陆地钻机二层台自动排管系统技术方案

陆地钻机二层台自动排管系统，包括安装在二层台上的二层台机械手与安装在钻台上的钻台辅助机械手，二层台机械手包括平移机构，平移机构包括导轨和滑块，导轨上安装有滑块，滑块通过螺栓与旋转机构相连，旋转机构与平行四边形机构相连，平行四边形机构上设置有用于夹持钻杆的夹持机构，夹持机构将位于立根排放架上的钻杆送入吊卡，平行机构位于旋转机构上方，平行四边形机构沿导轨运行，通过旋转机构变换角度；吊卡下方设置有用于运送钻杆的钻台辅助机械手，本发明专利技术主要作用是完成钻杆从二层台指梁到井口中心之间的往复移动，可以根据预先设定的程序进行安全高效地工作，从而使操作人员脱离繁重的体力劳动，提高作业效率、实现钻机自动化。

Two row automatic pipe arranging system for land drilling rig

The automatic pipe arranging system of the two-layer bench of the land drilling rig consists of a two-layer bench manipulator mounted on the two-layer bench and a drilling bench auxiliary manipulator mounted on the drilling bench. The two-layer bench manipulator includes a translating mechanism, a translating mechanism includes a guide rail and a slider, a slider mounted on the guide rail, a slider connected with a rotating mechanism through a bolt, and a rotating mechanism and a rotating mechanism. Parallel quadrilateral mechanism is connected, and a clamping mechanism for clamping drill pipe is arranged on the parallelogram mechanism. The clamping mechanism feeds the drill pipe located on the vertical root discharging rack into the lifting clip, the parallel mechanism is located above the rotating mechanism, the parallelogram mechanism runs along the guide rail, and the angle is changed through the rotating mechanism. The main function of the invention is to complete the reciprocating movement of the drill pipe from the second-floor table finger beam to the wellhead center, and to work safely and efficiently according to the predetermined program, so as to make the operator break away from the heavy physical labor, improve the operation efficiency and realize the automation of the drilling machine.

