[发明专利]一种管子握持机构及自动排放管装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及石油钻采设备技术领域，具体地说，涉及一种管子握持机构，以及设置有该管子握持机构的自动排放管装置。

背景技术

井口自动化装备是石油行业重要的组成部分，自动化、无人化是石油钻采装备的发展方向。

自动排放管装置(也称排管机械手)是一种井口自动化装备，其主要功能是握持钻杆或油管进行移动，以将钻杆或油管在井口与排管架之间运动。

自动排放管装置一般包括机械臂和排管架(俗称二层台)，排管架通常树立在油井旁，排管架上形成许多用于竖直放置油管或钻杆的位置，机械臂活动设置在排管架上；当需要将油管或钻杆放置在排管架上时，机械臂夹住油管或钻杆，然后在控制器的控制下将油管或钻杆放置于排管架上的预定位置；当需要从排管架上取出油管或钻杆时，机械臂运动至适当位置并通过管子握持机构夹住油管或钻杆，然后将其带动至预定位置。

管子握持机构(也称爪手)是握持管子的直接作用件，一般位于多自由度运动的机械臂的末端。当前爪手的主要形式是爪子以平行于管子的轴转动并夹持和放松，即爪子的转动中心线与管子上下方向的轴线平行，爪子在张开的过程中，势必要在空间上向管子两侧方向扩张，这种方式导致在作业时爪子将占用较大空间，不利于爪手在狭窄空间运动，在爪手两侧方向一定区域内不能设置其他任何部件，否则它们将会与爪手之间相互干涉，影响爪手的正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管子握持机构，可解决现有技术作业时占用空间大、狭窄空间运动不方便的缺陷。

本发明的管子握持机构，包括底座和可转动地设置在所述底座上的至少二个弯曲杆，各所述弯曲杆连接驱动部，各所述弯曲杆包括凹部和凸部，握持作业时各所述弯曲杆的凹部朝内。

进一步地，所述弯曲杆的数量为二个，分别设置于所述底座的左部和右部。

进一步地，所述驱动部包括马达，所述马达连接螺杆，所述螺杆上设置有螺母，所述螺母沿所述螺杆的轴向移动，所述螺母和所述弯曲杆连接。

进一步地，所述弯曲杆上固定有连杆，所述螺母与所述连杆铰接。

进一步地，所述驱动部包括马达，所述马达连接第一齿轮，各所述弯曲杆上固定有第二齿轮，其中一个所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

进一步地，另外的所述第二齿轮与所述第一齿轮之间还设置有中间齿轮。

本发明的另一个方面，还提供一种自动排放管装置，包括排管架和设置于所述排管架上的机械臂，所述机械臂设置有前述任一项的管子握持机构。

进一步地，所述机械臂包括机架、主臂、辅臂和拉杆，所述主臂与拉杆的一端均铰接在机架上，所述主臂与拉杆的另一端均与辅臂的第一端铰接，所述机架、主臂、辅臂和拉杆构成平行四边形机构，所述管子握持机构设置于辅臂的第二端上。

进一步地，所述机架包括固定支座和可相对于所述固定支座转动的回转支座，所述主臂与拉杆设置于所述回转支座上，所述排管架上设置有滑道，所述固定支座可沿所述滑道滑动。

进一步地，所述主臂连接第一减速器，所述第一减速器连接第一电机；所述回转支座连接第二减速器，所述第二减速器连接第二电机。

本发明的管子握持机构及自动排放管装置，包括至少二个可转动的弯曲杆，各弯曲杆包括凹部和凸部，握持作业时各所述弯曲杆的凹部朝内。本发明在弯曲杆的凹部转出时，有较大的开口，便于管子进入，而在凹部朝内时，可以稳定地将管子握持在中间，工作可靠，操作简单。

此外，本发明的管子握持机构体积小、结构紧凑，而且在弯曲杆转动的过程中，占用空间极小，尤其适合狭窄空间作业，对管子握持机构两侧区域的空间量要求极小，相对于现有技术采用两侧张开收回的方式而言，极大地降低了机构动作时的活动空间，因而也便于在相应区域进行部件布置，提高了设备的设计灵活性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例的管子握持机构在握持作业时的结构示意图；

图2是图1所示状态中驱动部分的结构示意图；

图3是图1所示实施例在松开作业时的结构示意图；

图4是图3所示状态中驱动部分的结构示意图；

图5是本发明另一实施例的管子握持机构的结构示意图；

图6是本发明另一实施例的驱动部分的结构示意图；

图7是本发明一实施例的自动排放管装置的结构示意图。

附图标记说明：