[發明專利]一種鉆機管具處理機械手

有效

• 申請號: 201310530622.0
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103643904A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 任行;張軍帥;齊然;余利軍;李鴻濤;洪鶴云;杜慧;趙東海
• 申請（專利權）人: 南陽二機石油裝備(集團)有限公司
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14;B25J9/00;B25J9/14
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

技術領域

本發明屬于鉆機設備技術領域，具體涉及一種用于斜井鉆機、煤層氣鉆機、水井鉆機的管具處理機械手。

背景技術

現有技術中，鉆機的管具是由液壓貓道進行處理的，主要有平跑道、斜跑道、移動桿、支架、電氣及液壓系統以及拖輪機構等輔助裝置幾大部分組成，體積比較龐大，占地面積大，結構比較復雜，操作不方便，自動化程度低，作業效率低。

發明內容

為解決現有技術存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種結構簡單，操作方便，自動化程度高，作業效率高，可直接抓取管具送到井口的管具處理機械手。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案：

該鉆機管具處理機械手，其特征在于：包括手臂總成、翻轉機構、旋轉機構、液壓馬達、減速箱、滑動支撐、固定座和滑動液壓缸，所述固定座滑動機構連接在井架側部，所述固定座連接旋轉機構，所述旋轉機構包括液壓馬達、減速箱和旋轉架，液壓馬達驅動減速箱，帶動旋轉架旋轉，旋轉架處安裝有位移傳感器，控制旋轉角度，所述旋轉架上鉸接有翻轉機構，所述翻轉機構包括翻轉架和翻轉液壓缸，翻轉架與旋轉架鉸接，翻轉架與旋轉架之間連接有翻轉液壓缸；所述手臂總成設在翻轉架上，手臂總成包括兩個機械手臂和兩個可調節手臂，所述機械手臂分別鉸接在翻轉架上，同時連接有機械手臂液壓缸，控制機械手臂抓取管具，可調節手臂設在翻轉架上與機械手臂配合夾持管具的，所述翻轉架上設有滑動支撐，固定座連接整體滑動液壓缸的一端，整體滑動液壓缸另一端固定在井架上。

所述機械手臂夾持位置安裝有反饋管具抓持是否到位的壓力傳感器。

所述旋轉架上另設有機械限位裝置。

所述機械手臂液壓缸連通有蓄能器。

采用上述技術方案的有益效果：該鉆機管具處理機械手的手臂總成完成抓持或松開管具的動作，通過調節可調節手臂伸出的長短，機械手臂翻轉與可調節手臂配合，可實現手臂夾持管具的不同大小的直徑，可調節手臂的調節范圍要涵蓋常用的管徑；旋轉機構保證機械手從送管裝置上抓取管具時旋轉架保持水平，把管具送入井口時旋轉架則與井架保持平行，由液壓馬達實現旋轉動作；翻轉機構保證機械手將管具從井架外側翻轉至井架中心，與頂驅中心重合，由液壓缸驅動翻轉架翻轉。整套動作采用PLC控制，自動化操作實現舉升/下放鉆桿、套管。固定座連接整體滑動液壓缸的一端，整體滑動液壓缸另一端固定在井架上，整體滑動液壓缸動作推動固定座連機械手臂整體沿井架大梁滑動，將管具送至井口頂驅下方，完成上扣。與現有技術相比，整套設備自動化程度高、操作簡單、降低鉆工勞動強度，提高鉆井效率。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示的鉆機管具處理機械手，具有機械手臂1（7）、可調節手臂2（8）、機械手臂液壓缸3（9）、滑動支撐4（11）、活塞式蓄能器5（10）、翻轉架6、翻轉液壓缸12（16）、旋轉架13、減速箱和液壓馬達14以及固定座15部分。固定座15連接整體滑動液壓缸的一端，整體滑動液壓缸另一端固定在井架上。整體滑動液壓缸在圖1中未顯示。

所述機械手臂1（7）和可調節手臂2（8），左右各二個，分別位于翻轉架6兩側，共同完成抓持管具動作，其中可調節手臂可以通過絲杠調節夾持管具的直徑范圍，從2?3/8＂到10?3/4＂，并且手臂處安裝有壓力傳感器，反饋管具抓持是否到位。機械手臂液壓缸3（9）控制機械手臂1（7）來完成松開或夾持管具的動作，活塞式蓄能器5（10）預先加壓，保證在液路系統出現故障時仍能抓緊管具。

正常工作時，固定座15安裝在井架側部，減速箱和液壓馬達14驅動旋轉架13旋轉，旋轉角度取決于斜井鉆機井架傾斜角度，旋轉范圍可以從0度到135度。旋轉架旋至水平位置后機械手臂液壓缸3（9）控制機械手臂1（7）抓取管具，旋轉架13再旋轉回原位置，跟井架平行，旋轉架處安裝有位移傳感器，控制旋轉角度，旋轉架上另設有機械限位，然后翻轉液壓缸12（16）控制翻轉架6翻轉90度，滑動支撐4（11）支撐在井架大梁上，用于承載抓取的管具及機械手臂的重量，減少翻轉架和旋轉架的承載力，整體滑動液壓缸動作推動固定座連機械手臂整體沿井架大梁滑動，將管具送至井口頂驅下方，完成上扣，然后機械手臂松開管具，翻轉架回原位，旋轉架再旋轉至水平位置，抓取下一根管具。卸扣時，則機械手臂先夾持住管具，然后頂驅卸扣，翻轉架回原位，旋轉架旋轉至水平位置，將管具放置地面送管裝置上。