【技术实现步骤摘要】
陆地钻机二层台自动排管系统
本专利技术涉及石油机械陆地钻机二层台排管
，尤其涉及陆地钻机二层台自动排管系统。
技术介绍
在石油钻井过程中，立根需要不断地存入或移出二层台指梁架。每起升一个立根，就需要将钻杆从井口位置移送到钻杆立根盒中。每下放一个立根，就需要将钻杆从立根盒移送到井口位置。这个过程经常重复进行。整个过程需要井架工在二层台上伸出机械手到井口中心位置将立根接到游车上(或拆下来)，还需要平台钻工进行上卸扣操作。钻杆排放操作需要多人合作共同完成，在进行起下钻时，钻井工作人员(司钻、井架工和钻工)必须密切合作，任何一人操作失误，都可能导致其他人员受到伤害。另外，二层台距离井台约26.5米，井架工高空作业的安全得不到保证。可见在传统钻井工作中，工作环境安全差，工作繁琐耗费人力，钻井效率不高。目前自动排管系统在海洋石油钻井平台的应用中技术较成熟，由于海洋平台所用自动排管系统体积庞大，不适用于陆地钻井平台常用的K型井架，加之成本较高，因此在陆地钻井平台配备较少。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供陆地钻机二层台自动排管系统，该系统装置主要作用是完成钻杆从二层台指梁到井口中心之间的往复移动，可以根据预先设定的程序进行安全高效地工作，从而使操作人员脱离繁重的体力劳动，提高作业效率、实现钻机自动化。为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：陆地钻机二层台自动排管系统，包括安装在二层台上的二层台机械手与安装在钻台上的钻台辅助机械手，所述的二层台机械手包括平移机构1，平移机构1包括导轨8和滑块9，导轨8上安装有滑块9，滑块9通过螺栓与旋转机构2相连，旋转机构2与平行四边形机构3相连，平行四边形机构3上设置有用于夹持钻杆5的夹持机构4，夹持机构4将位于立根排放架6上的钻杆5送入吊卡7，所述的平移机构1位于旋转机构2上方，带动平行四边形机构3与夹持机构5沿导轨8运行，通过旋转机构2变换角度；所述的吊卡7下方钻台上距离井口3米远处设置有用于运送钻杆5的钻台辅助机械手。所述的旋转机构2上设置有轴座17，旋转机构2上的轴座17与平行四边形机构3的固定上板19连接，平行四边形机构3上设置有四根伸展臂23，伸展臂23的另一端设置有连接板25，连接板25与夹持机构4连接。所述的旋转机构2包括减速器一10，减速器一10与旋转轴一17上端连接，旋转轴一17通过防爆电机一11进行驱动，旋转轴一17上套有加强板12并固定在固定外壳15上，止推轴承14与摩擦垫片16依次安装在旋转轴一17上。所述的平行四边形机构3包括两根连接轴20，两根连接轴20安装在固定上板19上，其中一个连接轴20上设置有减速器二18，减速器二18通过防爆电机二22驱动，所述的连接轴20两侧设置有伸展臂23与固定端盖21。所述的夹持机构4包括与滑块9连接的后座26，后座26固定在外壳35上，后座26上设置有电推杆27，电推杆27前端与轴端滑块28连接由定位销29固定，滑块导轨33与限位滚轮34固定在外壳35上，滑块28通过推杆32连接机械夹持手指31。所述的外壳35上设置机械夹持手指31运行的限位挡片30。所述的钻台辅助机械手包括包括固定在钻台上的底座37，底座37内侧设置有动力电机40，底座37上表面设置有转盘38，动力电机40与转盘38相连，转盘38上依次设置有支撑臂44和一号伸展臂46，一号伸展臂46内部设置有二号伸展臂48，二号伸展臂48端部设置有抓取装置。所述的抓取装置包括与二号伸展臂48相连的机械手爪支撑板50，机械手爪支撑板50上设置有为机械抓手指52提供动力的直线电机，直线电机外侧通过外壳49罩住，直线电机的电机轴通过连接杆51与机械爪手指52连接，机械爪手指52固定在支撑板50上。所述的支撑臂44上设置有用于控制其伸缩的一号液压缸43，所述的一号伸展臂46上设置有用于控制其升降的二号液压缸45，所述的二号伸展臂48上设置有用于控制其伸缩的三号液压缸47。所述的底座37通过强磁吸盘39固定在钻台上。所述的动力电机40与连轴斜齿轮41相连，连轴斜齿轮41与转盘38上的齿轮42啮合。本专利技术的有益效果：该装置能准确迅速的的完成在起下钻过程中，自动将立根由吊卡处运送到立根盒的排管架并依次排好，以及将立根从立根盒运送至吊卡处这两个过程。这两个工作过程可反复交叉多次执行，二层台机械手与钻台辅助机械手密切配合，安全高效的完成钻杆的输送任务。该系统稳定性和自动化程度高，能进一步降低工作人员的劳动强度和对钻杆丝扣及杆体造成的损伤；此外，该装置能满足多种型号钻杆的输送要求，且适应各种恶劣环境，满足各种井场的需要，大大的提高了钻井效率。附图说明图1本专利技术结构示意图。图2为本专利技术机械结构主视图。图3为本专利技术左视图。图4为本专利技术俯视图。图5钻台辅助机械手正视图。图6钻台辅助机械手俯视图。具体实施方式下面参照附图详述本专利技术。如图1所示：二层台自动排管系统包括平移机构1、旋转机构2、平行四边形机构3和夹持机构4，平行机构1位于旋转机构2上方，旋转机构2与平行机构1内部的导轨8上安装的滑块9由螺栓连接；旋转机构3的轴座17与平行四边形机构3的固定上板19连接；平行四边形机构3上的下连接板25与夹持机构4连接。所述的平移机构1由导轨8和滑块9组成。如图2所示：所述的旋转机构2，由固定外壳15、防爆电机一11、减速器一10、旋转轴一17、止推轴承14、摩擦垫片16、加强板12组成，其中防爆电机一11安装在固定外壳15上；减速器一10与防爆电机一11连接；减速器一10与旋转轴一17上端连接；加强板12套在旋转轴一17上并固定在固定外壳15上；止推轴承14与摩擦垫片16依次安装在旋转轴上。如图2图3所示：所述平行四边形机构3，由固定上板19、两根连接轴20、防爆电机二22、减速器二18、四根伸展臂23、四个固定端盖21、下连接板25组成，其中防爆电机二22与减速器二18连接并固定在固定上板19上；两根连接轴20安装在固定上板19上；减速器二18与其中一根连接轴20轴端连接；四根伸展臂23一端与固定盖板21连接一端与下连接板25连接；四个固定端盖21分别安装在两根连接轴20的两端。如图4所示：所述夹持机构4，由电推杆连接后座26、电推杆27、轴端滑块28、机械夹持手指31、限位挡片30、两根推杆32、滑块导轨33、限位滚轮34、外壳35组成，其中连接后座26固定在与下连接板25连接的外壳35；电推杆27后端与连接后座26连接由定位销36固定；电推杆27前端与轴端滑块28连接由定位销29固定；滑块导轨33与限位滚轮34分别由螺钉固定在外壳35上；两根推杆32一端连接轴端滑块28一端连接机械夹持手指31，连接处均采用铰接；限位挡片30固定在外壳35上由螺钉固定，用于限制机械夹持手指31的运动轨迹。旋转机构2是带动二层台机械手中除平移机构外的所有机构同时旋转，旋转始终与平移机构1导轨垂直，钻杆5在移动的过程中并不是始终与旋转轴平行的，在二层台机械手移动钻杆5的过程中，钻杆5会倾斜，后面由钻台辅助机械手扶正。平行四边形机构3在由内部电机驱动变换与平移机构导轨平面的夹角。本专利技术的工作原理：当控制系统给装置发出取钻杆的指令后，二层台机械手平移机构1开始工作带动旋转机构2平行四边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.陆地钻机二层台自动排管系统，其特征在于，包括安装在二层台上的二层台机械手与安装在钻台上的钻台辅助机械手，所述的二层台机械手包括平移机构(1)，平移机构(1)包括导轨(8)和滑块(9)，导轨(8)上安装有滑块(9)，滑块(9)通过螺栓与旋转机构(2)相连，旋转机构(2)与平行四边形机构(3)相连，平行四边形机构(3)上设置有用于夹持钻杆(5)的夹持机构(4)，夹持机构(4)将位于立根排放架(6)上的钻杆(5)送入吊卡(7)，所述的平移机构(1)位于旋转机构(2)上方，带动平行四边形机构(3)与夹持机构(4)沿导轨(8)运行，通过旋转机构(2)变换角度；所述的吊卡(7)下方设置有用于运送钻杆(5)的钻台辅助机械手。

