二层台立根处理装置及其控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及石油及天然气钻探技术领域，尤其涉及了一种二层台立根处理装置，包括吊装梁、二层台和全自动排管机，所述二层台与所述吊装梁固定连接，所述全自动排管机与所述二层台活动连接，本实用新型专利技术还公开了一种二层台立根处理装置的控制系统，所述控制系统依靠精密的机械传动机构、可靠的传感系统和执行系统，缜密的逻辑程序，首次实现石油装备领域排管机全自动操作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油及天然气钻探
，特别涉及一种全自动的二层台立根处理装置及其控制系统。
技术介绍
鉴于对油气资源的需求，现在各国已开始寻找更深地层的油气资源。随着钻井深度的增加，钻井所需的钻杆数量相应增加，钻井作业时间和作业费用也相应增加，传统的钻杆操作方法已经无法满足需求，只有推广使用自动化操作系统才能解决上述问题。在钻井过程中，随着井深的增加，需要不断地将立根从立根盒移至井口连接到钻柱上，更换钻头时又要将立根从钻柱上取下移至立根盒中，即起下钻操作；目前传统的起下钻操作方式需要工作人员与钻杆直接接触,在起、下钻过程中需要司钻、钻工、井架工等人的密切配合,稍有不慎便可能造成事故，移动钻杆立根时,需要二层台上的井架工伸手到井口中心位置将立根接到游车上(或拆下来),并且还需要不断在指梁与井口中心之间移动立根,这是钻机上最危险的工作之一,且工作强度大,生产效率低。随着自动化的广泛使用，立根处理系统也在国内外得到了广泛的研发和使用，立根处理系统将与钻杆接触的工作全部集成在司钻房内，司钻即可控制全部起下钻过程，钻井效率明显提高，减轻了工人的工作强度，提高了钻井作业的安全性。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种二层台立根处理装置及二层台立根处理装置的控制系统，它采用行走小车、旋转基座及全自动排管机，利用电气控制，实现自动输送立根，平移小车、旋转基座和全自动排管机配合工作，实现自动化操作更加精准、安全、可靠，并满足自动化机具的发展需要。为了达到上述目的，本技术提供了如下技术方案。一种二层台立根处理装置，包括吊装梁，其特征在于，还包括：二层台，所述二层台与所述吊装梁固定连接，所述二层台包括猴台、指梁总成、钻铤卡板总成和围栏，所述猴台固定连接于所述围栏上，所述指梁总成和所述钻铤卡板总成分别与所述围栏固定连接，且所述指梁总成和钻铤卡板总成对称分布在所述猴台两侧；全自动排管机，所述全自动排管机包括主臂总成、副臂总成、后臂总成、连接块、旋转基座、摆动油缸和偏转油缸，所述副臂总成及所述后臂总成通过销轴连接在所述旋转基座上，所述主臂总成、所述副臂总成及所述后臂总成通过销轴共同连接在所述连接块上，所述副臂总成、旋转基座、后臂总成和连接块构成一个平行四边形机构，所述副臂总成与所述后臂总成之间连接有所述摆动油缸，所述摆动油缸的顶端与所述副臂总成的上部活动连接，所述摆动油缸的底端与所述后臂总成的中部活动连接，当所述摆动油缸伸缩时，所述主臂总成伸出或收回，所述主臂总成与所述连接块之间连接有所述偏转油缸，所述偏转油缸的顶部通过销轴与所述连接块连接，所述偏转油缸的底部通过销轴与所述主臂总成连接。作为本技术的优选方案，所述主臂总成包括扶正钳组件、套筒臂组件、伸缩臂组件和主钳组件，所述扶正钳组件与所述套筒臂组件固定连接，所述伸缩臂组件套接在所述套筒臂组件内，所述伸缩臂组件与所述主钳组件固定连接。