【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油钻修井，尤其涉及一种动力指梁。
技术介绍
1、海洋石油钻修井中，为防止指梁内的钻柱在受强风或者船体摇晃时倾倒，需对每一根管柱进行限位，这要求单根指梁上配置多个卡板。
2、随着海洋钻井自动化的发展，配置多个卡板的动力指梁应运而生，例如专利号为cn211598563u的中国技术专利，其单根指梁上配置多个动力指梁锁，每个指梁锁的卡板均由独立驱动元件驱动，单根指梁上安装多个卡板和多个驱动。这种形式的动力指梁驱动元件较多，对应管线和电缆较多，附件也多，成本高且布线复杂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有的多卡板多驱动动力指梁，其驱动元件过多，需要较多的管线和电缆，成本高且布线复杂的问题，提供一种动力指梁。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种动力指梁，包括多个指梁，每个所述指梁安装有多个指梁锁和一个驱动装置，每个所述指梁还安装有导轨，所述导轨受所述驱动装置驱动，所述驱动装置驱动所述导轨沿所述指梁的延伸方向做往复运动；所述导轨包括尖端部和上挡板，所述上挡板位于所述尖端部的顶部；所述指梁锁包括力臂、卡板及扭转弹簧，所述力臂与所述卡板固定连接，所述扭转弹簧与所述卡板弹性连接，所述扭转弹簧能够驱动所述卡板旋转至第一位置；所述尖端部能够铲起所述力臂，所述尖端部与所述力臂接触的面为推动面，所述推动面用于引导所述力臂产生转动，所述导轨能够驱动所述卡板旋转至第二位置，所述上挡板用于对所述力臂进行限位。>
4、本专利技术提供的动力指梁，通过结构创新实现了指梁锁的简化驱动。指梁锁使用扭转弹簧使卡板保持在开启状态，当导轨尖端部的推动面与力臂接触时，将其由下而上推动产生转动，驱动卡板关闭。导轨上的上挡板将力臂固定在关闭位置，确保卡板保持闭合状态。当导轨退回时，上挡板解除对力臂的限位，扭转弹簧的自动复位功能使卡板回到开启状态。这种结构充分利用了弹簧复位和机械配合原理，无需为每个指梁锁配置独立驱动装置，大大简化了系统复杂度。相较于现有技术中每个指梁锁需独立配置驱动元件的方案，本专利技术仅需一个驱动装置带动导轨往复运动，即可控制整根指梁上的多个指梁锁实现自动开合。该创新结构大幅减少了驱动部件数量，简化了管线和电缆连接，降低了制造和维护成本。同时，仅依赖机械运动实现自动控制，避免了控制系统复杂度，提高了可靠性和安全性。
5、可选地，所述尖端部为内凹的弧形板。
6、将尖端部设置为内凹的弧形板，则与力臂接触的推动面为弧形面，能够更好的配合指梁锁力臂的转动轨迹，可以使力臂在推动面作用下平滑转动。并且弧形面与力臂的接触更为稳定，可以产生更大的转动力矩，从而更可靠地驱动力臂转动。
7、可选地，所述尖端部为平板。
8、将尖端部设置为平板，加工制造更为简单，成本更低。
9、可选地，所述指梁锁还包括相对设置的安装耳和贯穿所述安装耳的轴体，所述卡板及所述扭转弹簧安装于所述安装耳之间，所述卡板及所述扭转弹簧套设于所述轴体，所述卡板还固定连接有限位件，所述限位件与所述安装耳接触时能够限制所述卡板旋转至第一位置后继续转动。
10、本专利技术的动力指梁，限位件固定在卡板上，可以随卡板的开闭运动一起运动，当卡板在扭转弹簧作用下从第二位置(关闭状态)旋转到第一位置(开启状态)时，限位件随卡板一起旋转，当限位件与安装耳接触时，限制了卡板的进一步旋转，这样可以精确控制卡板开启状态时的最大旋转角度，避免卡板过度旋转发生故障。该限位件为被动机构，不需要额外的控制和供能，结构简单，成本低廉。
11、可选地，所述指梁锁还包括锁座，所述安装耳相互平行且与所述锁座固定连接，所述扭转弹簧包括第一扭臂和第二扭臂，所述卡板开设卡板内孔，所述第一扭臂穿设于所述卡板内孔，所述第二扭臂与所述锁座抵接。
12、采用这种结构设置，第一扭臂穿过卡板的卡板内孔，第二扭臂抵接锁座，两臂分别与卡板和锁座定位，扭转弹簧的两臂通过扭转产生回复力，可以带动卡板回到第一位置。
13、可选地，所述导轨还包括齿条，所述尖端部位于所述齿条长度方向的一端，所述上挡板设置于所述齿条的上部并沿所述齿条的长度方向延伸；所述驱动装置包括马达和齿轮，所述齿轮与所述齿条咬合，所述马达能够驱动所述齿轮转动，进而带动所述导轨做往复运动。
