[發明專利]一種液壓式節能鉆桿輸送設備

有效

• 申請號: 201310210298.4
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103277058A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 康銀戈;劉巖;孫友宏;王繼新;王清巖;劉慶松;高科;張永祥
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B19/15
• 分類號: E21B19/15
• 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

本發明屬于石油鉆機配套設備技術領域，具體涉及一種液壓式節能鉆桿輸送設備。

背景技術

目前，國內外陸上石油鉆機上鉆桿的輸送基本上都通過地面設備來完成的，輸送設備的自動化程度對鉆桿輸送的效率起到了舉足輕重的作用。現在國內多數鉆桿輸送設備的自動化程度不足，輸送鉆桿耗時長、效率低，同時工人的勞動強度大，存在安全隱患；貓道的出現提高了鉆桿輸送的自動化程度，但現存的貓道要么結構復雜，要么制造成本較高，影響貓道設備的更新換代，而且，目前的貓道設備耗能大，沒有考慮到回程時設備重力勢能的回收與再利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能化、高效率，并具有節能效果的液壓式鉆桿輸送設備。

本發明為解決上述技術問題，通過以下技術方案實現：

本發明是由底座、起升模塊、送桿模塊和節能模塊構成，其中，起升模塊是由起升油缸、起升上支架、起升下支架、起升支撐軸、拉桿、支架伸縮油缸和移動滑套組成，起升油缸的一端和底座鉸接，起升油缸的另一端和起升下支架的中間部分鉸接；起升下支架的底端通過起升支撐軸和底座鉸接；支架伸縮油缸的一端和起升下支架鉸接，支架伸縮油缸的另一端和起升上支架鉸接；起升上支架背面設有拉桿滑道，拉桿通過拉桿滑塊在拉桿滑道中滑動；移動滑套套在起升上支架上，可以相對起升上支架滑動。

送桿模塊是由送桿主動臂、送桿主動臂支桿、送桿副動臂和機械手托架組成，機械手托架兩端分別固連有上機械手和下機械手，送桿主動臂的一端和移動滑套鉸接，送桿主動臂的另一端和機械手托架鉸接；送桿主動臂支桿的一端和起升上支架鉸接，送桿主動臂支桿的另一端和送桿主動臂的中間位置鉸接；送桿副動臂的一端和移動滑套鉸接，送桿副動臂的另一端和機械手托架鉸接，用于保證機械手托架平行起升上支架移動。

節能模塊是由箱體、配重體、齒條、齒條滑軌和扇形齒輪組成，箱體與底座固連；配重左滑輪固定在箱體上，配重右滑輪固定在齒條的一端，配重體在配重左滑輪和配重右滑輪之間可以上下移動；齒條上有滾輪，保證齒條在齒條滑軌中間滑動；齒條和扇形齒輪嚙合；扇形齒輪通過齒輪支撐軸與箱體鉸接。

起升支撐軸和齒輪支撐軸通過聯軸器連接。

本發明的工作過程為：

首先，起升模塊中的起升上支架和起升下支架為水平狀態。起升油缸伸長，帶動起升下支架繞鉸點旋轉；節能模塊的配重體在重力的作用下向下落，由于配重左滑輪固定在箱體上，配重將迫使配重右滑輪帶動齒條移動，齒條通過嚙合帶動扇形齒輪和齒輪支撐軸旋轉，齒輪支撐軸通過聯軸器帶動起升支撐軸旋轉，起升支撐軸帶動起升下支架旋轉，從而將配重體的重力轉換成起升下支架的起升力；起升下支架在起升油缸和節能模塊的共同作用下完成起升。在起升同時，支架伸縮油缸帶動起升上支架伸長，移動滑套隨著起升上支架運動，拉桿上的拉桿滑塊從拉桿滑道的底側向上滑動。

在起升的過程中，拉桿上的拉桿滑塊從拉桿滑道的底側向上滑動到頂側，由于拉桿滑道的限位導致拉桿不能繼續滑動，移動滑套不再隨著起升上支架運動；而支架伸縮油缸繼續帶動起升上支架伸長，送桿主動臂支桿和起升上支架的鉸接點逐漸靠近移動滑套，導致機械手托架逐漸遠離起升上支架。

在起升下支架到達豎直狀態時，節能模塊的配重體處于其位置范圍的最低處，配重體存儲的重力勢能轉換成起升模塊、送桿模塊的重力勢能；機械手托架伸到所需位置，將鉆桿送至井口。

送鉆桿動作結束后，支架伸縮油缸和起升油缸收回，起升下支架帶著起升上支架和送桿模塊回落初始狀態；在回落過程中，起升下支架通過聯軸帶動扇形齒輪反向旋轉，扇形齒輪帶動齒條反向滑動，迫使配重體回到最高位置，從而將起升模塊、送桿模塊回程的重力勢能轉換為配重體的重力勢能，存儲在配重體中。

本發明的有益效果是：

1、通過采用節能機構，將起升機構、送桿機構的重力勢能和配重體的重力勢能相互轉換，達到能量存儲和再利用，減少了能耗，達到了節能效果。

2、在起升過程中，同時完成了支架的伸長，減少了人工的參與，減小了安全風險，提高了鉆桿輸送效率。

3、僅采用一個支架伸縮油缸就實現了起升支架的伸長和鉆桿的推送，并且送桿機構中采用橢圓規原理，保證了鉆桿的平行推送。簡化了結構，具有造價低廉、便于維修的特點。

附圖說明

圖1為本發明立體示意圖。

圖2為本發明的起升模塊結構示意圖。

圖3為本發明的送桿模塊結構示意圖。

圖4為本發明的節能模塊結構示意圖。

圖5為本發明的配重體結構示意圖。