一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构及调节方法技术

本发明专利技术公开了一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，包括底座和安装在底座上的悬挂架；底座包括两平移组件，两平移组件通过横撑连接；悬挂架底部与两平移组件连接，悬挂架内侧连接钳头总成。发明专利技术的行走机构应用平移油缸来驱动底座平移，取消了液压马达驱动齿轮齿条的笨重结构；悬挂架应用升降油缸来完成铁钻工钳头总成的盖度位置的调节，并且平移油缸、升降油缸均配置有线性位移传感器，在满足铁钻工行走功能的同时，可实现水平方向和垂直方向的精确定位，不但有效的降低了生产成本，提高了行走机构的可控制性、运行平稳度、精确度和工作效率，而且提高了铁钻工行走机构的可维护性和环境适应性。

A hydraulic cylinder driven iron roughneck traveling mechanism with lifting function and its adjustment method

【技术实现步骤摘要】
一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构及调节方法
本专利技术属于石油钻采装备
，涉及一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，以及该行走机构的调节方法。
技术介绍
铁钻工作为先进的扭矩上卸扣设备，在自动化钻井生产中，可完成钻杆、钻铤等钻具的上卸扣工作，提高生产效率和安全性。目前油田现场应用的铁钻工主要有伸缩臂式、轨道式、悬吊式等种类，其中轨道式铁钻工由于可悬挂重量、体积较大的钳头总成，并且能满足海洋环境对钻杆处理的稳定性、耐腐蚀性等严格要求，因此更多的应用于浮式平台、半潜船等海洋工作环境。但是，从目前海洋平台现场轨道式铁钻工的使用情况来看，大多数的轨道式铁钻工的行走机构是采用对称布置的双液压马达驱动齿轮齿条的方式来实现行走，此种方式不但存在液压马达和齿条等机构成本昂贵的弊端，而且过长的齿条占用钻台面空间较大，并且存在维护、拆卸困难等缺点，在一定程度上已经严重制约了海洋钻井平台的钻井工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构及调节方法，解决了现有技术中存在的液压马达和齿条等机构成本昂贵，过长的齿条占用钻台面空间较大，并且存在维护、拆卸困难的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，包括底座和安装在底座上的悬挂架；底座包括两平移组件，两平移组件通过横撑连接；悬挂架底部与两平移组件连接，悬挂架内侧连接钳头总成。平移组件包括固定的内侧滑轨和滑动连接的外侧滑轨，以及安装在内侧滑轨和外侧滑轨之间的平移油缸。平移油缸的缸筒Ⅱ与内侧滑轨连接；平移油缸的活塞杆Ⅱ与外侧滑轨连接；平移油缸连接有线性位移传感器。外侧滑轨为截面L型的凹槽结构，包括安装在外侧滑轨顶部的插筒，插筒两侧连接有筋板，筋板上带有连接孔；外侧滑轨两侧还带有护板，插筒底部的外侧滑轨上还连接有加强板；外侧滑轨内通过调节螺母配合调节垫片间隔安装有摩擦滚轮。内侧滑轨底部连接轨道支撑；轨道支撑底部间隔布置有多个垫块。悬挂架包括两组固定在平移组件上的升降筒；升降筒套接有导向柱；两导向柱顶部连接有活动耳座，两活动耳座之间连接活动横梁。两升降筒相对侧的侧壁连接有连接座，连接座，通过连接螺栓与铁钻工的钳头总成相连接。活动横梁两端通过活动接头与导向柱连接；活动接头带有吊环。升降筒侧壁还连接有升降油缸；升降油缸的缸筒Ⅰ与平移组件连接，升降油缸的活塞杆Ⅰ与设置在升降筒上的单耳板连接；升降油缸连接有线性位移传感器。本专利技术的特点还在于：一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构的调节方法，包括以下步骤：定位调节：初始装配时，根据平移油缸和升降油缸的不同行程参数与装配关系，分别将线性位移传感器装配到油缸上，保证线性位移传感器准确、灵活的反馈出油缸的实时位移，提供铁钻工的钳头总成的准确定位；当工作过程中，油缸设置的线性位移传感器出现反馈参数不准确时，将铁钻工停止工作，重新进行装配校核，按初始位置重新标定，将平移油缸和升降油缸的初始长度和总长度，分别与线性位移传感器的初始位移和最大位移相对应设置，实现线性位移传感器与油缸的相对位移的对应关系；滑动调节：当摩擦滚轮与外侧滑轨之间装配间隙过大时，摩擦滚轮转动灵活，悬挂架水平移动灵活，但平移油缸停止工作时，悬挂架会因为间隙而出现晃动；此时通过拧紧调节螺母，减小摩擦滚轮与外侧滑轨之间装配间隙减小晃动；当摩擦滚轮与外侧滑轨之间装配间隙过小，平移油缸停止工作时悬挂架停止动作平稳，但摩擦滚轮转动迟滞，磨损严重，悬挂架水平移动不灵活，磨损大；此时通过拧松调节螺母，增大摩擦滚轮与外侧滑轨之间装配间隙提高灵活度，减小磨损。本专利技术的有益效果是：1)底座配置平移组件，可沿平移油缸滑行，运动平稳。本专利技术的平移组件采用对称布置的配置有液压平衡阀的双液压缸驱动，实现双缸的液压同步工作，并且配置摩擦滚轮，最终可实现铁钻工面向或背离井口滑移时的运动平稳。2)悬挂架配置升降油缸，可垂直方向升降，带动铁钻工钳头上下调整位置，实现上卸扣时精确地加紧钻杆，提高效率。本专利技术的悬挂架通过对称布置的双液缸驱动，并且双缸设置有液压同步机构，可保证垂直升降的同步，实现铁钻工冲扣钳的平稳升降。3)快拆式结构设计，易于装配和拆卸。常规的轨道式铁钻工的行走架多为刚性连接机构，不仅存在结构部件体积大、重量大，导致整个行走架体积大、重量大的问题，而且存在大结构件装配难度大的问题。而本专利技术的行走架全部的部件均为快拆式结构设计，不仅降低了部件体积和重量，有效减小了整个行走架的外观体积和总体重量，而且可以很方便的完成行走架的整体装配和拆卸，工作量减小。4)液压缸作为行走动力，易于控制，节约成本。常规轨道式铁钻工主要依靠马达驱动齿轮齿条的结构来实现铁钻工钳头的水平移运，不但马达、齿条等部件的成本很高，而且控制部分的要求也很高。而本专利技术的行走机构主要是靠价格相对较低的油缸来驱动铁钻工钳头总成的水平移动和垂直升降，并且驱动油缸配置线性位移传感器，在满足铁钻工钳头的水平与垂直运动的同时，有效降低了成产成本，同时油缸动作的控制易于实现，安全可靠。5)结构简单，维护工作量小，运输方便。本专利技术的底座、悬挂架等大部件均可拆卸为体积很小的零件单元，运输时不占用大的空间，甚至可装箱运输，运输十分方便。底座、悬挂架等部件之间具有快速装配的特点，只需将悬挂架的升降筒插入底座的导向筒即可完成两者的连接装配，快速高效。并且本专利技术的行走架所采用的油缸、滑轨、滚轮等结构，均具备结构简单，成本低廉的特点，在油田现场等简陋环境下就可进行维护，易于日常的维护和更换。附图说明图1是本专利技术液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构整体结构图；图2是本专利技术液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构的侧视图；图3是本专利技术钳头悬挂示意图；图4是本专利技术行走机构的底座结构图；图5是本专利技术行走机构的外侧滑轨结构图；图6是本专利技术行走机构的悬挂架结构图；图中，1.底座，2.悬挂架，3.液压系统，4.内侧滑轨，5.外侧滑轨，6.升降筒，7.轨道支撑，8.平移油缸，9.升降油缸，10.导向柱，11.插筒，12.单耳板，13.销轴，14.垫块，15.活动横梁，16.摩擦滚轮，17.连接座，18.连接螺栓，19.钳头总成，20.横撑，21.双耳座，22.护板，23.筋板，24.加强板，25.活动耳座，26.活动接头，27.吊环，28.活塞杆Ⅰ，29.缸筒Ⅰ，30.活塞杆Ⅱ，31.缸筒Ⅱ，32.线性位移传感器，33.调节垫片，34.调节螺母。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1-3所示，一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，包括底座1和安装在底座1上的悬挂架2；所述底座1包括两平移组件，两平移组件通过横撑20连接；所述悬挂架2底部与两平移组件连接，悬挂架2内侧连接钳头总成19。如图4所示，平移组件包括固定的内侧滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，包括底座(1)和安装在底座(1)上的悬挂架(2)；所述底座(1)包括两平移组件，两平移组件通过横撑(20)连接；所述悬挂架(2)底部与两平移组件连接，悬挂架(2)内侧连接钳头总成(19)。/n

