一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置的制作方法

本实用新型涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置。

背景技术：

油田的井下作业修井作业过程，是对油井进行维修或者油井大修的作业过程，劳动强度大，作业施工条件艰苦，安全作业的系数低，很容易造成人员的伤亡事故，因此，研究修井作业自动化非常必要。

在修井作业施工中一项重要的工作，就是对井下提出进口的油管或油杆进行拆卸脱离或安装锁紧，目前对油管或油杆的拆卸和安装是通过将油管或油杆吊起，然后通过扳手对其进行转动拆卸或安装，效率低，其易造成人员伤害。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置，主要目的在于提高油管或油杆安装和卸载的效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置，包括:支座、定位机构、夹紧机构、冲扣机构、卸紧扣机构和控制系统；

所述定位机构设置在所述支座上，用于支撑待卸载或锁紧管杆下端的管箍；

所述定位机构包括：卡接部一、卡接部二和定位驱动构件；

所述卡接部一能够滑动地设置在所述支座上；

所述卡接部二能够滑动地设置在所述支座上；

所述卡接部一和所述卡接部二能够滑动地相互靠近，能够卡设在管箍下方，并支撑管箍；

所述定位驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述卡接部一和所述卡接部二在所述支座上相对滑动；

所述夹紧机构设置在所述支座上，位于所述定位机构的上方，用于夹紧待卸载或锁紧管杆下端的管箍；

所述夹紧机构包括：夹紧构件一、夹紧构件二和夹紧驱动构件；

所述夹紧构件一能够滑动地设置在所述支座上；

所述夹紧构件二能够滑动地设置在所述支座上；

所述夹紧驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述夹紧构件一和所述夹紧构件二相对滑动，夹紧并限定管箍；

所述冲扣机构设置在所述支座上，位于所述夹紧机构的上方，用于夹紧并转动待卸载或锁紧的管杆；

所述冲扣机构包括：锁紧构件和冲扣驱动构件；

所述锁紧构件设置在所述支座上，用于锁紧待卸载或锁紧在管杆；

所述冲扣驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述锁紧构件转动；

所述卸紧扣机构设置在所述支座上，位于所述冲扣机构的上方，用于夹在待卸载或锁紧管杆的表面，并转动被夹紧的管杆；

所述卸紧扣机构包括：卸紧扣支架、滚轮和卸紧扣驱动构件；

所述卸紧扣支架铰接在所述支座上，能够在所述支座上摆动；

所述滚轮能够转动地设置在所述卸紧扣支架上；所述滚轮能够被驱动转动；

所述卸紧扣支架摆动将所述滚轮压在待卸载或锁紧管杆的表面或摆动将所述滚轮带离待卸载或锁紧管杆的表面；

所述卸紧扣驱动构件设置在所述支座上，用于驱动所述卸紧扣支架摆动；

所述控制系统设置在所述支座上，用于控制所述定位机构、所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构的动作。