作为本技术的优选方案，所述扶正钳组件包括钻铤扶正钳、钻杆扶正钳、扶正钳连接块、扶正钳切换油缸、钻铤扶正钳夹紧油缸和钻杆扶正钳夹紧油缸，所述钻铤扶正钳与所述扶正钳连接块活动连接，所述钻杆扶正钳与所述扶正钳连接块固定连接，所述扶正钳连接块与所述套筒臂组件固定连接，所述扶正钳切换油缸分别与所述钻铤扶正钳和所述套筒臂组件活动连接，所述扶正钳切换油缸用于切换所述钻铤扶正钳和钻杆扶正钳的工作状态，所述钻铤扶正钳和钻杆扶正钳不能同时工作，只能单独进行工作，所述钻铤扶正钳夹紧油缸内置于所述钻铤扶正钳并控制所述钻铤扶正钳的开合，所述钻杆扶正钳夹紧油缸内置于所述钻杆扶正钳并控制所述钻杆扶正钳的开合；所述套筒臂组件包括套筒臂和伸缩油缸，所述伸缩油缸内置于所述套筒臂，所述伸缩油缸的一端与所述套筒臂固定连接，所述伸缩油缸的另一端与所述伸缩臂组件固定连接，所述伸缩油缸驱动所述伸缩臂组件伸出或者收回套筒臂；所述伸缩臂组件包括伸缩臂和缓冲油缸，所述缓冲油缸内置于所述伸缩臂，所述缓冲油缸的一端与所述伸缩臂固定连接，所述缓冲油缸的另一端与所述主钳组件固定连接，所述缓冲油缸缓冲在工作工程中产生的冲击力；所述主钳组件包括主钳和主钳夹紧油缸，所述主钳夹紧油缸与所述主钳固定连接并控制所述主钳的的开合，所述主钳与所述伸缩臂底端固定连接，所述主钳用来夹紧被夹持物。作为本技术的优选方案，所述猴台包括猴台箱体、行走小车和回转支承组件，所述行走小车与所述猴台箱体活动连接，所述回转支承组件与所述行走小车固定连接，所述行走小车上设置有平移马达，所述平移马达驱动所述行走小车平移，所述回转支承组件与所述旋转基座固定连接，所述回转支承组件包含旋转马达，所述旋转马达驱动所述旋转基座进行旋转，从而带动所述全自动排管机进行旋转；所述指梁总成包括指梁和钻杆保护卡，所述指梁与所述围栏固定连接，所述钻杆保护卡设置在所述指梁端部，所述钻杆保护卡保护钻杆不会倾斜和掉落；所述钻铤卡板总成包括钻铤卡板和钻铤保护卡，所述钻铤卡板与所述围栏固定连接，且所述钻铤卡板与所述指梁平行，所述钻铤保护卡设置在所述钻铤卡板上部，所述钻铤保护卡保护钻铤不会倾斜和掉落。作为本技术的优选方案，所述指梁数量大于等于2，且为偶数，所述指梁对称分布在所述猴台两侧，所述钻杆保护卡的数量与所述指梁的数量一致；所述钻铤卡板数量为2个，每个所述钻铤卡板上的所述钻铤保护卡数量大于等于1，所述钻铤卡板对称分布在所述猴台两侧。本技术还公开了一种包含所述二层台处理装置的控制系统，其包括：二层台处理装置；控制装置，所述控制装置包括PLC从站，与所述PLC从站单线直接连接的第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器、第五编码器、第一微脉冲位移传感器、第二微脉冲位移传感器、第三微脉冲位移传感器、第四微脉冲位移传感器、第一压力开关、第二压力开关、第三压力开关、第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关、光电测距传感器、倾角传感器、旋转马达电磁换向阀、平移马达电磁换向阀、摆动油缸电磁换向阀、偏转油缸电磁换向阀、伸缩油缸电磁换向阀、扶正钳切换油缸电磁换向阀、钻铤扶正钳夹紧油缸电磁换向阀、钻杆扶正钳夹紧油缸电磁换向阀、主钳夹紧油缸电磁换向阀和阀岛，所述PLC从站是所述控制装置的中心，所述PLC控制所述控制装置的运行，所述阀岛控制所述钻铤保护卡和钻杆保护卡的开合。作为本技术的优选方案，所述第一编码器位于所述主钳底部，所述第二编码器位于所述钻杆扶正钳上，所述第三编码器位于所述钻铤扶正钳上，所述第四编码器位于所述回转支承组件内，所述第五编码器位于所述猴台箱体内，所述第一微脉冲位移传感器位于所述缓冲油缸内，所述第二微脉冲位移传感器位于所述伸缩油缸内，所述第三微脉冲位移传感器位于所述摆动油缸内，所述第四微脉冲位移传感器位于所述偏转油缸内，所述第一压力开关位于主钳后部，所述第二压力开关和第三压力开关位于所述扶正钳连接块上，所述第一接近开关位于所述钻杆扶正钳上，所述第二接近开关位于所述指梁端部，所述第三接近开关位于所述钻铤卡板上，所述光电测距传感器位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二层台立根处理装置，包括吊装梁，其特征在于，还包括：二层台，所述二层台与所述吊装梁固定连接，所述二层台包括猴台、指梁总成、钻铤卡板总成和围栏，所述猴台固定连接于所述围栏上，所述指梁总成和所述钻铤卡板总成分别与所述围栏固定连接，且所述指梁总成和钻铤卡板总成对称分布在所述猴台两侧；全自动排管机，所述全自动排管机包括主臂总成、副臂总成、后臂总成、连接块、旋转基