【技术特征摘要】
1.一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，包括底座(1)和安装在底座(1)上的悬挂架(2)；所述底座(1)包括两平移组件，两平移组件通过横撑(20)连接；所述悬挂架(2)底部与两平移组件连接，悬挂架(2)内侧连接钳头总成(19)。


2.根据权利要求1所述的一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，所述平移组件包括固定的内侧滑轨(4)和滑动连接的外侧滑轨(5)，以及安装在内侧滑轨(4)和外侧滑轨(5)之间的平移油缸(8)。


3.根据权利要求2所述的一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，所述平移油缸(8)的缸筒Ⅱ(31)与内侧滑轨(4)连接；平移油缸(8)的活塞杆Ⅱ(30)与外侧滑轨(5)连接；平移油缸(8)连接有线性位移传感器(32)。


4.根据权利要求2所述的一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，所述外侧滑轨(5)为截面L型的凹槽结构，包括安装在外侧滑轨(5)顶部的插筒(11)，插筒(11)两侧连接有筋板(23)，筋板(23)上带有连接孔；所述外侧滑轨(5)两侧还带有护板(22)，插筒(11)底部的外侧滑轨(5)上还连接有加强板(24)；所述外侧滑轨(5)内通过调节螺母(34)配合调节垫片(33)间隔安装有摩擦滚轮(16)。


5.根据权利要求2所述的一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，所述内侧滑轨(4)底部连接轨道支撑(7)；所述轨道支撑(7)底部间隔布置有多个垫块(14)。


6.根据权利要求1所述的一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，所述悬挂架(2)包括两组固定在平移组件上的升降筒(6)；所述升降筒(6)套接有导向柱(10)；所述两导向柱(10)顶部连接有活动耳座(25)，两活动耳座(25)之间连接活动横梁(15)。


7.根据权利要求6所述的一种液缸驱动具备升降功能的铁钻工行走机构，其特征在于，所述两升降筒(6)相对侧的侧壁连接有连接座(17)，连接座(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁顺安，张强，叶强，李伦，郭小艳，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61