进一步地，所述锁紧构件包括：锁紧支架和锁紧组件；

所述锁紧支架能够转动地设置在所述支座上；

所述支座上设置有圆弧轨道；

所述锁紧支架上固定设置有与所述圆弧轨道匹配的滑动构件；所述滑动构件能够沿所述圆弧轨道转动，带动所述锁紧支架转动。

进一步地，所述锁紧组件为两个；两个锁紧组件对称设置；

所述锁紧组件包括：锁紧油缸和锁紧压头；

所述锁紧油缸固定地设置在所述支座上；

所述锁紧压头铰接在所述锁紧油缸的活塞杆上；

所述锁紧油缸推动所述锁紧压头相对移动；两个所述锁紧压头相互靠近，锁紧待卸载或锁紧管杆；两个所述锁紧压头相互远离，松开待卸载或锁紧管杆。

进一步地，所述冲扣驱动构件包括：第一冲扣油缸和第二冲扣油缸；

所述第一冲扣油缸的一端与所述支座铰接，另一端与所述锁紧支架铰接；

所述第二冲扣油缸的一端与所述支座铰接，另一端与所述锁紧支架铰接；

所述第一冲扣油缸和所述第二冲扣油缸对称设置；

所述第一冲扣油缸和所述第二冲扣油缸协调动作，推动所述锁紧支架沿所述圆弧轨道转动。

进一步地，所述锁紧压头包括：第一压紧面和第二压紧面；

所述第一压紧面竖直设置；所述第二压紧面竖直设置；

所述第一压紧面与所述第二压紧面的夹角为钝角；

所述第一压紧面设置有锁紧咬合构件一；所述锁紧咬合构件一能够拆卸地设置在所述第一压紧面上；

所述第二压紧面设置有锁紧咬合构件二；所述锁紧咬合构件二能够拆卸地设置在所述第二压紧面上；

所述锁紧咬合构件一的内侧具有咬合齿；

所述锁紧咬合构件二的内侧具有咬合齿。

进一步地，所述夹紧构件一上靠近所述夹紧构件二的一端设置有压合构件一；所述压合构件一竖直设置；

所述压合构件一为两个；两个所述压合构件一的夹角为钝角；

所述夹紧构件二上靠近所述夹紧构件一的一端设置有压合构件二；所述压合构件而竖直设置；

所述压合构件二为两个；两个所述压合构件二的夹角为钝角；

所述压合构件一的内侧为锯齿结构；

所述压合构件二的内侧为锯齿结构。

进一步地，所述支座上具有活动支架；

所述活动支架能够滑动地设置在所述支座上；所述活动支架能够想到支座横向滑动；

所述活动支架用于连接和支撑所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构；

所述活动支架与所述支座之间设置有支架油缸；所述支架油缸伸缩，推动所述活动支架相对所述支座滑动，以使所述夹紧机构、所述冲扣机构和所述卸紧扣机构靠近或远离被所述定位机构限制的管杆。

进一步地，所述定位机构上设置有行程开关；用于检测管杆下端的管箍的位置。

进一步地，还包括：扶管机械手；

所述扶管机械手设置在所述卸紧扣机构的上方，以限制待卸载或紧固的管杆摆动。

进一步地，所述扶管机械手通过扶管机械臂连接在所述支座上；

所述扶管机械臂的下端铰接在所述支座上；所述扶管机械手固定地设置在所述扶管机械臂的上部；

所述扶管机械臂与所述支座之间连接有扶管油缸；

所述扶管油缸伸缩，驱动所述扶管机械臂相对所述支座摆动。

借由上述技术方案，本实用新型用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置至少具有下列优点：

能够提高油管或油杆安装和卸载的效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置的立体示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置的主视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置的左视示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置的俯视示意图。

图中所示：

1为支座，1-1为活动支架，1-2为支架油缸，2为定位机构，2-1为卡接部一，2-2为卡接部二，2-3为定位驱动构件，3为夹紧机构，3-1为夹紧构件一，3-2为夹紧构件二，3-3为夹紧驱动构件，3-4为压合构件二，4为冲扣机构，4-1为锁紧支架，4-2为锁紧组件，4-3为锁紧压头，4-4为锁紧油缸，4-5为冲扣驱动构件，5为卸紧扣机构，5-1为滚轮，5-2为卸紧扣支架，5-3为卸紧扣驱动构件，6为扶管机械手，7为扶管机械臂，8为控制系统，9为扶管油缸。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1至图4所示，本实用新型的一个实施例提出的一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置，包括:支座1、定位机构2、夹紧机构3、冲扣机构4、卸紧扣机构5和控制系统8；支座1为框架结构；支座1用于支撑其它部件。

定位机构2设置在支座1上，用于支撑待卸载或锁紧管杆下端的管箍；在管杆被拉高至一定位置后，管杆下端的管箍会通过定位机构2；当管箍通过定位机构2后，定位机构2向内运动合拢，在管箍的下端支撑管箍；或者定位机构2卡在管箍下放到另一管杆上，同样可以支撑管箍；要说明的是，管箍的外径较管杆的外径大，管箍用于管杆之间的连接。

定位机构2包括：卡接部一2-1、卡接部二2-2和定位驱动构件2-3；卡接部一2-1能够滑动地设置在支座1上；本实施例优选卡接部一2-1的上端为平面状；卡接部二2-2能够滑动地设置在支座1上；本实施例优选卡接部二2-2的上端为平面状；卡接部一2-1和卡接部二2-2能够滑动地相互靠近，能够卡设在管箍下方，并支撑管箍；卡接部一2-1和卡接部二2-2靠近后，形成中部为圆孔结构，该圆孔结构能够容纳管杆通过，管箍不能通过，以在管箍被提升至定位机构2上方后，防止管箍下落。定位驱动构件2-3设置在支座1上，用于驱动卡接部一2-1和卡接部二2-2在支座1上相对滑动；定位驱动构件2-3优选为液压油缸，方便控制，驱动可靠。

