一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构制造技术

本发明专利技术涉及一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构，属石油天然气开采技术领域。它由固定指梁、滑动指梁、翻转指梁、蜗杆、蜗轮、齿轮、电机、齿条、滑动座和传动轴等构成，本发明专利技术通过电机同步驱动，将翻转指梁翻转至不影响排管的位置，同时将滑动指梁平行滑动到需要的位置，从而调整各指梁间的间距大小，以适应各种管柱直径的变化，只需远程一键自动调整，无需人员在二层台高空操作，即可使指梁架达到摆放不同直径管柱的要求；省时省力，操作安全可靠。解决了现有二层台指梁当管柱直径变化时须将指梁架整体拆卸更换，或是采用人力逐一橇动指梁带来的操作不便，且高空作业危险性大的问题，特别适用于与自动化二层台排管机械手的配合。

An automatic adjusting mechanism for the spacing between finger beams of two-layer platform of drilling workover rig

The invention relates to an automatic adjusting mechanism for the spacing between two-layer finger beams of a drilling and workover rig, which belongs to the technical field of oil and gas exploitation. It is composed of fixed finger beam, sliding finger beam, flip finger beam, worm, worm wheel, gear, motor, rack, sliding seat and transmission shaft, etc. By synchronous drive of motor, the flip finger beam is turned over to the position without affecting the row pipe, and the sliding finger beam is slid parallel to the required position, thereby adjusting the spacing between the finger beams to adapt to the change of the diameter of various pipe columns. The finger girder rack can meet the requirement of placing different diameter pipe columns, save time and labor, and operate safely and reliably, without the need of remote automatic adjustment with one key and without the need of personnel operating at the upper level of the second floor platform. The problems of disassembling and replacing the finger girder frame as a whole when the diameter of the pipe column of the existing two-storey finger girder changes, or the inconvenience of operation caused by the manual sledding finger girder one by one, and the high-altitude operation risk are solved, which are especially suitable for the cooperation with the automatic two-storey pipe-arranging manipulator.

【技术实现步骤摘要】
一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构
本专利技术涉及一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构，属石油天然气开采

