一种钻具自动对扣排放装置的制作方法

本实用新型涉及石油钻井设备技术领域，尤其涉及一种钻具自动对扣排放装置。

背景技术：

在石油钻井过程中，需频繁地将方钻杆移动到小鼠洞或大鼠洞，起钻时，将钻具立根从钻台井口移动到立柱盒，下钻时，将立柱盒上的钻具移动到井口等钻具的对扣和排放作业，目前要完成上述这些工作，均是由钻台工人手动操作或借助铁钩等简易工具进行作业，由于钻具重量大、摆动惯性大、钻台面泥浆湿滑等因素，因此，工人进行钻具对扣和排放作业时，存在劳动强度大，操作效率低，安全隐患多等问题。

授权公告号CN 204002643 U公开了一种钻具自动对扣排放装置，包括安装底座，与安装底座固定的工作台，所述工作台上转动连接有回转支撑座，所述回转支撑座内设有回转机构，所述回转支撑座上侧固定设有支撑架，所述支撑架上铰接有通过油缸一驱动的两折铰接臂，所述两折铰接臂在油缸一的驱动下其两折臂可在垂直折起和水平伸直的范围内折叠摆动，所述两折铰接臂末端铰接有连接架，所述连接架上铰接机械手连接臂，所述机械手连接臂另一端连接有机械手，所述机械手的装夹动作通过与机械手连接臂固定的油缸二驱动，利用回转支撑座和回转机构进行控制，这样能够实现360度旋转，但是这样结构转动惯量大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种钻具自动对扣排放装置，解决了现有技术中的钻具对扣不方便，回转转动惯量大的技术问题。

一种钻具自动对扣排放装置，包括安装底座，与安装底座固定的工作台，所述工作台上方安装有涡轮蜗杆装置，所述涡轮蜗杆装置上安装有支撑架，所述支撑架上方铰接有铰接臂，且支撑架上安装有伸缩气缸，所述伸缩气缸的活塞杆与铰接臂连接，所述铰接臂的末端安装有连接架，所述连接架外侧安装有机械手连接臂，所述机械手连接臂另一端连接有机械手，所述机械手的装夹动作通过与机械手连接臂固定的机械手油缸驱动。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步地，所述涡轮蜗杆装置包括涡轮、蜗杆、外壳和液压马达，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，且外壳安装在工作台上，所述第一壳体与第二壳体连通，所述第一壳体为筒状，且第一壳体内部设置有蜗杆，所述第二壳体为盘状，且第二壳体内部设置有涡轮，所述蜗杆与涡轮啮合，所述第二壳体中部开设有通孔，所述涡轮的轮盘上安装有所述支撑架，所述液压马达安装在第一壳体的端部，且液压马达的驱动端与所述蜗杆连接，采用本步的有益效果是通过涡轮蜗杆装置替换现有技术中的回转装置，这样能够最大限度的降低转动惯量。

进一步地，所述蜗杆和涡轮的传动比为31:1，采用本步的有益效果是通过涡轮蜗杆配合，这样提高精度，减少机械臂旋转控制误差，同时涡轮蜗杆能够实现自锁，提高安全性。

进一步地，所述连接架侧面设有铰接座，所述铰接座上安装有连接销轴，所述机械手连接一端与连接销轴铰接，另一端通过螺栓与机械手油缸的缸身外侧连接，所述连接销轴上绕设有扭簧，所述扭簧一端弹性抵靠在连接架侧面，另一端缠绕固定在机械手连接臂上设置的限位轴外周，采用本步的有益效果是利用扭簧可以便于收起机械手。

进一步地，所述铰接座外侧设置有限位台阶，所述机械手连接臂在机械手及机械手油缸的作用下绕连接销轴转动至水平位置时限位轴支撑抵靠在限位台阶上，采用本步的有益效果是这样能够控制机械手连接臂收起和放开的位置。

进一步地，所述工作台内部设置有负载敏感电磁比例阀，所述负载敏感电磁比例阀分别与机械手油缸、液压马达和伸缩油缸连接，采用本步的有益效果是通过负载敏感电磁比例阀对各个油缸进行控制，流量随负载改变，操作稳定。

