[發明專利]一種鉆井現場用多功能機器人

無效

• 申請號: 201310510837.6
• 申請日: 2013-10-27
• 公開（公告）號: CN104563917A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 安慶寶;李進付;董懷榮;李海營;江正清;曲剛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B19/15
• 分類號: E21B19/15
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及油井現場作業自動化機械裝置領域，尤其是一種鉆井現場用多功能機器人，可廣泛應用于陸上石油鉆井平臺鉆、完井作業機械自動化改造。

背景技術

目前國內石油鉆機起升和下放石油管柱主要依靠氣動或者液動絞車，而且多用人工將石油管柱由排管架推放到跑道上，自動化程度低而且存在不安全因素。

發明內容

本發明的一個目的是為了彌補現有技術的不足，提供一種實現自動輸送與取放陸上石油鉆井平臺作業中所需的鉆桿、鉆挺、套管、護管等管住設備的鉆井現場用多功能機器人。

本發明是通過采用以下技術方案方式實現的：

一種鉆井現場用多功能機器人，是在起重機為基礎上進行創新改造。包括起重機18和伸展臂16，在伸縮臂16的前端通過連接套2鉸鏈滑枕套4，連接套2和滑枕套4之間由滑枕套擺動油缸1連接并形成旋轉驅動配合；滑枕套4為中空結構，滑枕套4套裝在滑枕8外面，滑枕8上設置滑枕齒條7，滑枕齒條7與滑枕套4上設置的滑枕位移液壓馬達減速器5和滑枕齒條制動器6形成動配合；滑枕8下端通過轉盤軸承與機械手機架15形成旋轉配合；機械手機架15底面裝有抓管爪12、摩擦輪13和浮動定位輥子14，抓管爪12、摩擦輪13和浮動定位輥子14由油缸連接驅動。

上述方案還包括：所述摩擦輪13為圓筒棍子形狀，表面為齒形高耐磨高硬度材料，摩擦輪13兩個一組對置構成擺臂組合結構；所述浮動定位輥子14為2-6組，在機械手機架15底面上均勻分布，每組為兩個浮動定位輥子14呈120度夾角對置的懸臂組合輥；所述抓管爪12的擺臂為一對鉗形爪牙，兩鉗形爪牙配合浮動定位輥子14實現三點加持管件。

所述浮動定位輥子14，由浮動定位輥子升降油缸9驅動浮動定位輥子14相對機械手機架15運動。

上述方案進一步包括：所述起重機18采用行走機構21與行走軌道20配合的往復行走結構；所述伸展臂16為三級伸展臂。

所述連接套2通過標件連板與伸展臂16連接，連接套2與滑枕套4通過芯軸3鉸鏈，滑枕套4在滑枕套擺動油缸1作用下在垂直面內120度擺動；滑枕8與機械手機架15連接的轉盤軸承通過液壓馬達驅動，并形成360度旋轉配合。

所述機械手機架15兩側設置激光脈沖探測器11。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明主要針對石油鉆機作業中所需的鉆桿、鉆挺、套管、護管等自動輸送與取放設備。可完成碼垛石油管的水平抓取、糾偏抓取、垂直舉升、垂直投放、拆卸釋放抓取、取放鉆桿碼垛、短管異形物提升等功能。可自動完成預設程序指令，無需人工干涉，相對于常規依靠游車錨頭鐵鏈牽引提升鉆桿的方法而言具有安全性高、故障率低、壽命長、效率高，最大限度減小事故隱患，且管（桿）的品種規格可自動預設檢測，不會造成匹配混亂，是走向鉆井作業設備自動化的必然替代趨勢。

附圖說明

圖1為本發明的一種鉆井現場用多功能機器人立體結構示意圖。

圖2為圖1中伸縮臂前端部分的主視結構示意圖。

圖3為圖2的右視結構示意圖。

圖4為圖2的立體結構示意圖。

圖中標記：?1、滑枕套擺動油缸，2、連接套，3、鉸鏈芯軸，4、滑枕套，5、滑枕位移液壓馬達減速器，6、滑枕齒條制動器，7、滑枕齒條，8、滑枕，9、浮動定位輥子升降油缸，10、機械手動作油缸邏輯分配器，11、激光脈沖探測器，12、抓管爪，13、摩擦輪，14、浮動定位輥子，15、機械手機架，16、伸展臂，17、油管繞管機，18、起重機，19、石油管支架，20、行走軌道，21、行走機構，22、石油管。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。

實施例1

參考附圖1-4，一種鉆井現場用多功能機器人，包括起重機18和伸展臂16，在伸縮臂16的前端通過連接套2鉸鏈滑枕套4，連接套2和滑枕套4之間由滑枕套擺動油缸1連接并形成旋轉驅動配合；滑枕套4為中空結構，滑枕套4套裝在滑枕8外面，滑枕8上設置滑枕齒條7，滑枕齒條7與滑枕套4上設置的滑枕位移液壓馬達減速器5和滑枕齒條制動器6形成動配合；滑枕8下端通過轉盤軸承與機械手機架15形成旋轉配合；機械手機架15底面裝有抓管爪12、摩擦輪13和浮動定位輥子14，抓管爪12、摩擦輪13和浮動定位輥子14分別由油缸連接驅動。

實施例1是本發明的一種基本實施例，能夠完成基本的抓取、旋轉、存放功能。

典型實施例2