成修井作业后再通过机械手把油管输送给主机完成下放。

作为对本实用新型的拓展使用，其也可以作为独立存储油管使用。

本实用新型结构简单、合理、可靠，自动接收和送出油管，在存储油管的过程中人工辅助放置油管架，码垛机械手自动排油管，设备自动化程度高，不需要操作人员摆放和运输油管，解决了人员劳动强度大、井口现场安全性差、生产效率低、能耗高、操作性差、污染环境等缺陷，同时有多人体力操作型转为1-2人的看管性操作，实现生产过程的自动数控监控。节省了大量的人力、物力，提高节拍时间。

本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。