[實用新型]夾持鉆桿的機械手臂總成

無效

• 申請號: 200920023751.X
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN201363104Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 楊國家;王濤;左仁龍
• 申請（專利權）人: 山東勝利石油石化裝備研究中心;山東科瑞機械制造有限公司
• 主分類號: E21B19/00
• 分類號: E21B19/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本實用新型涉及一種油田鉆井設備中用于抓取鉆桿的裝置，更具體的說是一種用于鉆桿排放的夾持鉆桿的機械手臂總成。

技術背景

鉆桿排放是鉆井過程中把鉆桿從排放架移至井口或者從井口移至排放架的必要過程。目前鉆井作業中鉆桿的起放是工人操作吊卡，通過吊卡卡接在鉆桿的接箍處，然后通過起吊機械吊起(或下放)鉆桿到指定位置，再由工人摘掛釋放吊卡，這種抓取和釋放鉆桿高空作業非常危險且勞動強度大，作業效率也非常低下。近幾年，機械手和機械臂在機械加工生產領域中已有應用，由于機加工領域應用的機械手臂總成強調的是靈活性，因此在其結構設計上過于復雜，使用環境要求高，制造和使用成本也高；另外工廠化使用的機械手臂承載能力相對低，難以在鉆井裝備行業中實施鉆桿的抓取和移動。

實用新型內容

本實用新型的目的就是針對人工摘掛吊卡抓取和釋放鉆桿所存在的問題，提出一種承載能力強、滿足鉆井環境、使用壽命長和全機械化作業的鉆桿夾持的機械手臂總成。

其技術方案是：機械臂包括起升臂和伸縮臂，起升臂一端與伸縮臂鉸鏈，在起升臂鉸鏈端與伸縮臂之間固定連接有伸縮驅動缸，起升臂的另一端鉸鏈在支撐體上，并在支撐體與起升臂之間固定連接有伸縮驅動缸，機械手連接在伸縮臂上。

上述方案還包括：伸縮臂是由伸縮驅動缸驅動的加長伸縮臂，機械手固定在伸縮臂的一端，另一端固定有鉆桿扶正器。

所述的機械手是在連接塊兩側貫穿固定有一個以上導向軸，兩側的導向軸上分別套裝有夾持塊，在兩個夾持塊至少一個同側端伸出連接塊的同側面，并在伸出部分的相對面分別設有卡瓦牙，在兩個夾持塊之間還設置沿導向軸方向伸縮的伸縮驅動缸，在連接塊或/和夾持塊上設有與伸縮臂連接的栓孔。在夾持塊上設置的卡瓦牙與夾持塊為一體結構，或者為通過螺栓固定的分體結構，卡瓦牙為內弧形。

所述的鉆桿扶正器是在一個直角支撐架的立板上間隔設置兩個軸孔，軸孔內分別貫穿有扶正爪，在直角支撐架的水平座上設置垂直伸縮驅動機構，驅動機構的上端部固定有連接塊，連接塊的兩端分別與扶正爪的內側端通過鎖栓和滑槽連接配合，在扶正爪的另一端設置弧形爪。

所述的伸縮驅動缸為液壓缸或氣動缸的一種。

本實用新型通過操作控制不同環節的伸縮驅動缸，實現機械手抓取和釋放鉆桿，伸縮臂加長并配合扶正器對鉆桿垂直定位，以及起升臂升降和移動的目的。其整體結構設計簡單合理，承載能力強，機械化程度高，操控安全、節省人力、提高效率，適合各種鉆井平臺配套使用。另外可與自動化控制系統配套使用，提高整體自動化實用程度，為全面解決鉆桿排放系統的全機械化、自動化進程提供配套，并且能夠很好的解決鉆桿排放過程中的鉆桿承重和尺寸問題。

附圖說明

圖1為本實用新型一種典型實施例的整體結構示意圖；

圖2為機械手部分的結構放大圖；

圖3為扶正器部分的結構放大圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步的詳述：

參照圖1，機械臂包括起升臂2和伸縮臂3，起升臂2下端與伸縮臂3鉸鏈，在起升臂鉸鏈端與伸縮臂之間固定連接有用于調整伸縮臂保持垂直的液壓缸7，起升臂2的上端鉸鏈在支撐體1上，并在支撐體1與起升臂2之間固定連接有用于調整鉆桿9升降和移動的液壓缸6，伸縮臂3是由內部液壓缸8驅動的加長伸縮臂，機械手4固定在伸縮臂的下端，上端固定有鉆桿扶正器5。

整體工作原理是：機械手抓取鉆桿后，鉆桿上部被扶正器夾持，起升臂上升(或下降)過程中，調整伸縮臂的垂直，到達指定位置后，進行其他的動作。所有動作通過操控相應的液壓缸來進行。

參照附圖2，連接塊4-4為厚鋼板加工的倒L形，其上部焊接凸沿，鋼板上設置三個軸孔，用于穿插導向軸4-2，頂部設置栓孔與伸縮臂連接，下半部預制的槽口給水平設置的液壓缸4-5留有空間。兩個夾持塊4-3為鋼板加工的長方體結構，上面同樣預制有三個與導向軸4-2滑動配合的軸孔，對稱套裝在連接塊4-4兩側的導向軸4-2上，夾持塊4-3的左側端伸出，形成夾持空間，其相對面上用來設置弧形卡瓦牙4-1，通過卡瓦牙4-1與鉆桿壁卡接配合。液壓缸4-5水平設置在兩個夾持塊4-3之間，通過操作控制其伸縮，達到控制夾持塊4-3對鉆桿實施釋放和抓取的目的。

其工作原理是，夾持塊前端裝有卡瓦牙，在液壓缸的作用下，沿著導向軸平行移動作開啟、關閉動作。導向軸安裝于連接塊上，對夾持塊起支撐和導向作用。