技术介绍
钻修井机是指一种大型修井机，主要用于大修作业，大修作业有时候需要对采油井进行加深和侧钻，即进行钻井作业。海洋修井机必须能够进行钻井作业，陆地钻机有时候也进行修井作业，包括起下油管。陆地采油用的油管直径通常是2-3/8in～3-1/2in，海洋采油用的油管直径通常是2-3/8in～4-1/2in，钻井作业用的钻杆直径通常是4in～5-1/2in。常规修井机，为保证二层台容根量（排放立根的数量）和适应不同直径的油管，指梁间距一般为100mm左右。若要进行钻井作业则更换二层台指梁排或滑动二层台指梁来满足放置钻杆需要，其排放钻杆时的指梁间距一般在150mm左右。这种更换或者滑动的方式可以基本满足要求不高、变换频率低的装备。在使用二层台自动排管机械手的自动化二层台，如果仍然使用更换二层台指梁的模式，因为带自动控制装置，会导致设备成本极大提高，更换难度极大；如果采用手动滑动调整二层台指梁的模式，其调整难度极大，几乎不能满足二层台自动排管机械手在自动排管时对二层台指梁的精度要求。陆地用修井机为保证安全，可以采取放下井架后在接近地面的位置更换指梁排，海洋修井机几乎不可能采取放下井架后在接近平台的位置更换指梁排的方式，只能在离平台约20m左右的高空中进行更换，更换时费时费工，且非常不安全。而且海洋修井机即使不钻井，同次作业也会出现需要排放4-1/2in油管的情况，所以随时都有改变指梁间距的可能。为了解决指梁架整体拆卸更换困难，有人设计了间距可调的人工调节可滑移式二层台指梁，如公告号为“CN203822174U”名称为“钻杆架可移动、可翻转式二层台”；又如公告号为“CN206016722U”名称为“可调节间距的二层台档杆架”；当钻具变化时可以不需要更换指梁排，指梁之间的间距可进行调节，但这类可调节的指梁架必须在二层台上用人力逐一橇动指梁以调整间距，由于二层台空间狭小，且二层台上施工人员有限，采用人力逐一橇动指梁不仅操作不方便，危险性大，而且这种方式对需要满足指梁间距准确、指梁与二层台猴台轴线垂直、指梁稳定等较高要求的二层台排管机械手用二层台来说，通过人工自主调节是达不到要求的，而且二层台指梁上还带有控制线等电控部件，大距离移动也是不现实的。另一方面，在工作条件恶劣的钻井、修井作业领域，特别海洋钻修井作业领域，逐渐减少工人的作业风险，减轻劳动强度、提高作业效率、保证作业安全已经成为现在和将来发展的主要趋势。目前，钻机、修井机的二层台逐渐以自动化二层台排管机械手取代人工以实现二层台自动排管，使这一高危工作岗位实现无人化。若钻机、修井机只用于单独的钻井或者修井，可以使用固定指梁，若要进行钻井和修井两种作业，而且海洋修井机必须起下4-1/2in油管，则必须使用可调指梁间距的二层台。即使不考虑二层台容根量，若通过在指梁上采取簧片锁紧管柱的方式固定管柱，因为簧片变化间距的限制，为适应大的间距变化后还能锁紧管柱也必须改变指梁间距。也就是说，在使用二层台排管机械手进行二层台自动排管的钻修机上，通常情况下必须配套带二层台指梁间距自动调节机构的二层台。即使不进行二层台自动排管的普通二层台，当指梁有变间距要求时，选择带动力或者不带动力的二层台指梁间距自动调节机构，也可以极大地降低作业成本，保证作业安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种当钻修井作业过程中，特别是海洋钻修井作业过程中二层台需要改变指梁间距以达到排放不同直径管柱的要求时，无需通过更换指梁排或通过作业人员逐一橇动指梁来调整指梁间距，只需通过控制开关启动电机，即能实现二层台指梁间距的远程一键自动调整，无需人员在二层台高空操作，便可满足变换管柱对指梁间距变化要求的钻修井机二层台指梁间距自动调节机构。本专利技术是通过如下的技术方案来实现上述目的的：一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构，它由固定指梁、滑动指梁、翻转指梁、蜗杆、蜗轮、齿轮A、齿轮B、齿轮C、齿轮轴承座、传动轴轴承座、电机、齿条、滑动座、二层台纵梁和传动轴构成，二层台纵梁为二层台指梁间距自动调节机构的安装固定座，并通过二层台纵梁与二层台框架固接，其特征在于：所述的固定指梁有两根，固定指梁的其中一端固定焊接在二层台纵梁上；两根固定指梁内侧的二层台纵梁上固装有两个滑动座，两个滑动座的一侧上装有滑动指梁，滑动指梁能在滑动座上滑动，滑动指梁装在滑动座上的该端装有齿条；滑动座的另一侧装有蜗轮，蜗轮的下方同轴安装有齿轮A，齿轮A与齿条啮合并与蜗轮同步旋转；两根滑动指梁的内侧设置有一根翻转指梁，翻转指梁的一端装有齿轮C，并通过齿轮轴和齿轮轴承座活动铰接在二层台纵梁上，能绕二层台纵梁转动；所述的二层台纵梁的外侧通过传动轴轴承座装有一传动轴，传动轴的两端制作有蜗杆，中间制作有一齿轮B，两端的蜗杆分别与滑动座一侧的蜗轮啮合，从而带动蜗轮和下方同轴安装的齿轮A同步旋转，齿轮A与齿条啮合并带动两根滑动指梁移动；中间的齿轮B与翻转指梁端部的齿轮C啮合；传动轴的其中一端装有电机。所述的传动轴上两端的蜗杆模数和头数相同，其两个蜗杆的螺旋方向相反。所述的滑动指梁和翻转指梁由同一电机驱动，实现滑动和翻转的同步运动。所述的两根滑动指梁在滑动座13上沿二层台纵梁相向或反向进行平行滑动，增大或减小指梁相互间的间距，其滑动范围由整体结构和传动机构的系数确定。所述的电机能用液压马达或气动马达等替换。所述的二层台指梁间距自动调节机构为修井机二层台排管架的一个指梁单元，二层台排管架由两组及两组以上的指梁单元构成二层台排管架。所述的二层台指梁间距自动调节机构能由人工手动扳动翻转指梁实现间距调整，以防止出现停电或自动调节机构控制系统出现故障时临时应急之用；不安装电机，则可以成为手动二层台指梁间距自动调节装置。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：该钻修井机二层台指梁间距自动调节机构的二层台排管架由多组二层台指梁间距自动调节机构构成。每组二层台指梁间距自动调节机构内的数根指梁通过电机同步驱动，将翻转指梁翻转至不影响排管的位置，同时将滑动指梁平行滑动到需要的位置，从而调整各指梁间的间距大小，以适应各种管柱直径的变化；实现了二层台指梁间距的远程一键自动调整，无需人员在二层台高空操作，即可使指梁架达到摆放不同直径管柱的工况，以满足各种管柱对指梁间距的变化要求；省时省力，操作安全可靠。解决了现有二层台指梁当管柱直径变化过大时必须将指梁架整体拆卸更换大间距的指梁架，或是采用人力逐一橇动指梁带来的操作不方便，且高空作业危险性大，特别不能适用于海洋钻修井机的问题。本机构特别适用于与自动化二层台排管机械手的配合。使用该二层台指梁间距自动调节机构的自动化二层台，能同时满足指梁间距准确、指梁与二层台猴台轴线垂直、指梁稳定等特殊要求，以满足二层台自动排管的需要。即使不需要进行二层台自动排管的普通二层台，当指梁有变间距要求时，也可以选择带动力或者不带动力的该二层台指梁间距自动调节机构，极大地降低作业成本，保证作业安全。附图说明图1为一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构的立体结构示意图；图2为指梁间距未调整前的俯视结构示意图；图3为指梁间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构，它由固定指梁（1）、滑动指梁（2）、翻转指梁（3）、蜗杆（4）、蜗轮（5）、齿轮A（6）、齿轮B（7）、齿轮C（8）、齿轮轴承座（9）、传动轴轴承座（10）、电机（11）、齿条（12）、滑动座（13）、二层台纵梁（14）和传动轴（15）构成；二层台纵梁（14）为二层台指梁间距自动调节机构的安装固定座，并通过二层台纵梁（14）与二层台框架固接，其特征在于：所述的固定指梁（1）有两根，固定指梁（1）的其中一端固定焊接在二层台纵梁（14）上；两根固定指梁（1）内侧的二层台纵梁（14）上固装有两个滑动座（13），两个滑动座（13）的一侧上装有滑动指梁（2），滑动指梁（2）能在滑动座（13）上滑动，滑动指梁（2）装在滑动座（13）上的该端装有齿条（12）；滑动座（13）的另一侧装有蜗轮（5），蜗轮（5）的下方同轴安装有齿轮A（6），齿轮A（6）与齿条（12）啮合并与蜗轮（5）同步旋转；两根滑动指梁（2）的内侧设置有一根翻转指梁（3），翻转指梁（3）的一端装有齿轮C（8），并通过齿轮轴和齿轮轴承座（9）活动铰接在二层台纵梁（14）上，能绕二层台纵梁（14）转动；所述的二层台纵梁（14）的外侧通过传动轴轴承座（10）装有一传动轴（15），传动轴（15）的两端制作有蜗杆（4），中间制作有一齿轮B（7），两端的蜗杆（4）分别与滑动座一侧的蜗轮（5）啮合，从而带动蜗轮（5）和下方同轴安装的齿轮A（6）同步旋转，齿轮A（6）与齿条（12）啮合并带动两根滑动指梁（2）移动；中间的齿轮B（7）与翻转指梁（3）端部的齿轮C（8）啮合；传动轴（15）的其中一端装有电机（11）。...

