一种用于科学钻探的动力猫道制造技术

一种用于科学钻探的动力猫道，属于科学钻探装备领域，包括轨道底座、平台、滚动轮胎、V型槽、出槽机构、钻具推板、辅助支撑机构、竖直轨道、固定架、链传动机构、固定V型槽、防坠落机构；本实用新型专利技术用于将钻具由地面运送至钻井平台，通过链传动机构的动作，将平台前端沿竖直轨道提升，从而实现位于平台上的V型槽与固定V型槽实现对接；平台下装有滚动轮胎，配合竖直提升动作在轨道底座上自由滚动；固定V型槽上端与钻井平台铰接，下端与竖直轨道顶部铰接；通过辅助支撑机构，改善上下钻具时链传动机构受力情况；出槽机构和钻具推板配合将钻具送至钻井平台。本实用新型专利技术可显著降低自动送钻高度，提高送钻过程的稳定性，效率更高。

A dynamic catwalk for Scientific Drilling

【技术实现步骤摘要】
一种用于科学钻探的动力猫道
本技术涉及一种陆地科学钻探装备的钻杆输送装置，用于自动输送钻具上下钻井平台，特别是适用于超深井科学钻探装备领域。
技术介绍
随着陆地钻探技术的发展，科学钻探越来越被人们重视。科学钻探因钻探深度大，采样频繁等特点，其装备与常规陆地钻探装备有所不同。设计合理的猫道装置，使钻具能够安全高效的上下钻井平台，影响着整个钻探进程。目前，国内外关于猫道的结构主要有固定式、机械手臂式和举升式。其中固定式猫道如C16型动力猫道，它的坡道和猫道都是固定的，虽然结构简单、安装方便，但是坡道较短，适合钻井平台较低的小型钻机，难以满足科学钻探的需求。机械手臂式猫道如KTB翻转式机械手、varco机械手臂，虽然自动化程度高、动作灵活，但制造成本高、维修不易、安装和拆卸不便，不适合科学钻探领域。举升式猫道如VARCO自动猫道、PowerCAT自动猫道系统、四川宏华钻具移送装置、中国专利“深井钻机全液压自动钻具输送装置”，通过坡道固定，猫道起升来完成送钻，这种方式自动化程度较高，且基本能实现自动送钻，但由于科学钻探钻井平台高、上下钻具频繁，举升式猫道高空作业时控制难度大、稳定性较差，效率较低。因此，用于科学钻探的动力猫道需具备送钻高度大、结构简单、稳定性及效率较高等特点。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种用于科学钻探的动力猫道，以实现钻具上下钻井平台。本技术在举升式动力猫道的基础上，通过调整猫道结构和送钻方式，使其满足实施超深井钻探时的钻井平台高、上下钻具频繁的要求。通过本技术可显著的简化上下钻过程，降低送钻高度，从而达到易于控制、安全高效的目的。本技术包括轨道底座、平台、滚动轮胎、V型槽、出槽机构、钻具推板、辅助支撑机构、竖直轨道、固定架、链传动机构、固定V型槽和防坠落机构；平台前端与链传动机构相连以实现它沿竖直轨道上下运动，平台下端装有滚动轮胎以实现它沿轨道底座的轨道上自由滚动；所述平台前端是指靠近竖直轨道的一侧，下端是指靠近轨道底座的一侧；V型槽由主槽和副槽组成，其中主槽固定安装在平台上，副槽位于主槽前端，可伸缩；出槽机构由顶出块和滚轮组成，顶出块通过液压缸与平台连接，滚轮安装在顶出块内部，且高出顶出块V字型表面；钻具推板位于平台上，可沿着V型槽往复运动；竖直轨道通过固定架与钻井现场的地面连接，固定架由侧固定架、后固定架、横向固定架、顶板组成；固定V型槽与水平地面呈°夹角；防坠落机构分别通过液压缸连接在平台和固定V型槽两侧；以上结构均可拆卸。所述的轨道底座的轨道呈凸字型，并与呈凹字型的滚动轮胎啮合，实现自由滚动；滚动轮胎通过轮胎轴通过轴座以轴承支撑，轴座与平台螺栓连接；所述滚动轮胎共有两对，分别位于平台前端和后端。