不易发生碰撞的管具夹持用机械总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油机械领域，具体涉及不易发生碰撞的管具夹持用机械总成。
【背景技术】
[0002]钻井作业中管具排放技术的发展经历3个阶段，分别为机械化、半自动化和全自动化。经过60年的发展，国外的管具排放技术已经很成熟，形成各种类型的排放系统:水平型、垂直型、水平垂直型和二层台排放系统等。国外有代表性的供应商是美国国民油井华高公司和挪威的MH公司。目前两家公司的技术均主要用于海洋大型钻井平台，部分产品也只用于大型陆地钻井钻机。由于系统笨重和结构复杂，无法在中深井和浅井陆地机使用。为了研发出适合中深井和浅井陆地机使用的系统，提高作业的效率，使系统轻便、紧凑，需要使结构更加的简化、体积质量不断的减小，其中的一个重要方面就是管具夹持装置的设计，如今的夹持装置在夹紧操作的过程中无法自行判断，避免与二层台管牌架和钻台发生碰撞，夹持装置的机械臂容易失稳。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，该种机械总成上设置多种传感器，能够感触到靠近机械爪的管体、重量变化情况以及运动参数情况，避免机械总成与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况。
[0004]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，包括基座、上臂、前臂、机械手和角度传感器，所述上臂一端通过连接销与基座铰接，另一端与前臂铰接，在上臂和机座之间还连接基座油缸和角度传感器，在上臂与前臂的铰接处还设置上臂前臂油缸和角度传感器；所述前臂顶端铰接机械手，在机械手上还安装重力传感器和接触式传感器，在机械手与前臂之间还设置机械手油缸。
[0005]机械手上安装的接触式传感器，用于对管体和机械手之间的相对位置进行检测，同时通过重力传感器感应管体的重力情况后，机械总成实现对管体的快速准确的夹紧或下放操作。同时在基座一侧的铰接处，上臂与前臂的铰接处均设置角位移传感器，随时监控上臂、前臂和机座转动角度位移的变化情况，避免移动角度过大而出现与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况发生，保证操作的安全可靠。
[0006]所述机械手前端固定有钳牙板。方便夹紧管体。
[0007]所述机械手内部设置柱塞油缸。用以为钳牙板提供夹紧操作的动力。
[0008]所述机械手能够在水平面内做360°旋转。方便转动更好的实现夹持操作。
[0009]所述上臂与基座铰接端为弧形结构。使得上臂、基座和基座油缸之间的连接更加紧凑，避免该机械总成在运动的过程中刮伤其它的机械部件。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、机械手上安装的接触式传感器，用于对管体和机械手之间的相对位置进行检测，同时通过重力传感器感应管体的重力情况后，机械总成实现对管体的快速准确的夹紧或下放操作；另外，角位移传感器，随时监控上臂、前臂和机座转动角度位移的变化情况，避免移动角度过大而出现与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况发生，保证操作的安全可靠。
[0011]2、钳牙板的设置，能够更好的实现对管体的夹紧。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
[0013]图中附图标记分别表示为:1、基座；2、基座油缸；3、上臂；4、前臂；5、机械手；6、机械手油缸；7、上臂前臂油缸；8、重力传感器；9、接触式传感器；10、角度传感器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。
[0015]实施例1:
如图1所示，本发明包括基座1、上臂3、前臂4、机械手5和角度传感器10，所述上臂3一端通过连接销与基座I铰接，另一端与前臂4铰接，在上臂3和机座I之间还连接基座油缸2和角度传感器10，在上臂3与前臂4的铰接处还设置上臂前臂油缸7和角度传感器10 ;所述前臂4顶端铰接机械手5，在机械手5上还安装重力传感器8和接触式传感器9，在机械手5与前臂4之间还设置机械手油缸6。
[0016]当有管具靠近机械手时，机械手上安装的接触式传感器，用于对管体和机械手之间的相对位置进行检测，同时通过重力传感器感应管体的重力情况后，机械总成实现对管体的快速准确的夹紧或下放操作。同时在基座一侧的铰接处，上臂与前臂的铰接处均设置角位移传感器，随时监控上臂、前臂和机座转动角度位移的变化情况，避免移动角度过大而出现与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况发生，保证操作的安全可靠。
[0017]实施例2:
本实施例在实施例1的基础上优选如下:所述机械手5前端固定有钳牙板。方便夹紧管体。
[0018]所述机械手5内部设置柱塞油缸。
[0019]所述机械手5能够在水平面内做360°旋转。
[0020]所述上臂3与基座I铰接端为弧形结构。使得上臂、基座和基座油缸之间的连接更加紧凑，避免该机械总成在运动的过程中刮伤其它的机械部件。
[0021]如上所述便可实现该发明。
【主权项】
1.不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于:包括基座(1)、上臂(3)、前臂(4)、机械手(5)和角度传感器(10)，所述上臂(3) —端通过连接销与基座(I)铰接，另一端与前臂(4)铰接，在上臂(3)和机座(I)之间还连接基座油缸(2)和角度传感器(10)，在上臂(3)与前臂(4)的铰接处还设置上臂前臂油缸(7)和角度传感器(10);所述前臂(4)顶端铰接机械手(5)，在机械手(5)上还安装重力传感器(8)和接触式传感器(9)，在机械手(5)与前臂(4)之间还设置机械手油缸(6)。2.根据权利要求1所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于:所述机械手(5)前端固定有钳牙板。3.根据权利要求2所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于:所述机械手(5)内部设置柱塞油缸。4.根据权利要求2所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于:所述机械手(5)能够在水平面内做360°旋转。5.根据权利要求1所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于:所述上臂(3 )与基座(I)铰接端为弧形结构。
【专利摘要】本发明公开了不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，包括基座、上臂、前臂、机械手和角度传感器，所述上臂一端通过连接销与基座铰接，另一端与前臂铰接，在上臂和机座之间还连接基座油缸和角度传感器，在上臂与前臂的铰接处还设置上臂前臂油缸和角度传感器；所述前臂顶端铰接机械手，在机械手上还安装重力传感器和接触式传感器，在机械手与前臂之间还设置机械手油缸。本发明通过上述设计，该种机械总成上设置多种传感器，能够感触到靠近机械爪的管体、重量变化情况以及运动参数情况，避免机械总成与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况。
【IPC分类】E21B19/14, B25J19/06
【公开号】CN104929540
【申请号】CN201510273489
【发明人】周斌
【申请人】成都高普石油工程技术有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月26日