[实用新型]新型陆地钻机用二层台排管系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型陆地钻机用二层台排管系统，属石油钻采设备技术领域。

背景技术

我国现有钻井作业中，起下一柱立根，需要井架工人站在三十多米的二层台高空依靠双手移动立根上部才能完成起下作业。井架工人在二层台上作业，集繁重的体力劳动、恶劣的工作环境、危险的高空作业于一身，不仅工作效率低，而且任何一个环节出现问题都容易发生事故。针对这种状况，国内科研人员积极研发了一些类似机械抓手的二层台管柱排放装置，在一定程度上可降低井架工人的劳动强度，但由于种种原因，目前研发的一些二层台排管装置还存在许多不尽如人意的缺陷，比如：

专利号为200320109918.7，名称为“”石油钻机二层台机械手”；及专利号为200520125802.1，名称为“井架二层平台使用的动力机械臂”的中国专利申请；两者仅具备钻井过程中特定某点对管柱的抓取和释放动作，即只能定点转动，在作业时需要控制旋转与臂伸缩两个关节的插补运动，控制较难实现，不具备良好的排管功能；且200520125802.1的液压控制系统复杂，机械臂体积大、笨重，与二层台的适配性差，维修困难，同时钳口的张合度不可调。

专利号为201120075828.5，名称为“二层台管柱排放系统”；及专利号为2013205405626，名称为“一种新型自动排管机械手”的中国专利申请，前者采用单臂平行四边形机构，由于单臂过长且不可折叠，使得排管过程中管柱晃动较大及进出指梁较困难；后者具有很好的自动排管功能，但由于其高度过高，及机械结构复杂，分量重，体积大，因此不适合陆地钻机二层台应用，更不能满足陆地钻机随时、频繁拆装和搬移的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种通过小车的旋转输出轴和伸缩臂能完成旋转和直线运动，实现管柱排放全程自动化；且结构简单，收拢后体积小，对国内二层台适应性强，后期维护性好，运输、安装方便，管柱夹持安全高效；并能解决现有二层台排管装置采用折叠臂体积大、高度高、适配性差、排管时管柱晃动大及进出指梁困难等问题的新型陆地钻机用二层台排管系统。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的

该新型陆地钻机用二层台排管系统由液压站、二层台、阀岛、小车、伸缩臂、夹持钳构成，二层台左侧安装有液压站和阀岛，二层台上安装有猴台，猴台上安装有固定齿条，猴台的框架两边铺设有平行导轨，小车通过滚轮安装在猴台内的平行导轨上；其特征在于：小车上安装有旋转输出轴，旋转输出轴通过法兰基座连接安装有伸缩臂， 伸缩臂的前端安装有夹持钳，伸缩臂上安装有视频监控器。

所述的小车由蜗轮蜗杆减速器、蜗轮蜗杆减速器驱动马达、直线移动驱动马达、直线移动齿轮箱组成；蜗轮蜗杆减速器驱动马达通过输出轴与蜗轮蜗杆减速器装接，提供伸缩臂旋转动力；直线移动驱动马达通过输出轴与直线移动齿轮箱装接，直线移动齿轮箱的齿轮与固定齿条啮合，提供小车直线移动动力。

所述的伸缩臂由多级臂组成，伸缩臂通过法兰基座与小车的旋转输出轴装接，伸缩臂的每一级臂上均安装有单独的油缸，油缸提供夹持钳直线伸出与收回运动的动力；

所述的液压站提供了包括小车直线移动、小车旋转输出轴旋转、伸缩臂伸缩和夹持钳开合的全部液压动力源；阀岛分别与液压站、小车、伸缩臂联接；计算机烧入软件程序。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于

该新型陆地钻机用二层台排管系统采用带有蜗轮蜗杆减速器和直线移动驱动马达的小车以及与小车旋转输出轴连接的多级伸缩臂，通过液压站、阀岛和计算机实现管柱排放全程自动化，工作稳定可靠；集旋转和直线运动于一体，可将管柱自如放入或从二层平台指梁中取出。与现有人工操作相比，有效降低工人劳动强度，避免人身伤害，并且提高了作业效率。结构轻便紧凑，操作方便，对陆地钻机二层台改动量小，全自动抓取、排放管柱，全程可视频监控，由一人即可完成二层台的排管作业。另外，该系统全部安装集成在二层台上，安装时随井架整体起升，搬运时随二层台一体化运输，方便频繁拆装和搬移，后期维护性好。解决了现有二层台排管装置采用折叠臂体积大、高度高，且只能定点运转不能直线运动，适配性差，加之机械手单臂过长不能伸缩，排管时管柱晃动大，进出指梁困难的问题。

附图说明

图1为新型陆地钻机用二层台排管系统的整体结构示意图；

图2为新型陆地钻机用二层台排管系统的液压站、二层台与阀岛的装配结构示意图；

图3为新型陆地钻机用二层台排管系统的猴台与小车的装配结构示意图；