14、采用这种结构设置，在导轨上设置齿条，与驱动装置中的齿轮咬合，可以实现精确的移动控制。上挡板位于齿条的上部，并沿着齿条的长度方向延伸，上挡板随着齿条的移动而移动，可以始终发挥对力臂的限位作用，确保导轨经过的卡板始终处于第二位置即关闭状态。随着导轨的移动，实现指梁锁的顺序开闭。
15、可选地，每个所述指梁还至少固定安装有两个导轨座，所述导轨座包括相对设置的轮座，所述导轨间隙配合在所述轮座之间，所述轮座用于限制所述导轨仅沿所述指梁的延伸方向运动。
16、导轨座固定安装在指梁上，可以精确定位和支撑导轨的安装位置。设置对称的轮座，导轨穿过轮座之间，这种结构可以有效限制和约束导轨，使其只能沿指梁方向移动，避免了导轨的不必要横向和垂直运动。轮座与导轨之间形成约束关系，不仅使导轨运动更加平稳、准直，还可以起到一定的导向作用，使导轨避免偏离指梁中心线，从而可以提高导轨的运动精度。通过导轨座的合理设置，可以使导轨运动更加平稳、准直，有效提高了动力指梁的运动精度和系统可靠性。
17、可选地，所述轮座安装有滚轮，所述滚轮能够与所述导轨接触。
18、滚轮与导轨之间采用滚动接触，相对滑动很小，可以减小摩擦力和能量损失。滚动摩擦系数远小于滑动摩擦系数，可以减小导轨运动的阻力。滚轮与导轨接触时承受的应力主要为滚动接触应力，远小于滑动摩擦中的切应力，因此可以减轻两者之间的磨损。滚轮的转动还可以提高导轨的运动平稳性，有利于准直运动。通过设置滚轮，轮座与导轨之间实现了滚动接触，这比直接滑动接触更为合理，可以减小摩擦损失，提高导轨运动的精度和效率。
19、可选地，所述导轨还包括滑动体，所述滑动体设置于所述齿条的下部并沿所述齿条的长度方向延伸，所述滑动体能够嵌入相对设置的所述轮座之间。
20、滑动体设置于齿条下方，可以避免齿条直接与轮座接触从而减小摩擦。滑动体嵌入轮座之间实现两者的面接触，增加了受力面积。轮座对滑动体进行导向约束，使其运动更加平稳准直。滑动体可以承受导轨运动中的纵向载荷，避免过载于齿条。滑动体上还可以设置润滑油槽和润滑油孔对滑动面进行润滑。相比齿条直接与轮座接触，设置滑动体可以减轻两者的磨损。滑动体的设置优化了载荷分配，使导轨运动更加平稳准确，延长了使用寿命。
21、可选地，所述驱动装置还包括编码器，所述编码器能够控制所述齿轮转动的圈数。
22、设置编码器可以精确反馈齿轮的转动信息，如圈数、转速、位置等。基于编码器反馈，可以实现对齿轮转动的闭环控制，精确调节导轨的移动距离。编码器反馈信息作为输入信号，结合控制算法可精确定位导轨位置。编码器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动力指梁，其特征在于，包括多个指梁(1)，每个所述指梁(1)安装有多个指梁锁(2)和一个驱动装置(4)，每个所述指梁(1)还安装有导轨(3)，所述导轨(3)受所述驱动装置(4)驱动，所述驱动装置(4)驱动所述导轨(3)沿所述指梁(1)的延伸方向做往复运动；所述导轨(3)包括尖端部(31)和上挡板(32)，所述上挡板(32)位于所述尖端部(31)的顶部；所述指梁锁(2)包括力臂(21)、卡板(22)及扭转弹簧(23)，所述力臂(21)与所述卡板(22)固定连接，所述扭转弹簧(23)与所述卡板(22)弹性连接，所述扭转弹簧(23)能够驱动所述卡板(22)旋转至第一位置；所述尖端部(31)能够铲起所述力臂(21)，所述尖端部(31)与所述力臂(21)接触的面为推动面(33)，所述推动面(33)用于引导所述力臂(21)产生转动，所述导轨(3)能够驱动所述卡板(22)旋转至第二位置，所述上挡板(32)用于对所述力臂(21)进行限位。
2.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其特征在于，所述尖端部(31)为内凹的弧形板。
3.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其
4.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其特征在于，所述指梁锁(2)还包括相对设置的安装耳(24)和贯穿所述安装耳(24)的轴体(25)，所述卡板(22)及所述扭转弹簧(23)安装于所述安装耳(24)之间，所述卡板(22)及所述扭转弹簧(23)套设于所述轴体(25)，所述卡板(22)还固定连接有限位件(26)，所述限位件(26)与所述安装耳(24)接触时能够限制所述卡板(22)旋转至第一位置后继续转动。
