一种钻柱导向机械手制造技术

本发明专利技术涉及海洋钻井工程设备领域，特别涉及一种自动对钻柱进行导向的钻柱导向机械手，该机械手，包括与井架固定连接的基座，还包括与所述基座活动连接的桁架连杆组件，所述桁架连杆组件活动连接的举升油缸，与所述桁架连杆组件的另一端活动连接的钳头连接架，与所述钳头连接架固定连接的导向钳头，所述举升油缸的另一端与所述基座活动连接，该机械手所采用的设计方案使得整个钳头结构紧凑，极大降低了钳头的尺寸和运行过程中占用的空间，能使钻柱在提升过程中得到更好的导向，整个机械手的控制精度高，能够准确实现各种管子的转移，并在运行过程中或停机状态下不妨碍其他设备的正常运作。

A Drill String Guiding Manipulator

The invention relates to the field of offshore drilling engineering equipment, in particular to a drill string guiding manipulator which automatically guides the drill string, including a base fixed to the derrick, a truss connecting rod assembly movably connected with the base, a lifting cylinder movably connected with the truss connecting rod assembly, and a clamp head movably connected with the other end of the truss connecting rod assembly. Connecting frame, guiding pliers fixed with the pliers connecting frame, the other end of the lifting cylinder is movably connected with the base. The design scheme adopted by the manipulator makes the structure of the whole pliers compact, greatly reduces the size of the pliers and the space occupied in the operation process, enables the drill string to get better guidance in the lifting process, and improves the control accuracy of the whole manipulator. It can accurately transfer all kinds of pipes and does not hinder the normal operation of other equipment during operation or shutdown.

【技术实现步骤摘要】
一种钻柱导向机械手
本专利技术涉及海洋钻井工程设备领域，特别涉及一种自动对钻柱进行导向的钻柱导向机械手。
技术介绍
在双作业自动化钻井系统中，受钻柱的存储排放、钻台面布局以及各管子处理设备的结构与尺寸限制，钻柱很难直接由排管机转移至顶驱或由顶驱转移至排管机。与普通的钻井系统不同，在双作业钻井系统中，钻柱摆放区的水平面与钻台面为分层布置，垂高相差较大，且排管机的旋转中心至井眼中心的距离比较远，故钻柱在立根竖直存放区与井眼中心（竖直状态）之间往返转移与普通钻井系统的管子处理过程差别较大，它需要辅助设备一系列的动作协助才能实现，目前主流的钻柱导向机械手设计方案为：油缸推动导轨来扩展钳头梭车的行程，而钳头梭车通过钢丝绳滑轮机构来实现往复移动。现有技术存在以下问题：1、现有技术的结构复杂；2、现有技术采用钢丝绳传动存在控制精度低和易磨损的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够移运四立根的海洋钻井平台钻柱导向机械手。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案。一种钻柱导向机械手，包括与井架固定连接的基座，还包括：桁架连杆组件，所述桁架连杆组件的一端与所述基座活动连接；举升油缸，所述举升油缸的一端与所述桁架连杆组件活动连接，所述举升油缸的另一端与所述基座活动连接；钳头连接架，所述钳头连接架与所述桁架连杆组件的另一端活动连接；导向钳头，所述导向钳头与所述钳头连接架固定连接。