【技术特征摘要】
1.陆地钻机二层台自动排管系统，其特征在于，包括安装在二层台上的二层台机械手与安装在钻台上的钻台辅助机械手，所述的二层台机械手包括平移机构(1)，平移机构(1)包括导轨(8)和滑块(9)，导轨(8)上安装有滑块(9)，滑块(9)通过螺栓与旋转机构(2)相连，旋转机构(2)与平行四边形机构(3)相连，平行四边形机构(3)上设置有用于夹持钻杆(5)的夹持机构(4)，夹持机构(4)将位于立根排放架(6)上的钻杆(5)送入吊卡(7)，所述的平移机构(1)位于旋转机构(2)上方，带动平行四边形机构(3)与夹持机构(4)沿导轨(8)运行，通过旋转机构(2)变换角度；所述的吊卡(7)下方设置有用于运送钻杆(5)的钻台辅助机械手。2.根据权利要求1所述的陆地钻机二层台自动排管系统，其特征在于，所述的旋转机构(2)上设置有轴座(17)，旋转机构(2)上的轴座(17)与平行四边形机构(3)的固定上板(19)连接，平行四边形机构(3)上设置有四根伸展臂(23)，伸展臂(23)的另一端设置有连接板(25)，连接板(25)与夹持机构(4)连接。3.根据权利要求1所述的陆地钻机二层台自动排管系统，其特征在于，所述的旋转机构(2)包括减速器一(10)，减速器一(10)与旋转轴一(17)上端连接，旋转轴一(17)通过防爆电机一(11)进行驱动，旋转轴一(17)上套有加强板(12)并固定在固定外壳(15)上，止推轴承(14)与摩擦垫片(16)依次安装在旋转轴一(17)上。4.根据权利要求1所述的陆地钻机二层台自动排管系统，其特征在于，所述的平行四边形机构(3)包括两根连接轴(20)，两根连接轴(20)安装在固定上板(19)上，其中一个连接轴(20)上设置有减速器二(18)，减速器二(18)通过防爆电机二(22)驱动，所述的连接轴(20)两侧设置有伸展臂(23)与固定端盖(21)。5.根据权利要求1所述的陆地钻机二层台自动排管系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍泽富，胡广珊，赵均强，王艳梅，王冲，陈少成，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61