所述的链传动机构由链轮机构和链条机构组成；所述链轮机构由连接板、链轮安装板、张紧链轮、传动链轮、连接块、电机、电机输出连接轴组成；所述张紧链轮共四个分两侧对称布置，所述传动链轮共两个分两侧对称布置，所述电机为双输出轴；所述连接板与平台螺栓连接；链轮安装板与连接板通过销轴形成铰接，内嵌铰接轴承；张紧链轮与链轮安装板通过张紧链轮轴连接；两个传动链轮分别安装在电机输出连接轴两端，电机输出连接轴通过链轮安装板以轴承支撑；电机通过紧固螺栓固定在连接块上；连接块两头在竖直轨道凹槽内滑动；所述链条机构上下两端分别与竖直轨道固定，并有张紧机构进行张紧，链条机构通过张紧链轮与传动链轮的配合使用，形成链轮-链条“爬绳式”传动。所述的辅助支撑机构由辅助支撑杆和辅助支撑台组成；所述辅助支撑杆由平台支撑杆和第一液压缸组成，第一液压缸通过螺栓固定在平台凹槽内，平台支撑杆与第一液压缸活塞杆刚性连接，实现伸缩；所述辅助支撑台由第二液压缸和承压台组成，第二液压缸通过螺栓固定在竖直轨道凹槽内，承压台与第二液压缸活塞杆刚性连接，实现伸缩。所述的固定V型槽上端与钻井平台铰接，下端与顶板铰接，并与水平地面呈37°夹角；当链传动机构提升平台至竖直轨道高度，使其与水平面呈37°夹角时，停止提升；副槽伸出，利用光电传感器检测，当副槽与固定V型槽下端接触时停止伸出。本技术的有益效果：1.本技术将V型槽分为两部分，一部分固定在平台上，一部分固定在钻井平台和竖直轨道之间，因此有效降低了平台运动的高度。2.本技术较一般举升式动力猫道和机械手臂式结构更为简单，能很好的满足科学钻探的设备需求，拆装方便，易于运输，成本较低。3.本技术采用链传动和滚动轮胎协调动作，减少了平台和钻杆在空中作业的时间，传动简单、易于控制。4.本技术在上下钻杆时，采用辅助支撑机构，明显提高了设备稳定性和可靠性，从而提高了上下钻杆效率。附图说明图1为本技术的立体示意图。图2为本技术的V型槽示意图。图3为本技术的出槽机构示意图。图4为本技术的竖直轨道示意图。图5为本技术的轨道底座示意图。图6为本技术的滚动轮胎传动示意图。图7为本技术的链轮结构示意图。图8为本技术的链轮-链条传动示意图。图9为本技术的竖直轨道-连接块示意图。图10为本技术的固定V型槽示意图。图11、图12为本技术的辅助支撑机构示意图。图13为本技术工作前整体位置示意图。图14为本技术送钻时位置示意图。具体实施方式如图1至图12所示，本技术包括轨道底座1、平台2、滚动轮胎3、V型槽4、出槽机构5、钻具推板6、辅助支撑机构7、竖直轨道8、固定架9、链传动机构10、固定V型槽11和防坠落机构12；平台2前端与链传动机构10相连以实现它沿竖直轨道8上下运动，平台2下端装有滚动轮胎3以实现它沿轨道底座1的轨道上自由滚动；所述平台2前端是指靠近竖直轨道8的一侧，下端是指靠近轨道底座1的一侧；V型槽4由主槽401和副槽402组成，其中主槽401固定安装在平台2上，副槽402位于主槽401前端，可伸缩；出槽机构5由顶出块501和滚轮502组成，顶出块501通过液压缸与平台2连接，滚轮502安装在顶出块内部，且高出顶出块V字型表面；钻具推板6位于平台2上，可沿着V型槽4往复运动；竖直轨道8通过固定架9与钻井现场的地面连接，固定架9由侧固定架901、后固定架902、横向固定架903、顶板904组成；固定V型槽11与水平地面呈37°夹角；防坠落机构12分别通过液压缸连接在平台2和固定V型槽11两侧；以上结构均可拆卸。所述的轨道底座1的轨道呈凸字型，并与呈凹字型的滚动轮胎3啮合，实现自由滚动；滚动轮胎3通过轮胎轴301通过轴座302以轴承支撑，轴座302与平台2螺栓连接；所述滚动轮胎3共有两对，分别位于平台2前端和后端。