5.根据权利要求4所述的一种动力指梁，其特征在于，所述指梁锁(2)还包括锁座(27)，所述安装耳(24)相互平行且与所述锁座(27)固定连接，所述扭转弹簧(23)包括第一扭臂(231)和第二扭臂(232)，所述卡板(22)开设卡板内孔(221)，所述第一扭臂(231)穿设于所述卡板内孔(221)，所述第二扭臂(232)与所述锁座(27)抵接。
6.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其特征在于，所述导轨(3)还包括齿条(34)，所述尖端部(31)位于所述齿条(34)长度方向的一端，所述上挡板(32)设置于所述齿条(34)的上部并沿所述齿条(34)的长度方向延伸；所述驱动装置(4)包括马达(41)和齿轮(42)，所述齿轮(42)与所述齿条(34)咬合，所述马达(41)能够驱动所述齿轮(42)转动，进而带动所述导轨(3)做往复运动。
7.根据权利要求6所述的一种动力指梁，其特征在于，每个所述指梁(1)还至少固定安装有两个导轨座(5)，所述导轨座(5)包括相对设置的轮座(51)，所述导轨(3)间隙配合在所述轮座(51)之间，所述轮座(51)用于限制所述导轨(3)仅沿所述指梁(1)的延伸方向运动。
8.根据权利要求7所述的一种动力指梁，其特征在于，所述轮座(51)安装有滚轮(52)，所述滚轮(52)能够与所述导轨(3)接触。
9.根据权利要求8所述的一种动力指梁，其特征在于，所述导轨(3)还包括滑动体(35)，所述滑动体(35)设置于所述齿条(34)的下部并沿所述齿条(34)的长度方向延伸，所述滑动体(35)能够嵌入相对设置的所述轮座(51)之间。
10.根据权利要求6-9任一所述的一种动力指梁，其特征在于，所述驱动装置(4)还包括编码器(43)，所述编码器(43)能够控制所述齿轮(42)转动的圈数。
...【技术特征摘要】
1.一种动力指梁，其特征在于，包括多个指梁(1)，每个所述指梁(1)安装有多个指梁锁(2)和一个驱动装置(4)，每个所述指梁(1)还安装有导轨(3)，所述导轨(3)受所述驱动装置(4)驱动，所述驱动装置(4)驱动所述导轨(3)沿所述指梁(1)的延伸方向做往复运动；所述导轨(3)包括尖端部(31)和上挡板(32)，所述上挡板(32)位于所述尖端部(31)的顶部；所述指梁锁(2)包括力臂(21)、卡板(22)及扭转弹簧(23)，所述力臂(21)与所述卡板(22)固定连接，所述扭转弹簧(23)与所述卡板(22)弹性连接，所述扭转弹簧(23)能够驱动所述卡板(22)旋转至第一位置；所述尖端部(31)能够铲起所述力臂(21)，所述尖端部(31)与所述力臂(21)接触的面为推动面(33)，所述推动面(33)用于引导所述力臂(21)产生转动，所述导轨(3)能够驱动所述卡板(22)旋转至第二位置，所述上挡板(32)用于对所述力臂(21)进行限位。
2.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其特征在于，所述尖端部(31)为内凹的弧形板。
3.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其特征在于，所述尖端部(31)为平板。
4.根据权利要求1所述的一种动力指梁，其特征在于，所述指梁锁(2)还包括相对设置的安装耳(24)和贯穿所述安装耳(24)的轴体(25)，所述卡板(22)及所述扭转弹簧(23)安装于所述安装耳(24)之间，所述卡板(22)及所述扭转弹簧(23)套设于所述轴体(25)，所述卡板(22)还固定连接有限位件(26)，所述限位件(26)与所述安装耳(24)接触时能够限制所述卡板(22)旋转至第一位置后继续转动。
5.根据权利要求4所述的一种动力指梁，其特征在于，所述指梁...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，秦皓，于芳，路道庆，熊小平，庄科，李志刚，黄秋艳，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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