进一步地，它还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统和负载敏感电磁比例阀连接，采用本步的有益效果是通过PLC控制系统控制负载敏感电磁比例阀，从而控制机械手油缸、液压马达和伸缩油缸的流量，从而实现钻具排放的一键操作。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种对扣排放装置，能够实现遥控器远程操作，进行装置机械手对钻具的抓取和松开、铰接臂的回转、前进和后退等动作，可实现对钻具的自动对扣和全自动排放，由原来工人繁重的体力操作变为机械化操作，从而，降低了工人劳动强度，提高了工作效率，消除了安全隐患，具有显著的经济效益和社会效益；本实用新型通过PLC控制系统，实现钻具排放的一键操作；利用涡轮蜗杆装置实现回转，这样减少转动惯量，提高回转的稳定性，同时本实用新型通过设置一定的传动比，这样能够尽量的提高控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型具体实施例所述的一种钻具自动对扣排放装置收起时的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例所述的一种钻具自动对扣排放装置展开时的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例所述的一种钻具自动对扣排放装置展开时的局部放大图；

图4为本实用新型具体实施例所述的一种钻具自动对扣排放装置的涡轮蜗杆装置结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例所述的一种钻具自动对扣排放装置的液压控制示意图；

附图标记：

1-安装底座；2-工作台；3-涡轮蜗杆装置；4-支撑架；5-铰接臂；6-伸缩油缸；7-连接架；8-机械手连接臂；9-机械手；10-机械手油缸；11-旋转接头；12-铰接座；13-连接销轴；14-扭簧；15-限位轴；16-限位台阶；17-负载敏感电磁比例阀；18-液压控制系统；301-涡轮；302-蜗杆；303-外壳；304-液压马达；305-第一壳体；306-第二壳体；307-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1所示，本实用新型所提供的一种钻具自动对扣排放装置，包括安装底座1，与安装底座1固定的工作台2，所述工作台2上方安装有涡轮蜗杆装置3，所述涡轮蜗杆装置3上安装有支撑架4，所述支撑架4上方铰接有铰接臂5，且支撑架4上安装有伸缩气缸6，所述伸缩气缸6的活塞杆与铰接臂5连接，所述铰接臂5的末端安装有连接架7，所述连接架7外侧安装有机械手连接臂8，所述机械手连接臂8另一端连接有机械手9，所述机械手9的装夹动作通过与机械手连接臂8固定的机械手油缸10驱动。

如图4所示，所述涡轮蜗杆装置3包括涡轮301、蜗杆302、外壳303和液压马达304，所述外壳303包括第一壳体305和第二壳体306，且外壳303安装在工作台2上，所述第一壳体305与第二壳体306连通，所述第一壳体305为筒状，且第一壳体305内部设置有蜗杆302，所述第二壳体306为盘状，且第二壳体306内部设置有涡轮301，所述蜗杆302与涡轮301啮合，所述第二壳体306中部开设有通孔307，所述涡轮301的轮盘上安装有所述支撑架4，支撑架4位于通孔307中，所述液压马达304安装在第一壳体305的端部，且液压马达304的驱动端与所述蜗杆302连接，本实用新型通过涡轮蜗杆装置3替换现有技术中的回转装置，这样能够最大限度的降低转动惯量，液压马达304带动蜗杆302转动时，涡轮301也随之转动，这样就能够带动支撑架4完成旋转，即机械手结构能够完成旋转，便于进行对扣，所述涡轮的轮盘上设置有多个螺栓孔，这样便于安装。

如图2、3所示，所述连接架7侧面设有铰接座12，所述铰接座12上安装有连接销轴13，所述机械手9连接一端与连接销轴13铰接，另一端通过螺栓与机械手油缸10的缸身外侧连接，所述连接销轴13上绕设有扭簧14，所述扭簧14一端弹性抵靠在连接架7侧面，另一端缠绕固定在机械手连接臂8上设置的限位轴15外周，利用扭簧可以便于收起机械手。

如图2所示，所述铰接座12外侧设置有限位台阶16，所述机械手连接臂8在机械手9及机械手油缸10的作用下绕连接销轴13转动至水平位置时限位轴15支撑抵靠在限位台阶16上，这样能够控制机械手连接臂收起和放开的位置。

如图5所示，所述工作台2内部设置有负载敏感电磁比例阀17，所述负载敏感电磁比例阀17分别与机械手油缸10、液压马达304和伸缩油缸6连接，通过负载敏感电磁比例阀对各个油缸进行控制，本实用新型还设置有液压控制系统18，这样通过负载敏感电磁比例阀17能够实现流量随负载改变，操作稳定；本实用新型还设置有旋转接头11，供油管穿过，这样可以防止油路缠绕。

如图1所示，它还包括PLC控制系统18，所述PLC控制系统18和负载敏感电磁比例阀17连接，通过PLC控制系统18控制负载敏感电磁比例阀，从而控制机械手油缸10、液压马达304和伸缩油缸6的流量，从而实现钻具排放的一键操作。

本实用新型通过涡轮蜗杆装置替代现有技术的齿轮回转，这样能够提高控制精度，减少转动惯量。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。