一种复合式排管机用扶持机械手钳头的制作方法

专利检索2022-05-10  18



1.本实用新型属于石油设备技术领域,涉及一种复合式排管机用扶持机械手钳头。


背景技术:

2.传统的立根排放的处理方式是通过二层台工人与钻台工人上下配合,采用手动的方式将立根从井口运移到指梁内。在作业过程中,操作工人不仅劳动强度大,效率低下,而且在起下钻过程中容易发生事故。随着石油钻采难度逐渐增大,这种传统立根处理方式的弊端也越来越凸显。为了达到钻采过程的高效率、低成本和不间断钻采的目标,采用自动化的方式对立根进行排放,将在提高作业效率的同时,又能提升作业人员的安全指数。排管机是海洋钻井平台的管处理系统的核心子系统,具有非常重要的作用。现有的排管机用扶持机械手钳头可处理的管具规格单一,且由于某些钻机排管区域与猴台间距狭窄,作业空间小,钳头易与钻具干涉,不能顺利进入管具排放区域,导致工作效率低,对不同钻机的适用性差。因此,研发一种可翻转的、能适应不同规格大小钻具的扶持机械手钳头是非常有必要的。


技术实现要素:

3.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点,提供一种开合调节范围大且可整体翻转的排管机用扶持机械手钳头,可处理各种钻杆及普通、加重钻铤,同时,避免了扶持机械手钳头进入钻具排放区域时与钻具干涉。
4.为了实现上述目的,本实用新型提供一种复合式排管机用扶持机械手钳头,其主体结构包括:钳体、腰型连杆、弧形连杆、滑动座、连接座和推力液压缸;钳体包括两个悬臂和两个后连接端,后连接端与连接座之间通过腰型连杆连接;后连接端与滑动座之间通过弧形连杆连接;滑动座位于连接座的滑轨上;推力液压缸的两端分别与连接座和滑动座连接。
5.进一步的,钳体的两个悬臂的前端分别设置有第一挡块和第二挡块,第一挡块和第二挡块上下交错分布并分别通过转轴与两侧气缸连接。
6.进一步的,两个悬臂后端分别焊接有第三挡块和第四挡块,第三挡块和第四挡块的位置为上下交错。
7.进一步的,两个悬臂的后段内侧设置有凸台。
8.进一步的,后连接端的中部左侧开口,为躺着的“凹”字型,后连接端上设置有两个贯穿孔,两个贯穿孔内设置长销轴,外侧贯穿孔的长销轴上同时连接有腰型连杆和弧形连杆,内侧贯穿孔的长销轴上连接有腰型连杆。
9.进一步的,连接座包括上基板和下基板,上基板和下基板通过短销轴与腰型连杆的一端连接;下基板上设置有滑轨。
10.进一步的,腰型连杆为上下两层组焊结构形式,上下两层的两端均有开孔。
11.进一步的,连接座的底部还设置有第一耳板、第二耳板和防转挡板,第一耳板与翻
转动力机构连接,第二耳板用于连接转动销轴;防转挡板位于靠近第二耳板处。
12.本实用新型与现有技术相比,可适用于不同钻具,将传统的钻杆扶持、钻铤扶持功能集合到了同一个钳手上,减轻了人工劳动强度,降低了综合成本,同时也大大提高了工作效率;本扶持机械手钳头设计的整体翻转功能,极大降低了扶持机械手钳头对钻机排管区域的要求,提高了扶持机械手钳头的适用范围,也更易于旧钻机配套改造。
附图说明:
13.图1为本实用新型涉及的扶持机械手钳头的轴侧结构原理示意图。
14.图2为本实用新型涉及的扶持机械手钳头的正视结构原理示意图。
15.图3为本实用新型涉及的扶持机械手钳头扶持钻杆立根的原理示意图。
16.图4为本实用新型涉及的扶持机械手钳头扶持钻铤立根的原理示意图。
具体实施方式:
17.下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
18.实施例1:
