本发明专利技术属于石油钻机附属设备技术领域，涉及一种复合式二层台铁架工装置，主体结构包括：行走机构、回转机构、变幅机构、倾斜机构、伸缩机构、上扶持机构和夹持机构，行走机构与回转机构铰接；变幅机构的一端铰接在回转机构上，另一端与倾斜机构和伸缩机构铰接；倾斜机构一端与变幅机构铰接，另一端与伸缩机构铰接，倾斜机构能够使伸缩机构倾斜，在非垂直状态下工作；伸缩机构的上端安装有上扶持机构，下端安装有夹持机构；同时具备钻杆和钻铤模式，在钻杆模式时能够悬持钻柱进行管柱的排放作业，在钻铤模式时能够以推扶式工作方式进行作业，大大降低了工人的劳动强度；适合各类旧钻机改造和新钻机的配备；其结构简单，成本低，市场前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
一种复合式二层台铁架工装置
：本专利技术属于石油钻机附属设备
，涉及一种复合式二层台铁架工装置，具有推扶和悬持两种模式，能够同时适应钻杆和钻铤，并且不需要改变钻机井架结构和井架强度，适应性强，实用可靠。
技术介绍
：在石油钻井过程中，二层台用于存放钻杆、钻铤等立根管柱，也为井架工提供器下立柱的作业平台，现有的传统钻机二层台结构轻便，简易，并且舌台和指梁均比较薄弱，仅能够承受比较轻的载荷，井架工可以在上面作业，但是在高度接近30多米的半空平台上工作，既危险又艰苦，而且容易疲劳，效率低下。现有悬持式二层台排管装置需要悬持钻铤立柱，因载荷比较重，所以传统旧钻机无法适应悬持式二层台排管装置，而推扶式二层台排管系统只能与人结合来实现半自动化操作并不能实现作业自动化，降低劳动强度不明显。例如中国专利CN201210192536.9公开了一种钻机自动井架工，其井架工伸缩臂的上端安装有扶正钳，伸缩臂内套的伸缩油缸下端安装有夹持钳，具备悬持钻柱的能力，但对所有钻柱均为悬持的作业方式，对二层台舌台的强度刚度要求高，同时对井架强度刚度要求较高，适合海工井架和新设计井架使用；中国专利CN201821912181.5公开了一种二层台排管机械手，包括动力二层台、机械臂、安装架、直线驱动机构、夹爪、基座、旋转驱动机构、旋转台和夹爪座；其动力二层台指梁上设置有橡胶块及挡销，实现管柱的分离并防止管柱脱出；夹爪臂里的挡板装置，可以更好的卡紧管柱；中国专利CN2013105108380公开了一种用于钻杆立根存、取的装置及利用该装置进行钻杆立根存、取的方法，钻杆立根存取装置主要由二层台、二层台机械手、井架、钻台机械手、钻台、钻杆立根、吊卡、游动系统、钻杆夹持机构、伸缩臂杆机构、旋吊机构、滑移机构、安装支架、滑移小车、旋转立柱、旋吊座、滑移导轨组成，游动系统通过吊卡将钻杆立根提升到位，钻台机械手、二层台机械手的钻杆夹持机构夹持钻杆立根，分别通过伸缩臂杆机构、旋转机构和滑移机构的伸缩和旋转配合使得钻杆立根到达特定位置，完成钻杆立根的存取；但现有技术的装置均不具备悬持钻柱能力，仅能抱持钻柱，需要借助钻台面工人将管柱排放到立根盒里进行作业。为了优化传统二层台的作业环境，提高安全性，降低工人劳动强度，有必要研发一种复合式二层台铁架工装置，使其取代井架工的人工作业模式，配备相应的动力吊卡、周边的视频监控后能够实现二层台无人化作业，并且可以直接替换原有传统二层台，无需改造井架进行加强，适合各类旧钻机改造和新钻机的配备。