作为本专利技术的优选方案，所述导向钳头包括与所述钳头连接架固定连接的滑移基座、与所述滑移基座活动连接的滑移支座、与所述滑移支座活动连接的连杆、与所述连杆固定连接的导向滚轮，分别与所述滑移支座和滑移基座活动连接的滑移油缸、分别与所述滑移支座和连杆活动连接的翻转油缸，所述滑移支座的数量为2个，所述连杆的数量为2个，所述导向滚轮的数量为2个，2个所述连杆分别与2个所述滑移支座活动连接，2个所述导向滚轮分别与2个所述连杆固定连接。作为本专利技术的优选方案，所述滑移基座包括与所述钳头连接架进行固定连接的钳头连接架连接装置、与所述钳头连接架连接装置固定连接的滑移基座套管盖板、与所述滑移基座套管盖板固定连接的滑移基座套管，与所述滑移基座套管固定连接的滑移油缸连接耳板、与所述滑移基座套管固定连接的导轨，所述钳头连接架连接装置的数量为2个，所述滑移基座套管盖板的数量为2个，所述滑移油缸连接耳板的数量为2对，所述导轨的数量是4个。作为本专利技术的优选方案，4个所述导轨分别与所述滑移基座套管的前后两个面的上下边沿固定连接，1对所述滑移油缸连接耳板与所述滑移基座套管顶面外侧的右边固定连接，另1对所述滑移油缸连接耳板与所述滑移基座套管底面外侧的左边固定连接，1个所述滑移基座套管盖板的外侧与1个所述钳头连接架连接装置固定连接，另1个所述滑移基座套管盖板的外侧与另1个所述钳头连接架连接装置固定连接，所述滑移基座套管的前后两个面的左上部和右下部分别加工有滑移支座安装槽，所述滑移基座套管前面上的所述滑移支座安装槽与所述滑移基座套管后面上的所述滑移支座安装槽的位置和形状完全一致，所述滑移支座通过销轴与所述滑移基座套管活动连接，所述销轴穿过所述滑移支座安装槽与所述滑移支座固定连接。作为本专利技术的优选方案，所述滑移支座包括滑移支座支架，与所述滑移支座支架固定连接的滑移支座底板，与所述滑移支座底板固定连接的滑移支座滚轮安装板，与所述滑移支座滚轮安装板连接的滑移支座滚轮，与所述滑移支座支架固定连接的滑移支座筋板，与所述滑移支座支架固定连接的滑移油缸连接板，与所述滑移支座支架固定连接的顶部加强限位结构，分别与所述滑移支座支架、滑移支座底板和滑移支座滚轮安装板固定连接的加强筋板，分别与所述滑移支座底板底部和滑移支座滚轮安装板内侧固定连接的导轨摩擦条，所述滑移支座滚轮通过滚轮轴与所述滑移支座滚轮安装板活动连接，前述滚轮轴与所述滑移支座滚轮安装板固定连接，所述导轨摩擦条与所述导轨匹配，所述顶部加强限位结构一方面起加强所述滑移支座支架强度的作用，另一方面也对所述连杆水平时末端起限位作用，所述滑移支座支架上分别开设有连杆连接孔、滑移油缸过孔和翻转油缸连接孔，所述翻转油缸连接孔位于所述滑移支座支架右上部，所述滑移油缸过孔位于所述滑移支座支架中部，所述连杆连接孔位于所述滑移支座支架左边，所述滑移油缸连接孔的轴线垂直于所述连杆连接孔的轴线同时还与所述翻转油缸连接孔的轴线垂直，所述滑移油缸连接板的数量为2个，所述滑移支座筋板的数量为M，M≥2，所述滑移支座筋板分别位于2个所述滑移油缸连接板的外侧，所述加强筋板的数量为N，N≥6，至少有2个所述加强筋板用于加强所述滑移支座支架和滑移支座滚轮安装板，至少有4个所述加强筋板用于加强所述滑移支座支架和滑移支座底板，当需要2个所述连杆带动2个所述导向滚轮进行反向翻转时，2个所述滑移支座支架上所述连杆连接孔的开设位置一样，均开设在所述滑移支座支架的左上部，当需要2个所述连杆带动2个所述导向滚轮进行同向翻转时，2个所述滑移支座支架上所述连杆连接孔的开设位置不一样，一个所述连杆连接孔开设在一个所述滑移支座支架的左上部，一个所述连杆连接孔开设在另一个所述滑移支座支架的左下部。作为本专利技术的优选方案，所述连杆包括与所述滑移支座支架活动连接的滑移支座连接座，与所述滑移支座连接座固定连接的连杆本体，与所述连杆本体固定连接的连杆筋板。作为本专利技术的优选方案，所述滑移支座连接座为L型，所述滑移支座连接座的一边与所述连杆本体的底端固定连接，所述滑移支座连接座靠近所述连杆筋板的一端加工有滑移支座连接孔，所述滑移支座连接座远离所述连杆本体的一端加工有翻转油缸连接孔。作为本专利技术的优选方案，所述滑移支座连接座为一平板，所述滑移支座连接座的底面与所述连杆本体的底端固定连接，所述滑移支座连接座靠近所述连杆筋板的一端加工有滑移支座连接孔，所述连杆本体上加工有翻转油缸连接耳座，所述翻转油缸连接耳座上加工有翻转油缸连接孔。作为本专利技术的优选方案，所述钳头连接架包括与桁架连杆组件活动连接的桁架连接杆，与所述桁架连接杆的一端固定连接的连接架左杆，与所述桁架连接杆的另一端固定连接的连接架右杆，钳头连接装置，所述钳头连接装置的数量为2个，一个所述钳头连接装置固定连接在所述连接架左杆的内侧，另一个所述钳头连接装置固定连接在所述连接架右杆的内侧，2个所述钳头连接装置分别与2个所述钳头连接架连接装置固定连接，所述桁架连接杆的左右两端各加工有一个桁架连杆组件连接孔。