19.本实施例涉及一种复合式排管机用扶持机械手钳头,其主体结构包括:钳体1、第一挡块2、第二挡块3、两侧气缸4、腰型连杆5、弧形连杆6、滑动座7、连接座8、推力液压缸9、第三挡块10、第四挡块11、第一耳板12、第二耳板13和防转挡板14;钳体1包括两个悬臂18和两个后连接端19,每个悬臂18与其相连的后连接端19为整体铸造或者切割成型;两个悬臂18的前端分别设置有第一挡块2和第二挡块3,第一挡块2和第二挡块3 上下交错分布并分别与一个转轴15固定套接,每个转轴15的后端通过一个曲拐16与两侧气缸4的活塞杆端头铰接;在两只两侧气缸4的伸、缩作用下,通过曲拐16、转轴15传递运动,第一挡块2和第二挡块3与各自的转轴15一起转动,实现扶持钳头挡块的闭合与打开;两侧气缸4的缸体端与钳体1外侧下端焊接的耳板固定连接;两个悬臂18后端分别焊接有第三挡块10和第四挡块11,第三挡块10和第四挡块11上下交错,可上下重叠,不互相干预,能够避免扶持机械手钳头扶持钻具时,钻具卡入钳体1与连接座8的空隙区域,也能够适应扶持机械手钳头处理不同规格钻具的要求;两个悬臂18分为前后两段,前段用于扶持外形尺寸相对较大的钻铤立根,后段内侧设置有凸台17,用于扶持外形尺寸相对较小的钻杆立根;腰型连杆5的两端分别与钳体1和连接座8通过销轴连接;弧形连杆6的两端分别与钳体1和滑动座7通过销轴连接;推力液压缸9的两端分别与连接座8和滑动座7通过销轴连接;滑动座7位于连接座8的滑轨上,可沿滑轨移动。
20.本实施例涉及的后连接端19中部左侧开口,为躺着的“凹”字型,后连接端19上设置有两个贯穿孔,两个贯穿孔均穿过左侧开口部分;两个贯穿孔内设置长销轴,外侧贯穿孔的长销轴上同时连接有腰型连杆5和弧形连杆6,内侧贯穿孔的长销轴上连接有腰型连杆5;
21.本实施例涉及的腰型连杆5为上下两层组焊结构形式,上下两层的两端均有开孔,腰型连杆5的两端分别与钳体1和连接座8连接,具体为:腰型连杆5的一端上下两层通过长销轴与钳体1的后连接端19的上、下面连接(即,后连接端9位于腰型连杆5一端的上下两层之间),腰型连杆5的另一端上下两层通过短销轴分别与连接座8的上基板81、下基板连接(即,腰型连杆5的另一端上下两层均位于连接座8的上基板81、下基板的上面);弧形连杆6
的一端通过后连接端9外侧贯穿孔的长销轴与后连接端19和腰型连杆5连接,弧形连杆6的另一端通过销轴与滑动座7连接;
22.本实施例涉及的推力液压缸9的缸体一端与连接座8的耳板通过销轴连接,杆腔一端与滑动座7的耳板通过销轴连接;滑动座7在推力液压缸9的推(拉)力下可沿着连接座8上的滑轨移动;推力液压缸9推动滑动座7工作时,带动弧形连杆6运动,进而带动钳体1、腰型连杆5绕着腰型连杆5与连接座8间的连接短销轴运动,实现钳体1开口大小变化;
23.本实施例涉及的连接座8包括上基板81、下基板和连接上基板81和下基板的耳板,上基板81和下基板通过短销轴与腰型连杆5的一端连接;下基板上设置有滑轨,为滑动座7 提供移动轨道;连接座8的下基板下部还设置有第一耳板12、第二耳板13和防转挡板14,第一耳板12用于连接翻转动力机构(液缸/气缸等),第二耳板13用于连接转动销轴;防转挡板14位于靠近第二耳板13处,用于和排管机的倾斜臂配合,防止扶持机械手钳头到达水平工作位置状态后继续翻转,同时避免翻转动力机构产生有害附加力。
24.本实用新型的工作过程是:
25.当处理与猴头距离较近的钻具立根时,为避免扶持机械手钳头与钻具排放区域的钻具产生干涉的问题,先将扶持机械手钳头整体翻转到一定角度,并通过两侧气缸4打开第一挡块 2和第二挡块3,根据待处理钻具规格,推力液压缸9推(拉)动滑动座7,通过弧形连杆6 带动钳体1移动,通过两侧2个腰形连杆5与钳体1的后连接端18和连接座8的上板形成的平行四边形结构控制钳体开口大小,进入到工作位置后,再将扶持机械手钳头翻转到水平位置,待扶持到目标钻具后,闭合第一挡块2和第二挡块3,开始扶持移动钻具。
26.当处理与猴头距离较远的排放立根时,可不翻转扶持机械手钳头,保持钳头的水平位置,通过两侧气缸4打开第一挡块2和第二挡块3,根据待处理钻具规格,推力液压缸9推 (拉)动滑动座7,通过弧形连杆6带动钳体1移动,通过两侧2个腰形连杆5与钳体1的后连接端18和连接座8的上板形成的平行四边形结构控制钳体开口大小,进入到工作位置进行相应钻具的扶持,待扶持到目标钻具后,闭合第一挡块2和第二挡块3,开始扶持移动钻具。
27.本实用新型扶持机械手钳头的开合控制基于平行四边形机构原理,通过改变2个腰型连杆5与钳体1的后连接端18和连接座8的上基板81组成的平行四边形机构的平行角度,调整钳头的开合尺寸。
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