一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳的制作方法

本发明属于石油钻井装备技术领域，特别是涉及一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳。

背景技术：

目前，国内大部分的钻机在钻柱输送、建立根、钻柱排放等处理钻具的方式上仍旧停留在人力作业的模式上，主要依靠钻台面与二层台的钻井工人来进行操作，这种由人负责的钻具处理方式存在很大的弊端：作业需要多人配合，作业人员劳动强度大、危险性高、作业效率低、易发生人身伤亡事故。因此，随着石油钻机自动化技术的发展，一些先进的自动化装备已越来越多的被用于代替人工操作，相比之下，自动化钻井工具具备方便、智能、安全、快捷等优点，已逐渐的成为现代自动化钻机的标配。

扶持钳作为钻台机械手和二层台机械手等自动化工具的重要组成部分，在处理管柱时，直接参与钻杆的处理动作，其功能动作的效果直接影响并决定了整个机械手处理钻具的功能和效果。但是，纵观目前国内油田使用的钻台面机械手和二层台机械手的扶持钳，存在类型繁多，形式多样，结构复杂，动作功能单一等缺点，并不能很好的实现钻井现场的管柱处理的要求，而且效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳，解决现在扶持钳，存在油现场处理管柱的能力较差以及效率较低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳，包括架体，所述架体内设置有第一往复驱动机构，机架的上侧绞接有上夹持部，机架的下侧绞接有下夹持部；所述上夹持部包含过渡连杆，所述过渡连杆固定在所述第一往复驱动机构的驱动端上，过渡连杆的两端分别绞接有第一连杆，每个所述第一连杆上均绞接有三角板，每个所述三角板均绞接在架体上，每个所述三角板上绞接有嵌体，每个所述嵌体上绞接有第二连杆，每个所述第二连杆均绞接架体上，每个所述嵌体的内侧沿均设置有夹持钳头和挡环，并且上夹持部中的两个挡环呈上下分布；所述下夹持部的结构与所述上夹持部的结构相同并与上夹持部共用一对嵌体和夹持钳头。

本发明的技术方案，还具有以下特点：

所述第一连杆上设置有限位板，所述限位板位于架体的内侧。

所述嵌体上设置有扶持钳头和第二往复驱动机构，嵌体上绞接有锁舌，所述锁舌与第二往复驱动机构的驱动端相绞接。

所述第一往复驱动机构为伸缩油缸。

所述第二往复驱动机构为舌锁气缸。

本发明的有益效果是：本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳，具有以下优点：(1)复合功能，作用范围广，本发明的扶持钳经过不同零部件之间的组合使用，可分别完成对钻机管柱的夹持功能和推扶功能，而这两种功能在钻机钻台面和二层台处理钻机管住时几乎涵盖了所有的管柱处理动作，这就极大地提高了本发明的扶持钳的钻杆处理能力和作用范围；(2)多种模式，使用灵活。本发明的扶持钳设置了夹持和推扶两种工作模式，根据现场实际工况，合理选择扶持钳的工作模式，可有效提高扶持钳处理管柱的能力，提高工作效率；(3)可靠性高，成本低。与常规的多个油缸或者气缸的扶持钳相比较，本发明的存在以下优点：当处于夹持模式时，扶持钳在结构上除一个伸缩油缸为外购件外，其余结构全部为机械结构，减少了外购件数量，减少了维护点，降低了产品成本，有效提高了产品的可靠性；(4)结构简单，方便维护。本发明的扶持钳包括的连杆、嵌体、锁舌等零部件，原理简单，结构简洁，润滑点少，易于日常的维护和更换零部件；(5)适应性好。本发明的扶持钳包括的连杆、嵌体、锁舌等零部件，结构简单，易于维护，降低了维护成本和维护工作量，提高了产品的环境适应性和可维修性。。

附图说明

图1是本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明的是本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳在夹持管柱时的示意图；

图4是本发明的是本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳在扶持管柱(锁舌关闭)时的示意图；

图5是本发明的是本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳在扶持管柱(锁舌打开)时的示意图。

图中，1.第一往复驱动机构，2.机架，3.第一连杆，4.三角板，5.第二连杆，6.嵌体，7.夹持钳头，8.挡环，9.销轴，10.调节螺母，11.过渡连杆，12.限位板，13.耳板，14.管柱，15.同步轮，16.扶持钳头，17.锁舌，18.第二往复驱动机构。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳，包括架体2，架体2内设置有第一往复驱动机构1，机架2的上侧通过销轴9绞接有上夹持部，机架2的下侧通过销轴9绞接有下夹持部；上夹持部包含过渡连杆11，过渡连杆11通过调节螺母10固定在第一往复驱动机构1的驱动端上，过渡连杆11的两端分别通过销轴9绞接有第一连杆3，每个第一连杆3上均通过销轴9绞接有三角板4，每个三角板4均通过销轴9绞接在架体2上，每个三角板4上通过销轴9绞接有嵌体6，每个嵌体6上通过销轴9绞接有第二连杆5，每个第二连杆5均通过销轴9绞接在架体2上，每个嵌体2的内侧沿均设置有夹持钳头7和挡环8，并且上夹持部中的两个挡环8呈上下分布；下夹持部的结构与上夹持部的结构相同并与上夹持部共用一对嵌体6和夹持钳头7。

如图3所示，当现场需要扶持钳完成对管柱14的夹持功能，进行夹持、悬空、移动等动作时，先将管柱14放置在两个嵌体6之间，然后启动第一往复驱动机构1，第一往复驱动机构1的伸缩端伸出，将带动由第一连杆3、三角板4和第二连杆5组成的连杆机构驱使一对夹持钳头7和挡环8抱紧，完成对管柱14的夹持。当松开管柱14时，先使第一往复驱动机构1收缩，第一往复驱动机构1的伸缩端收回，将带动由第一连杆3、三角板4和第二连杆5组成的连杆机构驱使一对夹持钳头7和挡环8松开，释放出管柱14。两个挡环8在空间位置上两者处于上、下相互错开的状态，确保夹持钳张开与闭合时两者不干涉。

如图2所示，本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳中，第一连杆3上设置有限位板12，限位板12位于架体2的内侧。

架体2可通过耳板13进行固定，限位板12可以对扶持钳的最大夹持范围起到一个机械限位作用，防止运动超限对扶持钳的结构造成损伤。

如图2所示，本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳中，嵌体6上设置有扶持钳头16和第二往复驱动机构18，嵌体6上绞接有锁舌17，锁舌17与第二往复驱动机构18的驱动端相绞接。

如图5所示，当现场需要扶持钳完成对管柱14的推扶功能，进行推扶、缓冲、微移等动作时，先确保第一往复驱动机构3的驱动端处于回收状态，然后再使两个第二往复机构18运动，其驱动端将带动一对锁舌17抱紧管柱14，并于一对挡环8配合确保可对管柱14实施推扶、缓冲、微移等动作。根据现场实际工况，合理选择扶持钳工作模式，可有效提高扶持钳处理钻机管柱的能力，提高工作效率。完成相应动作时，先使第二往复机构18的驱动端回收，然后取出管柱14即可。

如图2所示，本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳中，第一往复驱动机构1优选为伸缩油缸。

如图2所示，本发明的一种具备复合功能的钻机管柱处理机械手扶持钳中，第二往复驱动机构18优选为舌锁气缸。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。