[發(fā)明專利]二層臺管柱排放系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110068266.6
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102174879A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭立臣;童征;高向前;王新忠;李濤;孫福超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

1.一種二層臺管柱排放系統(tǒng)，其特征在于，包括：

縱向移動總成(1)、機(jī)械手總成(2)、機(jī)械臂總成(3)、滑車總成(4)、走臺總成(5)、二層臺管排架(6)；其中：

機(jī)械臂總成(3)包括前臂(16)和上臂(10)，均為抗彎曲焊接結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂總成(3)的運(yùn)動由兩只長行程油缸提供；機(jī)械臂總成(3)一端與機(jī)械手總成(2)連接，另一端與滑車總成(4)連接；

機(jī)械手總成(2)由液壓驅(qū)動，內(nèi)部為一柱塞油缸，夾持部分固定有鉗牙板(25)，用于夾緊管體，機(jī)械手總成(2)上安裝有接觸式位移傳感器(26)，用于對管體與機(jī)械手總成(2)之間的相對位置進(jìn)行檢測，管體接觸到接觸式位移傳感器(26)的探頭后，接觸式位移傳感器(26)向機(jī)械手總成(2)發(fā)出夾緊管體的信號；

滑車總成(4)頂部為一低速大扭矩液壓馬達(dá)，通過傳動法蘭(30)與機(jī)械臂總成(3)連接，驅(qū)動機(jī)械臂總成(3)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，滑車總成(4)兩側(cè)為滾子組；

縱向移動總成(1)利用滾珠絲杠螺母(36)與滑車總成(4)固定在一起，其液壓馬達(dá)帶動傳動絲杠(45)，轉(zhuǎn)化為傳動螺母的直線運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)滑車的縱向移動；

走臺總成(5)位于縱向移動總成(1)的上方，周圍有護(hù)欄；

二層臺管排架(6)位于走臺總成(5)的上方，為一懸臂結(jié)構(gòu)，在遠(yuǎn)端安裝有兩只支撐加強(qiáng)桿，加強(qiáng)桿另一端與井架二層臺以下的位置鉸接，構(gòu)成三角形支撐結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)械臂總成(3)的具體結(jié)構(gòu)如下：

機(jī)械臂總成(3)頂部為基座(7)，與滑車總成(4)的傳動法蘭(30)相連，上臂(10)和前臂(16)為帶加強(qiáng)筋的整體式焊接結(jié)構(gòu)，上臂(10)通過連接銷(13)與基座(7)的耳板鉸接在一起；

基座油缸(9)分別與上臂(10)和基座(7)相連接，在基座油缸(9)靠近基座(7)一側(cè)的鉸接處裝有角位移傳感器(8)，用于監(jiān)測上臂(10)相對于基座(7)的轉(zhuǎn)動角位移和角速度；

上臂-前臂油缸(12)分別連接上臂(10)和前臂(16)，在上臂(10)和前臂(16)的鉸接處同樣安裝有角位移傳感器(8)，用于測量前臂(16)相對于上臂(10)的轉(zhuǎn)動角位移和角速度；

機(jī)械手油缸(14)通過機(jī)械手連桿(15)與機(jī)械手總成(2)實(shí)現(xiàn)連接，用于在機(jī)械臂總成(3)運(yùn)動的過程中，保持抓取管柱的機(jī)械手總成(2)始終處于水平姿態(tài)；

機(jī)械臂總成(3)所有角位移傳感器測量的運(yùn)動參數(shù)用于計算管柱的位移、速度和加速度，并防止與二層臺管排架(6)和鉆臺碰撞，防止慣性力過大導(dǎo)致機(jī)械臂失穩(wěn)；

機(jī)械臂總成(3)中所有的鉸接部分包括連接銷(13)和端蓋擋圈(11)，以固定限位。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)械手總成(2)的具體結(jié)構(gòu)如下：

機(jī)械手總成(2)的主體部分是機(jī)械手油缸體(17)，內(nèi)部為一短行程的活塞(19)，活塞(19)上有組合液壓密封元件(20)，活塞(19)另一端與傳動塊(21)通過螺紋連接，傳動塊(21)將活塞(19)的推力傳至夾持鉗(24)；

兩個夾持鉗(24)的內(nèi)側(cè)固定有鉗牙板(25)，夾持鉗(24)由夾持鉗連接銷(22)與機(jī)械手油缸體(17)鉸接在一起，夾持鉗連接銷(22)與機(jī)械手油缸體(17)之間有自潤滑滑動軸承(23)；

機(jī)械手總成(2)的頂部安裝有兩個傳感器：

接觸式位移傳感器(26)，用于提供待操作管柱相對于夾持鉗(24)的位置信息，以適時向機(jī)械手油缸(14)發(fā)出夾持鉗(24)抓取管柱的控制指令；

水平狀態(tài)傳感器(27)，用于監(jiān)測機(jī)械手總成(2)的姿態(tài)，在機(jī)械臂總成(3)和機(jī)械手總成(2)運(yùn)動過程中，當(dāng)監(jiān)測到機(jī)械手總成(2)處于非水平姿態(tài)時，發(fā)出信號使機(jī)械手油缸(14)調(diào)整夾持管柱的機(jī)械手總成(2)的姿態(tài)，以保證管柱不會傾倒。