【技术特征摘要】
1.一种钻修井机二层台指梁间距自动调节机构，它由固定指梁（1）、滑动指梁（2）、翻转指梁（3）、蜗杆（4）、蜗轮（5）、齿轮A（6）、齿轮B（7）、齿轮C（8）、齿轮轴承座（9）、传动轴轴承座（10）、电机（11）、齿条（12）、滑动座（13）、二层台纵梁（14）和传动轴（15）构成；二层台纵梁（14）为二层台指梁间距自动调节机构的安装固定座，并通过二层台纵梁（14）与二层台框架固接，其特征在于：所述的固定指梁（1）有两根，固定指梁（1）的其中一端固定焊接在二层台纵梁（14）上；两根固定指梁（1）内侧的二层台纵梁（14）上固装有两个滑动座（13），两个滑动座（13）的一侧上装有滑动指梁（2），滑动指梁（2）能在滑动座（13）上滑动，滑动指梁（2）装在滑动座（13）上的该端装有齿条（12）；滑动座（13）的另一侧装有蜗轮（5），蜗轮（5）的下方同轴安装有齿轮A（6），齿轮A（6）与齿条（12）啮合并与蜗轮（5）同步旋转；两根滑动指梁（2）的内侧设置有一根翻转指梁（3），翻转指梁（3）的一端装有齿轮C（8），并通过齿轮轴和齿轮轴承座（9）活动铰接在二层台纵梁（14）上，能绕二层台纵梁（14）转动；所述的二层台纵梁（14）的外侧通过传动轴轴承座（10）装有一传动轴（15），传动轴（15）的两端制作有蜗杆（4），中间制作有一齿轮B（7），两端的蜗杆（4）分别与滑动座一侧的蜗轮（5）啮合，从而带动蜗轮（5）和下方同轴安装的齿轮A（6）同步旋转，齿轮A（6）与齿条（12）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李睿枫，黄彦霆，张超，马冬辉，
申请(专利权)人：湖北省聚元石油自动化装备股份有限公司，荆州市元泽石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42