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对现有悬持式二层台铁架工装置需要更高强度的井架，不能进行旧钻机改造，针对现有推扶式二层台铁架工装置无法降低钻台面工人的劳动强度的问题，提供一种复合式二层台铁架工装置，既能节省人工，又能降低作业强度，而且适合旧钻机改造，适应范围广泛。为了实现上述目的，本专利技术提供一种复合式二层台铁架工装置，其主体结构包括：行走机构、回转机构、变幅机构、倾斜机构、伸缩机构、上扶持机构和夹持机构，行走机构与回转机构铰接；变幅机构的一端铰接在回转机构上，另一端与倾斜机构和伸缩机构铰接；倾斜机构一端与变幅机构铰接，另一端与伸缩机构铰接，倾斜机构能够使伸缩机构倾斜，在非垂直状态下工作；伸缩机构的上端安装有上扶持机构，下端安装有夹持机构。进一步的，该装置还包括翻转液压缸，翻转液压缸一端与上扶持机构铰接，另一端与伸缩机构铰接；翻转液压缸能够将上扶持机构整体翻转到一定角度。进一步的，其作业载荷模式具有2种，轻载钻杆模式和重载钻铤模式，两种模式能够在作业前进行切换；当处理钻铤管柱重载时，切换到钻铤模式，该模式下倾斜机构将伸缩机构调整至比较大的倾斜状态，使夹持机构与管柱不产生干涉，上扶持机构能够扶持钻铤管柱的上部使其保持上端稳定，在变幅机构的配合下，推扶管柱的上部使其进入或退出指梁或者动力吊卡。进一步的，上扶持机构能够调整开口尺寸，处理钻杆和钻铤管柱时具有不同的开口大小，其结构包括：钳体、腰型连杆、弧形连杆、滑动座、连接座和推力液压缸；钳体包括两个悬臂和两个后连接端，后连接端与连接座之间通过腰型连杆连接；后连接端与滑动座之间通过弧形连杆连接；滑动座位于连接座的滑轨上；推力液压缸的两端分别与连接座和滑动座连接。进一步的，钳体的两个悬臂的前端分别设置有第一挡块和第二挡块，第一挡块和第二挡块上下交错分布并分别通过转轴与两侧气缸连接；两个悬臂后端分别焊接有第三挡块和第四挡块，第三挡块和第四挡块的位置为上下交错。进一步的，两个悬臂分为前后两段，前段用于扶持外形尺寸相对较大的钻铤立根，后段内侧设置有凸台，用于扶持外形尺寸相对较小的钻杆立根。进一步的，后连接端的中部左侧开口，为躺着的“凹”字型，后连接端上设置有两个贯穿孔，两个贯穿孔内设置长销轴，外侧贯穿孔的长销轴上同时连接有腰型连杆和弧形连杆，内侧贯穿孔的长销轴上连接有腰型连杆；腰型连杆为上下两层组焊结构形式；连接座包括上基板和下基板，上基板和下基板分别通过短销轴与腰型连杆的一端连接，下基板上设置有滑轨。进一步的，倾斜机构包括倾斜液压缸，倾斜液压缸能够根据用户选择的处理管柱类型调整伸缩机构的垂直角度，从而适应钻铤的管柱的处理，也能够在处理钻杆时实时调整管柱的垂直度，便于进行管柱排放作业。进一步的，伸缩机构与回转机构连接的一侧上还设置有角度传感器，角度传感器用于反馈伸缩机构的垂直角度，辅助倾斜机构更准确的控制伸缩机构的倾斜角度。进一步的，倾斜机构和变幅机构均包括直线位移传感器；倾斜机构的直线位移传感器用于提供行程位置反馈，用以计算伸缩机构的倾斜情况；变幅机构的直线位移传感器用于提供行程位置反馈，变幅机构根据反馈结果调整液压缸的伸出距离，通过变幅机构调整整体的伸出距离。本专利技术与现有技术相比，复合式二层台铁架工装置同时具备钻杆和钻铤模式，在钻杆模式时能够悬持钻柱进行管柱的排放作业，在钻铤模式时能够以推扶式工作方式进行作业，既能省去二层台井架工，又能在处理钻杆时自动化，大大降低了工人的劳动强度；本专利技术能够取代井架工的人工作业模式，配备相应的动力吊卡、周边的视频监控后能够实现二层台无人化作业，并且可以直接替换原有传统二层台，无需改造井架进行加强，适合各类旧钻机改造和新钻机的配备，配套适应性强；其结构简单，制作和使用成本低，市场前景广阔。