[發明專利]一種鐵鉆工回轉及平移伸展機構

有效

• 申請號: 201310057837.5
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103114817A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 孫友宏;呂蘭;王清巖;沙永柏;梁建明;劉曉利
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及一種石油鉆井行業井口自動化設備，特別涉及一種鐵鉆工回轉及平移伸展機構。

背景技術

鐵鉆工是一種井口自動化設備，該設備中的回轉及平移伸展機構主要功能是將鐵鉆工旋扣和卸扣鉗鉗體準確、穩定、快速地送到鉆桿中心以完成夾持擰卸動作。

發明內容

本發明的目的是提供一種鐵鉆工回轉及平移伸展機構，本發明結構簡單，動作平穩、準確、高效，所占空間小。此外，本發明增大了鐵鉆工的平移伸展活動半徑，以方便鐵鉆工的安裝；在完成擰卸作業后，伸展臂收回，以便為鉆井平臺留出空間。

本發明是由底座、由回轉馬達驅動的蝸輪蝸桿式的回轉裝置、支撐機構、平移機構和伸展機構構成，所述的平移機構是由平移導軌、平移滑車和平移驅動油缸組成，所述的伸展機構是由第一伸展拉桿、第二伸展拉桿和伸展驅動油缸組成；

回轉裝置安裝在底座上，支撐機構與回轉裝置的旋轉部分固定，平移導軌與支撐機構固聯；平移驅動油缸的一端連接在平移導軌的支座上，平移驅動油缸的另一端與平移滑車相鉸接，平移驅動油缸能驅動平移滑車沿平移導軌往復運動；第一伸展拉桿和第二伸展拉桿的末端均與平移滑車相鉸接，第一伸展拉桿和第二伸展拉桿的前端均與鉗體部分鉸接，構成平行四連桿機構，保證了鉗體始終處于豎直位置；伸展驅動油缸的缸體與平移滑車鉸接，伸展驅動油缸的活塞桿與第一伸展拉桿鉸接，用于驅動第一伸展拉桿和第二伸展拉桿同步運動。

所述的回轉裝置具有回轉馬達驅動的蝸輪蝸桿機構，回轉馬達驅動蝸桿帶動蝸輪轉動，進而驅動支撐機構及其上部裝置回轉，機身可在360°范圍內回轉，并可以在任意位置實現自鎖。

所述的平移機構是由平移導軌、平移滑車、平移驅動油缸組成；平移驅動油缸驅動平移滑車沿平移導軌運動，實現鐵鉆工靠近與遠離鉆桿的相關動作。

所述的伸展機構是由第一伸展拉桿、第二伸展拉桿和伸展驅動油缸組成；伸展驅動油缸的伸縮決定了第一伸展拉桿和第二伸展拉桿與水平方向所成角度以及伸展距離，進而決定整個鉗體部分豎直方向的高度及水平方向的位置。

本發明的結構特點是：

1、本發明鐵鉆工的回轉裝置采用了由回轉馬達驅動的蝸輪蝸桿機構。利用蝸輪蝸桿機構傳遞扭矩大、運動平穩的特點，實現回轉動作平穩、迅速、準確的動作要求。此外，利用蝸輪蝸桿自鎖特性，可以實現鐵鉆工機身在水平面內任意角度的可靠鎖緊。

2、為了使與伸展桿前端鉸接的鐵鉆工鉗體穩定、迅速、準確的靠近鉆桿，本發明的鐵鉆工摒棄了傳統伸縮臂式鐵鉆工的設計方法。特別是，創造性的引入了平移機構，大大改善了系統運行平穩性，而油缸式驅動的采用則可以提高機構運行速度，進而提升整體效率。

3、為了使結構設計簡單合理、占用空間小，本發明鐵鉆工的伸展機構采用了四根伸展拉桿組成的平行四連桿結構，簡化了傳統的鐵鉆工折疊式伸展臂八根伸展桿（近似二個平行四連桿）的復雜設計，也使運動更平穩、高效。

本發明的有益效果是：

結構簡化，使用方便；動作平穩，對鉆桿損傷小；增大了鐵鉆工作業有效半徑，提高鐵鉆工布置的靈活性；非作業工況收回鉗體，增大鉆井平臺空間使用率；回轉、平移、伸展運動基本獨立，利于維護。

附圖說明

圖1是本發明的主視圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本發明的伸展機構收回75度時的示意圖。

圖4是本發明的立體示意圖。

其中：1.底座、2.回轉裝置、3.支撐裝置、4.平移導軌、5.平移滑車、6.平移驅動油缸、7.第一伸展拉桿、8.第二伸展拉桿、9.伸展驅動油缸。

具體實施方式

請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實施例是由底座1、由回轉馬達驅動的蝸輪蝸桿式的回轉裝置2、支撐機構3、平移機構和伸展機構構成，平移機構是由平移導軌4、平移滑車5和平移驅動油缸6組成，伸展機構是由第一伸展拉桿7、第二伸展拉桿8和伸展驅動油缸9組成；