作为本专利技术的优选方案，所述桁架连杆组件包括桁架连杆一、桁架连杆二和举升油缸，所述桁架连杆一的一端与所述基座活动连接，所述桁架连杆一的另一端与所述桁架连接杆活动连接，所述桁架连杆二的一端与所述基座活动连接，所述桁架连杆二的另一端与所述桁架连接杆活动连接，所述桁架连杆二的中部设置有举升油缸连接座，所述举升油缸的一端与所述基座活动连接，所述举升油缸的一端还与所述桁架连杆一的一端活动连接，即所述举升油缸的一端和所属桁架连杆一的一端共同与所述基座活动连接，所述举升油缸的另一端与所述桁架连杆二中部的所述举升油缸连接座活动连接。作为本专利技术的优选方案，所述导向滚轮的顶端连接有档板，所述挡板用于防止管具的意外脱落。运行过程：待机状态时，所述连杆与所述导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻柱导向机械手，包括与井架固定连接的基座，其特征在于，还包括：桁架连杆组件，所述桁架连杆组件的一端与所述基座活动连接；举升油缸，所述举升油缸的一端与所述桁架连杆组件活动连接，所述举升油缸的另一端与所述基座活动连接；钳头连接架，所述钳头连接架与所述桁架连杆组件的另一端活动连接；导向钳头，所述导向钳头与所述钳头连接架固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种钻柱导向机械手，包括与井架固定连接的基座，其特征在于，还包括：桁架连杆组件，所述桁架连杆组件的一端与所述基座活动连接；举升油缸，所述举升油缸的一端与所述桁架连杆组件活动连接，所述举升油缸的另一端与所述基座活动连接；钳头连接架，所述钳头连接架与所述桁架连杆组件的另一端活动连接；导向钳头，所述导向钳头与所述钳头连接架固定连接。2.根据权利要求1所述的一种钻柱导向机械手，其特征在于：所述导向钳头包括与所述钳头连接架固定连接的滑移基座、与所述滑移基座活动连接的滑移支座、与所述滑移支座活动连接的连杆、与所述连杆固定连接的导向滚轮、分别与所述滑移支座和滑移基座活动连接的滑移油缸、分别与所述滑移支座和连杆活动连接的翻转油缸，所述滑移支座的数量为2个，所述连杆的数量为2个，所述导向滚轮的数量为2个，2个所述连杆分别与2个所述滑移支座活动连接，2个所述导向滚轮分别与2个所述连杆固定连接。3.根据权利要求2所述的一种钻柱导向机械手，其特征在于：所述滑移基座包括与所述钳头连接架进行固定连接的钳头连接架连接装置、与所述钳头连接架连接装置固定连接的滑移基座套管盖板、与所述滑移基座套管盖板固定连接的滑移基座套管，与所述滑移基座套管固定连接的滑移油缸连接耳板、与所述滑移基座套管固定连接的导轨，所述钳头连接架连接装置的数量为2个，所述滑移基座套管盖板的数量为2个，2个所述滑移基座套管盖板分别与所述滑移基座套管的两端固定连接，所述滑移油缸连接耳板的数量为2对，所述导轨的数量是4个。4.根据权利要求3所述的一种钻柱导向机械手，其特征在于：4个所述导轨分别与所述滑移基座套管的前后两个面的上下边沿固定连接，1对所述滑移油缸连接耳板与所述滑移基座套管顶面外侧的右边固定连接，另1对所述滑移油缸连接耳板与所述滑移基座套管底面外侧的左边固定连接，1个所述滑移基座套管盖板的外侧与1个所述钳头连接架连接装置固定连接，另1个所述滑移基座套管盖板的外侧与另1个所述钳头连接架连接装置固定连接，所述滑移基座套管的前后两个面的左上部和右下部分别加工有滑移支座安装槽，所述滑移基座套管前面上的所述滑移支座安装槽与所述滑移基座套管后面上的所述滑移支座安装槽的位置和形状完全一致，所述滑移支座通过销轴与所述滑移基座套管活动连接，所述销轴穿过所述滑移支座安装槽与所述滑移支座固定连接。5.根据权利要求4所述的一种钻柱导向机械手，其特征在于：所述滑移支座包括滑移支座支架，与所述滑移支座支架固定连接的滑移支座底板，与所述滑移支座底板固定连接的滑移支座滚轮安装板，与所述滑移支座滚轮安装板连接的滑移支座滚轮，与所述滑移支座支架固定连接的滑移支座筋板和滑移油缸连接板，与所述滑移支座支架固定连接的顶部加强限位结构，分别与所述滑移支座支架、滑移支座底板和滑移支座滚轮安装板固定连接的加强筋板，分别与所述滑移支座底板底部和滑移支座滚轮安装板内侧固定连接的导轨摩擦条，所述导轨摩擦条与所述导轨匹配，所述滑移支座支架上分别开设有连杆连接孔、滑移油缸过孔和翻转油缸连接孔，所述翻转油缸连接孔位于所述滑移支座支架右上部，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正华，陈崇，吕岩，高杭，李志刚，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51