附图说明：图1为本专利技术涉及的复合式二层台铁架工装置整体结构原理示意图。图2为本专利技术涉及的复合式二层台铁架工装置悬持钻杆时状态示意图。图3为本专利技术涉及的复合式二层台铁架工装置推扶钻铤时状态示意图。图4为本专利技术涉及的复合式二层台铁架工推扶钻铤到井眼位置时的状态示意图。图5为本专利技术涉及的上扶持机构轴侧结构原理示意图。图6为本专利技术涉及的上扶持机构的正视结构原理示意图。图7为本专利技术涉及的上扶持机构扶持钻杆立根的原理示意图。图8为本专利技术涉及的上扶持机构扶持钻铤立根的原理示意图。图9为本专利技术涉及的上扶持机构翻转状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合式二层台铁架工装置，其特征在于，主体结构包括：行走机构、回转机构、变幅机构、倾斜机构、伸缩机构、上扶持机构和夹持机构，行走机构与回转机构铰接；变幅机构的一端铰接在回转机构上，另一端与倾斜机构和伸缩机构铰接；倾斜机构一端与变幅机构铰接，另一端与伸缩机构铰接，倾斜机构能够使伸缩机构倾斜，在非垂直状态下工作；伸缩机构的上端安装有上扶持机构，下端安装有夹持机构。/n
【技术特征摘要】
1.一种复合式二层台铁架工装置，其特征在于，主体结构包括：行走机构、回转机构、变幅机构、倾斜机构、伸缩机构、上扶持机构和夹持机构，行走机构与回转机构铰接；变幅机构的一端铰接在回转机构上，另一端与倾斜机构和伸缩机构铰接；倾斜机构一端与变幅机构铰接，另一端与伸缩机构铰接，倾斜机构能够使伸缩机构倾斜，在非垂直状态下工作；伸缩机构的上端安装有上扶持机构，下端安装有夹持机构。
2.根据权利要求1所述的复合式二层台铁架工装置，其特征在于，还包括翻转液压缸，翻转液压缸一端与上扶持机构铰接，另一端与伸缩机构铰接；翻转液压缸能够将上扶持机构整体翻转到一定角度。
3.根据权利要求1所述的复合式二层台铁架工装置，其特征在于，其作业载荷模式具有2种，轻载钻杆模式和重载钻铤模式，两种模式能够在作业前进行切换；当处理钻铤管柱重载时，切换到钻铤模式，该模式下倾斜机构将伸缩机构调整至比较大的倾斜状态，使夹持机构与管柱不产生干涉，上扶持机构能够扶持钻铤管柱的上部使其保持上端稳定，在变幅机构的配合下，推扶管柱的上部使其进入或退出指梁或者动力吊卡。
4.根据权利要求1所述的复合式二层台铁架工装置，其特征在于，上扶持机构能够调整开口尺寸，处理钻杆和钻铤管柱时具有不同的开口大小，其结构包括：钳体、腰型连杆、弧形连杆、滑动座、连接座和推力液压缸；钳体包括两个悬臂和两个后连接端，后连接端与连接座之间通过腰型连杆连接；后连接端与滑动座之间通过弧形连杆连接；滑动座位于连接座的滑轨上；推力液压缸的两端分别与连接座和滑动座连接。
5.根据权利要求4所述的复合式二层台铁架工装置，其特征在于，钳体的两个悬臂的前端分别设置有第一挡块和第二挡块，第一挡块和第二挡...
【专利技术属性】
技术研发人员：许益民，王德良，顾立朝，朱世坤，武磊，
申请(专利权)人：青岛泰众能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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