[發明專利]鉆機二層臺鉆柱立根自動排放機械運動機構及排放方法

無效

• 申請號: 201210030341.4
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102536140A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 葛樂通;王雄飛;林慧珠;梁寶瑞
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及石油機械領域中用于石油鉆井鉆機的二層臺自動排管裝置，具體是二層臺鉆柱立根自動排放機械運動機構。?

背景技術

為了提高石油鉆井裝備的起下鉆效率，通常將三根鉆桿連接在一起組成鉆柱立根，這樣使得鉆柱立根的長度達到約24米，所以起下鉆作業中要在鉆井鉆機平臺的上方設置一個二層臺以便井架工操作。目前，二層臺自動排管裝置主要有三類：第一類是縱向排管裝置，第二類是自動化機械手，第三類是單、雙臂排管裝置。其中，第三類的雙臂排管裝置的兩臂裝置安裝在上下兩根導軌上，導軌固定安裝在井架上，兩臂裝置通過機械傳動可沿導軌上下滑動，并可在軌道上自行轉動，排管架分別安裝在導軌的兩側，由兩臂同時夾持住鉆柱立根沿導軌滑動到排管架處，在相同一側的排管架轉動將其放入排管架內；該裝置結構復雜，成本高，不宜頻繁拆裝和運輸，而且對雙臂裝置上的液壓元件和自動化控制程度的要求高。鉆桿排放操作需要工作人員與鉆桿直接接觸，在起下鉆過程中，司鉆、井臺鉆工、井架工要手動密切配合，稍有不慎便可能造成事故。在二層臺處的排管架與井口之間移送鉆柱立根時，需要二層臺上的井架工直接拆移送立根，危險性較大。

發明內容

本發明目的是為克服上述現有技術的不足而提供一種能實現鉆柱立根在鉆井二層臺上自動排放的機械運動機構以及自動排放方法，可實現鉆柱立根在鉆井二層臺上排放的機械化、自動化，安全可靠，能減少工人勞動強度。

本發明鉆機二層臺鉆柱立根自動排放機械運動機構采用的技術方案是：固定支架活動連接垂直主軸的上下端，主軸的中間部分固定連接支撐桿件和蝸輪蝸桿機構，支撐桿件上固定連接由兩個相同的液壓缸組成的液壓缸組，所述兩個相同的液壓缸的活塞軸頂端固定連接固定轉動套下端，固定轉動套空套在主軸上且固定轉動套的下端固定連接另一液壓缸的缸體，所述另一液壓缸的活塞軸固定連接平行機構，平行機構一端活動連接固定轉動套側面、另一端連接鉆桿旁邊的抓手架；抓手架、鉆桿與主軸三者相互平行，抓手架的上、下端各設置一個夾持鉆桿的管夾部件。

本發明鉆機二層臺鉆柱立根自動排放機械運動機構的排放方法采用的技術方案是按如下步驟：A、當鉆桿起吊出井口時，由管夾部件夾持住鉆桿；B、液壓缸組的活塞軸伸出帶動固定轉動套向主軸上端滑動，固定轉動套通過平行機構帶動抓手架和鉆桿向上運動，使鉆桿脫離井口到達一定高度，再由所述另一液壓缸推動平行機構向上擺動；C、蝸輪蝸桿機構帶動主軸轉動，從而帶動平行機構和鉆桿一起轉動，在鉆桿運動過程中，液壓缸組的活塞軸逐漸縮回，帶動固定轉動套沿主軸向下滑動，使鉆桿的高度逐漸下降到排管架內，打開管夾部件，將鉆桿放置在排管架內。

?本發明自動排放機械運動機構不用軌道，采用平行桿機構，通過控制蝸輪和主軸進行整體轉動，能避免二層臺上的井架工手動配合，減少鉆井作業的事故率，提高鉆柱立根排放的安全性，提高鉆井作業效率，減少鉆井工人勞動強度，機構簡單，便于控制和操作，實現了機械化、自動化的往復起下鉆作業。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明位于井口13位置時的結構圖；

圖2是本發明位于排管架14位置時的結構圖；

圖3是圖1的俯視示意圖；

圖中：1.固定支架；2.蝸輪；3.主軸；4.支撐桿件；5.液壓缸組；6液壓缸；7.固定轉動套；8.平行機構；9管夾部件；10.抓手架；11.鉆桿；12.蝸桿；13.井口；14.排管架位置處。

具體實施方式

如圖1-2所示，本發明包括固定支架1、蝸輪2、蝸桿12、主軸3、支撐桿件4、液壓缸組5、液壓缸6、固定轉動套7、平行機構8、管夾部件9和抓手架10。固定支架1固定安裝在鉆井鉆機工作面上，本發明的固定支架1可為鉆井鉆機井架。主軸3垂直于地面設置，主軸3的上下端分別活動安裝在固定支架1，且主軸3的上下端可在固定支架1內自由轉動。主軸3連接蝸輪蝸桿機構，主軸3固定套在蝸輪2上，由蝸桿12帶動蝸輪2旋轉從而帶動主軸3旋轉，蝸輪蝸桿機構為主軸3提供轉動的動力。