夹紧机构3设置在支座1上，位于定位机构2的上方，用于夹紧待卸载或锁紧管杆下端的管箍，防止管箍转动；以在冲扣机构4和卸紧扣机构5在转动管杆时，能够保证管箍不转，防止管箍下方的管杆松动。夹紧机构3包括：夹紧构件一3-1、夹紧构件二3-2和夹紧驱动构件3-3；夹紧构件一3-1能够滑动地设置在支座1上；夹紧构件二3-2能够滑动地设置在支座1上；夹紧驱动构件3-3设置在支座1上，用于驱动夹紧构件一3-1和夹紧构件二3-2相对滑动，夹紧并限定管箍；本实施例优选，夹紧构件一3-1上靠近夹紧构件二3-2的一端设置有压合构件一；压合构件一竖直设置；压合构件一为两个；两个压合构件一的夹角为钝角；夹紧构件二3-2上靠近夹紧构件一3-1的一端设置有压合构件二3-4；压合构件而竖直设置；压合构件二3-4为两个；两个压合构件二3-4的夹角为钝角；在夹紧构件一3-1和夹紧构件二3-2对管杆进行夹紧时，两个压合构件一和两个压合构件二3-4从四个方向同时对管杆进行挤压夹紧。压合构件一的内侧为锯齿结构；压合构件二3-4的内侧为锯齿结构，使压合构件一和压合构件二3-4能够可靠地压在管杆上，避免管杆滑动。

冲扣机构4设置在支座1上，位于夹紧机构3的上方，用于夹紧并转动待卸载或锁紧的管杆；在夹紧机构3将管箍固定后，通过冲扣机构4对管杆进行转动，以给管杆提供较大的扭矩；管杆从管箍上卸载时，起始状态连接较紧，需要通过较大的扭矩来转动管杆，通过冲扣机构4给予管杆较大的扭矩。

冲扣机构4包括：锁紧构件和冲扣驱动构件4-5；锁紧构件设置在支座1上，用于锁紧待卸载或锁紧管杆；冲扣驱动构件4-5设置在支座1上，用于驱动锁紧构件转动；冲扣驱动构件4-5优选为液压油缸。

卸紧扣机构5设置在支座1上，位于冲扣机构4的上方，用于夹在待卸载或锁紧管杆的表面，并转动被夹紧的管杆；卸紧扣机构5包括：卸紧扣支架5-2、滚轮5-1和卸紧扣驱动构件5-3；卸紧扣支架5-2铰接在支座1上，能够在支座1上摆动；以将滚轮5-1摆向管杆或者将滚轮5-1摆动与管杆分离；滚轮5-1能够转动地设置在卸紧扣支架5-2上；滚轮5-1能够被驱动转动；滚轮5-1被液压马达驱动转动；滚轮5-1的旋转轴与管杆的轴向平行；在滚轮5-1压在管杆表面旋转时，带动管杆转动，提高了管杆的卸载和锁紧效率。本实施例优选滚轮5-1的表面具有滚花或其它凹凸纹理，以增加滚轮5-1与管杆表面的摩擦力。

卸紧扣支架5-2摆动将滚轮5-1压在待卸载或锁紧管杆的表面或摆动将滚轮5-1带离待卸载或锁紧管杆的表面；卸紧扣驱动构件5-3设置在支座1上，用于驱动卸紧扣支架5-2摆动；优选卸紧扣驱动构件5-3为液压油缸。

控制系统8设置在支座1上，用于控制定位机构2、夹紧机构3、冲扣机构4和卸紧扣机构5的动作。控制系统8可以采集行程开关等数据，并根据设定的程序控制定位机构2、夹紧机构3、冲扣机构4和卸紧扣机构5的动作。

本实用新型的一个实施例提出的一种用于油田修井作业的管杆自动紧卸扣装置，能够提高油管或油杆安装和卸载的效率。

作为上述实施例的优选，锁紧构件包括：锁紧支架4-1和锁紧组件4-2；锁紧支架4-1能够转动地设置在支座1上；支座1上设置有圆弧轨道；圆弧轨道用于限定滑动构件的滑动方向；锁紧支架4-1上固定设置有与圆弧轨道匹配的滑动构件；滑动构件能够沿圆弧轨道转动，带动锁紧支架4-1转动。本实施例优选圆弧导轨为圆弧状的槽孔；滑动构件为销轴结构；销轴结构为多个，以与圆弧导轨匹配，在圆弧导轨上滑动。使锁紧支架4-1处于以一个中心转动，以在锁紧组件4-2锁紧管杆后，能够以管杆为中心转动，本结构能够给管杆提供较大的扭矩。

