【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油钻井装备，具体涉及钻台面多方向移动式管柱扶持机械手。
技术介绍
1、自动化钻机是石油钻井装备发展的方向，更是改善现场作业环境、提高钻井作业效率、减轻劳动力强度、提升装备自动化水平的有效措施，而自动化钻机的主要组成之一就是管柱自动化处理系统，管柱自动化系统包含多个自动化设备，分别安装在地面、钻台面和二层台，其中钻台面安装设备较多，特别是安装在钻台面立根盒中间通道的扶管机械手结构形式较多，该设备既要满足扶持钻具的作业需求，又要满足避让立根台周边其它作业的要求。
2、钻机管柱处理的大量任务位于钻台面，钻台面将近一半的工作位于立根盒通道中间，包括管柱单根扶持、管柱立根排放、提升短接抓取、动力猫道输送管柱等，安装在立根盒通道中间的扶管机械手如何高效作业并且方便快捷的避让其它作业已经成为钻井作业现场衡量该设备的重要指标。现有钻台面扶管机械手主要通过下沉至钻台面以下或者整体偏移至立根盒通道一侧来避让立根台通道作业区域，通过现场应用仍存在以下问题：1)扶管机械手下沉至钻台面后容易受到泥浆污染，对设备的外观和可靠性造成严重影响，同时下沉时工作量较大，严重影响了设备的作业效率和使用体验感；2)扶管机械手整体偏移至立根盒通道一侧后所避让出来的空间有限，在动力猫道输送管柱时容易与扶管机械手碰撞，与此同时整体偏移后扶管机械手的轨道会占据立根盒立根排放空间，影响立根盒容量，特别是在输送大尺寸套管或者吊装钻台设备时需要拆除扶管机械手，工作量大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在
2、本专利技术所采用的技术方案是：钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，包括垂直相接的行走轨道和偏移轨道，偏移轨道上通过偏移拖链连接有偏移滑车，偏移滑车整体为行走轨道的末端，行走轨道上安装有行走滑车，行走滑车顶部固接有机械臂，机械臂一侧壁上固接有扶持钳，行走滑车通过管线槽i和管线槽ii与偏移滑车连接。
3、本专利技术的特点还在于：
4、行走滑车包括行走滑车架体，行走滑车架体顶部安装有回转驱动装置，机械臂安装在回转驱动装置上，行走滑车架体两侧安装有行走滚轮i，行走滑车架体底部设置有行走驱动装置，行走驱动装置输出端安装有齿轮，行走滑车架体一侧安装有双耳座ⅰ，双耳座ⅰ与管线槽i铰接。
5、偏移滑车包括偏移滑车架体，偏移滑车架体上方两侧设置有用于行走滑车运行的轨道，偏移滑车架体中部设置有行走齿条ii，偏移滑车架体底部两侧安装有行走滚轮ii，偏移滑车架体一侧安装有双耳座ⅱ，双耳座ⅱ与管线槽ii铰接，偏移滑车架体底部安装有偏移驱动装置，偏移滑车架体上面板预留了长方形的通孔，在通孔一端设置有连接耳板、另一端的两侧设置有双耳座ⅲ，双耳座ⅲ铰接有偏移滑车限位板，偏移滑车限位板与连接耳板通过复位弹簧连接。
6、行走轨道包括行走轨道架体，行走轨道架体中间安装有行走齿条i，行走轨道架体两侧上方设置有可翻转的盖板。
7、偏移轨道包括偏移轨道架体，偏移轨道架体中间安装有偏移齿条，偏移轨道底板的中部安装有对称式的限位机构，偏移轨道一侧轨道上方两端均设有行走滑车限位板。
8、管线槽i一端铰接在行走滑车上、另一端与管线槽ii铰接，管线槽ii一端铰接在偏移滑车上、另一端与管线槽i铰接。
9、偏移滑车安装在偏移轨道上，偏移驱动装置输出端齿轮与偏移齿条啮合，偏移滑车上方的轨道与行走轨道平齐，行走齿条ii上表面与行走齿条i上表面平齐，行走滑车安装在行走轨道上，行走驱动装置输出端齿轮与行走齿条ii和行走齿条i啮合。
10、机械臂为多连杆机构，通过电缸或液缸实现机械臂的伸缩。
11、本专利技术的有益效果是：