所述的链传动机构10由链轮机构101和链条机构102组成；所述链轮机构101由连接板1011、链轮安装板1012、张紧链轮1014、传动链轮1015、连接块1016、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于科学钻探的动力猫道，其特征在于：包括轨道底座(1)、平台(2)、滚动轮胎(3)、V型槽(4)、出槽机构(5)、钻具推板(6)、辅助支撑机构(7)、竖直轨道(8)、固定架(9)、链传动机构(10)、固定V型槽(11)和防坠落机构(12)；平台(2)前端与链传动机构(10)相连以实现它沿竖直轨道(8)上下运动，平台(2)下端装有滚动轮胎(3)以实现它沿轨道底座(1)的轨道上自由滚动；所述平台(2)前端是指靠近竖直轨道(8)的一侧，下端是指靠近轨道底座(1)的一侧；V型槽(4)由主槽(401)和副槽(402)组成，其中主槽(401)固定安装在平台(2)上，副槽(402)位于主槽(401)前端，可伸缩；出槽机构(5)由顶出块(501)和滚轮(502)组成，顶出块(501)通过液压缸与平台(2)连接，滚轮(502)安装在顶出块内部，且高出顶出块V字型表面；钻具推板(6)位于平台(2)上，可沿着V型槽(4)往复运动；竖直轨道(8)通过固定架(9)与钻井现场的地面连接，固定架(9)由侧固定架(901)、后固定架(902)、横向固定架(903)、顶板(904)组成；固定V型槽(11)与水平地面呈37°夹角；防坠落机构(12)分别通过液压缸连接在平台(2)和固定V型槽(11)两侧；以上结构均可拆卸。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于科学钻探的动力猫道，其特征在于：包括轨道底座(1)、平台(2)、滚动轮胎(3)、V型槽(4)、出槽机构(5)、钻具推板(6)、辅助支撑机构(7)、竖直轨道(8)、固定架(9)、链传动机构(10)、固定V型槽(11)和防坠落机构(12)；平台(2)前端与链传动机构(10)相连以实现它沿竖直轨道(8)上下运动，平台(2)下端装有滚动轮胎(3)以实现它沿轨道底座(1)的轨道上自由滚动；所述平台(2)前端是指靠近竖直轨道(8)的一侧，下端是指靠近轨道底座(1)的一侧；V型槽(4)由主槽(401)和副槽(402)组成，其中主槽(401)固定安装在平台(2)上，副槽(402)位于主槽(401)前端，可伸缩；出槽机构(5)由顶出块(501)和滚轮(502)组成，顶出块(501)通过液压缸与平台(2)连接，滚轮(502)安装在顶出块内部，且高出顶出块V字型表面；钻具推板(6)位于平台(2)上，可沿着V型槽(4)往复运动；竖直轨道(8)通过固定架(9)与钻井现场的地面连接，固定架(9)由侧固定架(901)、后固定架(902)、横向固定架(903)、顶板(904)组成；固定V型槽(11)与水平地面呈37°夹角；防坠落机构(12)分别通过液压缸连接在平台(2)和固定V型槽(11)两侧；以上结构均可拆卸。


2.根据权利要求1所述的一种用于科学钻探的动力猫道，其特征在于：轨道底座(1)的轨道呈凸字型，并与呈凹字型的滚动轮胎(3)啮合，实现自由滚动；滚动轮胎(3)通过轮胎轴(301)通过轴座(302)以轴承支撑，轴座(302)与平台(2)螺栓连接；所述滚动轮胎(3)共有两对，分别位于平台(2)前端和后端。


3.根据权利要求1所述的一种用于科学钻探的动力猫道，其特征在于：所述的链传动机构(10)由链轮机构(101)和链条机构(102)组成；
所述链轮机构(101)由连接板(1011)、链轮安装板(1012)、张紧链轮(1014)、传动链轮(1015)、连接块(1016)、电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆特，于萍，周子业，宋杰，沙永柏，朱黎辉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22