作为上述实施例的优选，锁紧组件4-2为两个；两个锁紧组件4-2对称设置；以从两端对管杆进行锁紧；锁紧组件4-2包括：锁紧油缸4-4和锁紧压头4-3；锁紧油缸4-4固定地设置在支座1上；锁紧压头4-3铰接在锁紧油缸4-4的活塞杆上；锁紧油缸4-4推动锁紧压头4-3相对移动；两个锁紧压头4-3相互靠近，锁紧待卸载或锁紧的管杆；两个锁紧压头4-3相互远离，松开待卸载或锁紧的管杆，通过锁紧油缸4-4控制锁紧压头4-3，方便通过液压阀控制锁紧力度，且锁紧可靠。

作为上述实施例的优选，冲扣驱动构件4-5包括：第一冲扣油缸和第二冲扣油缸；第一冲扣油缸的一端与支座1铰接，另一端与锁紧支架4-1铰接；第二冲扣油缸的一端与支座1铰接，另一端与锁紧支架4-1铰接；第一冲扣油缸和第二冲扣油缸对称设置；第一冲扣油缸和第二冲扣油缸协调动作，推动锁紧支架4-1沿圆弧轨道转动。通过第一冲扣油缸和第二冲扣油缸同时动作，能够给锁紧支架4-1提供较大的扭矩，且能够平衡锁紧支架4-1的受力，在锁紧支架4-1的两端同时对锁紧支架4-1形成支撑，提供该机构的可靠性。

作为上述实施例的优选，锁紧压头4-3包括：第一压紧面和第二压紧面；第一压紧面竖直设置；第二压紧面竖直设置；第一压紧面与第二压紧面的夹角为钝角；第一压紧面设置有锁紧咬合构件一；锁紧咬合构件一能够拆卸地设置在第一压紧面上；本实施例优选锁紧咬合构件一通过紧固件锁紧在第一压紧面上。第二压紧面设置有锁紧咬合构件二；锁紧咬合构件二能够拆卸地设置在第二压紧面上；本实施例优选锁紧咬合构件二通过紧固件连接在第二压紧面上；以方便拆卸和维护。

锁紧咬合构件一的内侧具有咬合齿，以增加与管杆的摩擦力；

锁紧咬合构件二的内侧具有咬合齿，以增加与管杆的摩擦力。

作为上述实施例的优选，支座1上具有活动支架1-1；活动支架1-1能够滑动地设置在支座1上；活动支架1-1能够相对支座1横向滑动；活动支架1-1用于连接和支撑夹紧机构3、冲扣机构4和卸紧扣机构5；活动支架1-1与支座1之间设置有支架油缸1-2；支架油缸1-2伸缩，推动活动支架1-1相对支座1滑动，以使夹紧机构3、冲扣机构4和卸紧扣机构5靠近或远离被定位机构2限制的管杆，以在管杆被定位机构2和扶管机械手6限定后对管杆进行操作，以防止管杆摆动，造成损伤。

作为上述实施例的优选，定位机构2上设置有行程开关；用于检测管杆下端的管箍的位置。管箍的直径较大，在管杆被提升时，直径较大的管箍触碰到定位机构2上行程开关，行程开关会传送信号给控制系统8，控制系统8可以控制定位机构2移动，支撑在管箍的下端。

作为上述实施例的优选，还包括：扶管机械手6；扶管机械手6设置在卸紧扣机构5的上方，以限制待卸载或紧固的管杆摆动。扶管机械手6套设在管杆上，使管杆能够延伸向定位机构2，减少管杆摆动，防止损伤设备，且可以提高操作效率。

作为上述实施例的优选，扶管机械手6通过扶管机械臂7连接在支座1上；扶管机械臂7的下端铰接在支座1上；扶管机械手6固定地设置在扶管机械臂7的上部；扶管机械臂7与支座1之间连接有扶管油缸9；扶管油缸9伸缩，驱动扶管机械臂7相对支座1摆动，以使扶管机械手6通过扶管机械臂7折叠向支座1，降低设备的整体高度，便于运输。

进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。