[发明专利]一种钻杆立柱自动排放机械手

说明书

本发明公开了一种钻杆立柱自动排放机械手，由平移回转机构、伸缩机构和机械抓手机构三大部分组成，其中：所述平移回转机构由平台支架（1），导轨（2），横向齿条（3）、纵向齿条（4），纵向移动液压马达（5）、横向移动液压马达（7）、回转液压马达（9），减速齿轮（6），回转机构，悬挂架（10）组成。其结构简单，可靠性强的钻井杆及立柱排放机械手，提高工作效率及工作安全性，减少劳动强度及安全事故的发生。

技术领域

本发明属于钻井领域，涉及一种勘探钻井钻杆立柱自动排放机械手，尤其适用于石油钻井二层台钻杆立柱下钻、起钻作业过程的自动抓取传送排放。

背景技术

在石油勘探钻井过程中，需要对钻杆立柱进行大量的起吊排放作业，不仅需要花费大量的时间，而且常常需要多个熟练操作工进行协调作业，需要较大的人力成本。同时，勘探钻井过程绝大多数是在野外作业，作业环境恶劣，操作工劳动强度大，工作效率低，安全性差，容易发生安全事故。为提高生产效率，降低人力成本，保障生产安全，国内外学者及生产企业均在不断研究开发钻杆及钻杆立柱的自动排放系统，并取得了一定的成果和应用。1973年，全自动钻杆排放系统首次应用到挪威的半潜式钻井平台上，国内袁建民等设计了一种排架主体为长方体框架结构的油管柱立式自动排架系统，但结构较复杂。朱吉良等作了陆地钻机立柱式钻杆自动传送系统的研究，设计出了立柱式钻杆自动排放系统，但系统采用的是双手臂机械手结构，增加了系统的复杂性，降低了抓取精度和系统可靠性。黄川等初步探索研究了舌台前置式钻杆排放机械手。邹世斌等发明了“钻杆自动排放装置（CN202500509U）”，张涧等发明了“一种钻机钻杆自动排放系统（CN203808880U）”，但系统较为复杂，可靠性受影响。

发明内容

根据上述钻井杆及立杆排放等机械手存在的缺点，为简化系统，提高工作精度及可靠性，提高工作效率和减少安全事故，在移动排放的过程中，应尽可能的保持竖直状态和采用水平移动的方式，本发明提供了一种钻杆立柱自动排放机械手，其结构简单，可靠性强的钻井杆及立柱排放机械手，提高工作效率及工作安全性，减少劳动强度及安全事故的发生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该钻杆立柱自动排放机械手由平移回转机构、伸缩机构和机械抓手机构三大部分组成，其特征在于：所述平移回转机构由平台支架1，导轨2，横向齿条3、纵向齿条4，纵向移动液压马达5、横向移动液压马达7、回转液压马达9，减速齿轮6，回转机构，悬挂架10组成；导轨2通过纵向液压马达5驱动齿轮、纵向齿条传动沿着支架1做纵向移动，实现导轨及导轨上整体机构的纵向移动；导轨上安装的减速机构通过齿轮6与导轨上的横向齿条3进行啮合传动，在横向液压马达7的驱动下，带动减速器沿着导轨做横向移动，实现减速机构和悬挂架横向移动；回转机构由蜗轮蜗杆传动机构8组成，蜗轮蜗杆传动机构通过法兰盘与减速器连接，蜗轮蜗杆传动机构在液压马达9的驱动下，带动悬挂架相对于减速器做回转运动，实现悬挂架及收缩机构的整体回转运动；伸缩机构包括有位于悬挂架10上的滑块14，悬挂架10上安装有齿条11，滑块14上安装有液压马达13驱动的齿轮减速机构12，齿轮减速机构输出的齿轮与齿条11啮合传动，带动滑块14沿着悬挂架10做上下往返运动；所述滑块14上铰接有拉杆15、动力杆16，所述拉杆15、动力杆16的另一端铰接举升臂18，在动力杆16和悬挂架10之间铰接有挺杆17，举升臂18上安装有上机械抓手19，下机械抓手20固定连接在滑块21上，滑块21安装在举升臂18上并能上下滑动，液压缸22的活塞推杆连接滑块21，液压缸22活塞推杆的伸缩能够带动滑块沿着举升臂上下滑动。

所述上机械抓手19、下机械抓手20由支撑座201、手爪205，连杆203、液压缸活塞推杆202、液压缸206、连接销钉204组成，所述手爪205和液压缸206分别固定在支撑座201上，连杆203通过连接销钉204连接手爪205和液压缸活塞推杆202。