12、1)本专利技术钻台面多方向移动式管柱扶持机械手具有多个方向的移动能力，该装置设置有行走滑车、偏移滑车以及垂直布置的行走轨道和偏移轨道，机械手可以整体沿行走轨道和偏移滑车轨道在钻台面井口中心线上前后行走进行管柱扶持作业，还可以整体沿偏移轨道在钻台面井口中心线两侧左右偏移避让立根台通道，油田作业现场适应性强，满足不同作业工况的要求，有效消除钻台作业因空间狭小造成的碰撞风险。
13、2)本专利技术钻台面多方向移动式管柱扶持机械手在井口中心线前后方向创新设计了“人”字形管线槽i和管线槽ii，有效解决了钻台面空间(立根盒前铺台)狭小状况下行走滑车大范围移动时所拖动的电缆管线移动存放问题，如果使用拖链则会造成拖链移动时凸出到钻台面以外，产生设备之间的干涉，而“人”字形管线槽将行走滑车移动时前后方向的电缆管线转化到高度方向，大大降低了该专利技术对了钻台面前后距离的需求，既满足新制钻机配套需求又满足油田在用钻机的升级改造配套。
14、3)本专利技术钻台面多方向移动式管柱扶持机械手的行走轨道、偏移轨道、偏移滑车均安装在钻台面以下，保证了行走轨道表面和偏移滑车表面与钻台面平齐，另外，行走轨道上方设置有翻转盖板，在机械手非工作状态下可以确保钻台面平整，保证了钻台面人员作业安全。
15、4)本专利技术钻台面多方向移动式管柱扶持机械手工作时自动化程度高，偏移滑车通过伺服电机+plc控制方式运行到井口中心线，精准实现了偏移滑车上的轨道、齿条与行走轨道的对接，保证了行走滑车在行走轨道和偏移滑车上的移动，另外，行走滑车通过伺服电机+plc控制方式精准运行到偏移滑车上之后才能进行偏移滑车移动。
16、5)本专利技术钻台面多方向移动式管柱扶持机械手采用模块化设计，满足油田现场快捷拆、搬、安的要求，机械手在偏移状态下除行走轨道之外可以整体吊装运输，行走轨道自成一撬，独立吊装运输。
17、6)本专利技术钻台面多方向移动式管柱扶持机械手的本质安全很高，各执行动作和部件位置除了具有程序保护之外还具有非动力状态下的机械保护。当行走滑车没有完全运行至偏移滑车上时，行走滑车不能解除偏移滑车与偏移轨道之间的机械限位，这样即使在误操作时也不会出现管线槽i和管线槽ii左右错位憋劲，保证了行走轨道与偏移滑车轨道的对齐要求，当机械手处于左侧偏移避让位或者右侧偏移避让位时，偏移轨道两端设置的机械限位可以有效防止误操作时行走滑车的移动。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，包括垂直相接的行走轨道(5)和偏移轨道(6)，所述偏移轨道(6)上通过偏移拖链(9)连接有偏移滑车(4)，所述偏移滑车(4)整体为行走轨道(5)的末端，所述行走轨道(5)上安装有行走滑车(3)，所述行走滑车(3)顶部固接有机械臂(2)，所述机械臂(2)一侧壁上固接有扶持钳(1)，所述行走滑车(3)通过管线槽I(7)和管线槽II(8)与偏移滑车(4)连接。
2.根据权利要求1所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述行走滑车(3)包括行走滑车架体(301)，所述行走滑车架体(301)顶部安装有回转驱动装置(304)，所述机械臂(2)安装在回转驱动装置(304)上，所述行走滑车架体(301)两侧安装有行走滚轮I(302)，所述行走滑车架体(301)底部设置有行走驱动装置(306)，所述行走驱动装置(306)输出端安装有齿轮(305)，所述行走滑车架体(301)一侧安装有双耳座Ⅰ(303)，所述双耳座Ⅰ(303)与所述管线槽I(7)铰接。
3.根据权利要求2所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其
4.根据权利要求3所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述行走轨道(5)包括行走轨道架体(501)，所述行走轨道架体(501)中间安装有行走齿条I(502)，所述行走轨道架体(501)两侧上方设置有可翻转的盖板(503)。