座、摆动油缸和偏转油缸，所述副臂总成及所述后臂总成通过销轴连接在所述旋转基座上，所述主臂总成、所述副臂总成及所述后臂总成通过销轴共同连接在所述连接块上，所述副臂总成、旋转基座、后臂总成和连接块构成一个平行四边形机构，所述副臂总成与所述后臂总成之间连接所述摆动油缸，所述摆动油缸的顶端与所述副臂总成的上部活动连接，所述摆动油缸的底端与所述后臂总成的中部活动连接，所述主臂总成与所述连接块之间连接有所述偏转油缸，所述偏转油缸的顶部通过销轴与所述连接块连接，所述偏转油缸的底部通过销轴与所述主臂总成连接，所述旋转基座与所述猴台前端底部固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种二层台立根处理装置，包括吊装梁，其特征在于，还包括：
二层台，所述二层台与所述吊装梁固定连接，所述二层台包括猴台、指梁总成、钻铤卡板总成和围栏，所述猴台固定连接于所述围栏上，所述指梁总成和所述钻铤卡板总成分别与所述围栏固定连接，且所述指梁总成和钻铤卡板总成对称分布在所述猴台两侧；
全自动排管机，所述全自动排管机包括主臂总成、副臂总成、后臂总成、连接块、旋转基座、摆动油缸和偏转油缸，所述副臂总成及所述后臂总成通过销轴连接在所述旋转基座上，所述主臂总成、所述副臂总成及所述后臂总成通过销轴共同连接在所述连接块上，所述副臂总成、旋转基座、后臂总成和连接块构成一个平行四边形机构，所述副臂总成与所述后臂总成之间连接所述摆动油缸，所述摆动油缸的顶端与所述副臂总成的上部活动连接，所述摆动油缸的底端与所述后臂总成的中部活动连接，所述主臂总成与所述连接块之间连接有所述偏转油缸，所述偏转油缸的顶部通过销轴与所述连接块连接，所述偏转油缸的底部通过销轴与所述主臂总成连接，所述旋转基座与所述猴台前端底部固定连接。
2.根据权利要求1所述的二层台立根处理装置，其特征在于：所述主臂总成包括扶正钳组件、套筒臂组件、伸缩臂组件和主钳组件，所述扶正钳组件与所述套筒臂组件固定连接，所述伸缩臂组件套接在所述套筒臂组件内，所述伸缩臂组件与所述主钳组件固定连接。
3.根据权利要求2所述的二层台立根处理装置，其特征在于：所述扶正钳组件包括钻铤扶正钳、钻杆扶正钳、扶正钳连接块、扶正钳切换油缸、钻铤扶正钳夹紧油缸和钻杆扶正钳夹紧油缸，所述钻铤扶正钳与所述扶正钳连接块活动连接，所述钻杆扶正钳与所述扶正钳连接块固定连接，所述扶正钳连接块与所述套筒臂组件固定连接，所述扶正钳切换油缸分别与所述钻铤扶正钳和所述套筒臂组件活动连接，所述钻铤扶正钳夹紧油缸内置于所述钻铤扶正钳并控制所述钻铤扶正钳的开合，所述钻杆扶正钳夹紧油缸内置于所述钻杆扶正钳并控制所述钻杆扶正钳的开合；
所述套筒臂组件包括套筒臂和伸缩油缸，所述伸缩油缸内置于所述套筒臂，所述伸缩油缸的一端与所述套筒臂固定连接，所述伸缩油缸的另一端与所述伸缩臂组件固定连接；
所述伸缩臂组件包括伸缩臂和缓冲油缸，所述缓冲油缸内置于所述伸缩臂，所述缓冲油缸的一端与所述伸缩臂固定连接，所述缓冲油缸的另一端与所述主钳组件固定连接；
所述主钳组件包括主钳和主钳夹紧油缸，所述主钳夹紧油缸与所述主钳固定连接并控制所述主钳的的开合，所述主钳与所述伸缩臂底端固定连接。
4.根据权利要求3所述的二层台立根处理装置，其特征在于：所述猴台包括猴台箱体、行走小车和回转支承组件，所述行走小车与所述猴台箱体活动连接，所述回转支承组件与所述行走小车固定连接，所述行走小车上设置有平移马达，所述平移马达驱动所述行走小车平移，所述回转支承组件与所述旋转基座固定连接，所述回转支承组件包含旋转马达，所述旋转马达驱动所述旋转基座进行旋转；
所述指梁总成包括指梁和钻杆保护卡，所述指梁与所述围栏固定连接，所述钻杆保护卡设置在所述指梁端部；
所述钻铤卡板总成包括钻铤卡板和钻铤保护卡，所述钻铤卡板与所述围栏固定连接，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓虎，张亮，唐林，刘秋勇，李莹，许月刚，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51