5.根据权利要求4所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述偏移轨道(6)包括偏移轨道架体(601)，所述偏移轨道架体(601)中间安装有偏移齿条(602)，所述偏移轨道(6)底板的中部安装有对称式的限位机构(603)，所述偏移轨道(6)一侧轨道上方两端均设有行走滑车限位板(604)。
6.根据权利要求5所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述管线槽I(7)一端铰接在行走滑车(3)上、另一端与管线槽II(8)铰接，所述管线槽II(8)一端铰接在偏移滑车(4)上、另一端与管线槽I(7)铰接。
7.根据权利要求6所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述偏移滑车(4)安装在偏移轨道(6)上，所述偏移驱动装置(409)输出端齿轮与偏移齿条(602)啮合，所述偏移滑车(4)上方的轨道与行走轨道(5)平齐，所述行走齿条II(402)上表面与行走齿条I(502)上表面平齐，所述行走滑车(3)安装在行走轨道(5)上，所述行走驱动装置(306)输出端齿轮(305)与行走齿条II(402)和行走齿条I(502)啮合。
8.如权利要求1-7任一所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，机械臂(2)为多连杆机构，通过电缸或液缸实现机械臂(2)的伸缩。
...【技术特征摘要】
1.钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，包括垂直相接的行走轨道(5)和偏移轨道(6)，所述偏移轨道(6)上通过偏移拖链(9)连接有偏移滑车(4)，所述偏移滑车(4)整体为行走轨道(5)的末端，所述行走轨道(5)上安装有行走滑车(3)，所述行走滑车(3)顶部固接有机械臂(2)，所述机械臂(2)一侧壁上固接有扶持钳(1)，所述行走滑车(3)通过管线槽i(7)和管线槽ii(8)与偏移滑车(4)连接。
2.根据权利要求1所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述行走滑车(3)包括行走滑车架体(301)，所述行走滑车架体(301)顶部安装有回转驱动装置(304)，所述机械臂(2)安装在回转驱动装置(304)上，所述行走滑车架体(301)两侧安装有行走滚轮i(302)，所述行走滑车架体(301)底部设置有行走驱动装置(306)，所述行走驱动装置(306)输出端安装有齿轮(305)，所述行走滑车架体(301)一侧安装有双耳座ⅰ(303)，所述双耳座ⅰ(303)与所述管线槽i(7)铰接。
3.根据权利要求2所述的钻台面多方向移动式管柱扶持机械手，其特征在于，所述偏移滑车(4)包括偏移滑车架体(401)，所述偏移滑车架体(401)上方两侧设置有用于行走滑车(3)运行的轨道，所述偏移滑车架体(401)中部设置有行走齿条ii(402)，所述偏移滑车架体(401)底部两侧安装有行走滚轮ii(403)，所述偏移滑车架体(401)一侧安装有双耳座ⅱ(404)，所述双耳座ⅱ(404)与所述管线槽ii(8)铰接，所述偏移滑车架体(401)底部安装有偏移驱动装置(409)，所述偏移滑车架体(401)上面板预留了长方形的通孔，在通孔一端设置有连接耳板(405)、另一端的两侧设置有双耳座ⅲ(406)...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮亮，侯文辉，强亮，梅健，王滨，栾鲁豫，严小妮，
申请(专利权)人：中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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