一種方鑽杆接單根對扣裝置製造方法
2023-05-31 03:00:06 1
一種方鑽杆接單根對扣裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及石油鑽井設備【技術領域】一種方鑽杆接單根對扣裝置，包括與井架固定的安裝基座和固定在安裝基座上的裝置底座，裝置底座上通過支腳一鉸接有折形支撐架，支撐架頂端設有向前折的支臂一，支撐架上鉸接連接有折形擺杆，擺杆頂端設有與支臂一折向相反的支臂二，所述安裝底座上還設有向後支出的支腳二，所述支腳二頂端與支臂二的頂端之間鉸接連接有後連杆，擺杆的下端鉸接連接有三折拐杆，支臂一的未端鉸接連接前連杆，前連杆的下端與拐杆的第一折點鉸接連接，支撐架與擺杆之間連接有擺杆油缸，靠近所述拐杆的第二折點的折臂上連接有機械臂，機械臂上連接有用於抓取鑽杆的機械手和用於左右調節機械手抓取鑽杆對準位置的擺動油缸。
【專利說明】一種方鑽杆接單根對扣裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油鑽井設備【技術領域】，特別涉及一種方鑽杆接單根對扣裝置。【背景技術】
[0002]在石油鑽井過程中，隨著鑽井深度的增加，需要不斷地連接鑽杆，滿足鑽井深度增加的要求，即當鑽完一根鑽杆後，需要將方鑽杆提出井口，並將方鑽杆從井口位置移動到存放待接鑽杆的小鼠洞位置，完成方鑽杆與小鼠洞待接鑽杆的對扣連接，然後再提出小鼠洞內的鑽杆與井口鑽杆連接，這一過程稱為鑽井接單根作業。目前接單根作業時，均是由施工人員藉助鐵鉤等簡易工具，將井口的方鑽杆推拉到小鼠洞位置進行對扣，由於方鑽杆和懸吊系統的重量大、鑽臺面泥漿溼滑、方鑽杆擺動慣性大等因素，因此，施工人員推拉方鑽杆時，存在勞動強度大，安全隱患多，工作效率低等問題，甚至經常是一次對扣不準，重新提起方鑽杆，再次進行對扣，從而造成方鑽杆的大幅度擺動，對鑽杆接頭產生撞擊和損傷。
實用新型內容
[0003]本實用新型針對現有技術存在的問題，提供一種方鑽杆接單根對扣裝置，利用液壓驅動、機械動作迅速準確地將方鑽杆移動到小鼠洞待接鑽杆的上方，並與其準確對扣連接，使接單根操作省力、安全、高效、可靠。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的，一種方鑽杆接單根對扣裝置，包括與井架固定的安裝基座和固定在安裝基座上的裝置底座，所述裝置底座上通過支腳一鉸接有折形支撐架，所述支撐架頂端設有向前折的支臂一，所述支撐架上鉸接連接有折形擺杆，所述擺杆頂端設有與支臂一折向相反的支臂二，所述安裝底座上還設有向後支出的支腳二，所述支腳二頂端與支臂二的頂端之間鉸接連接有後連杆，所述擺杆的下端鉸接連接有三折拐杆，所述支臂一的未端鉸接連接前連杆，所述前連杆的下端與拐杆的第一折點鉸接連接，所述支撐架、支臂二、後連杆和支腳二構成後端擺杆機構，所述擺杆、支臂一、前連杆和拐杆構成前端平行四邊形機構，所述支撐架與擺杆之間連接有擺杆油缸，靠近所述拐杆的第二折點的折臂上連接有機械臂，所述機械臂上連接有用於抓取鑽杆的機械手和用於左右調節機械手抓取鑽杆對準位置的擺動油缸。
[0005]本實用新型的裝置中，支撐架、支臂二、後連杆和支腳二構成的後端擺杆機構相當於一個以支腳一為支點的四邊形擺杆，擺杆、支臂一、前連杆和拐杆構成的前端平行四邊形機構相當於一個以繞上述四邊形擺杆擺動的擺臂，折形相反的支撐架和擺杆分別交織構成後端擺杆機構和前端平行四邊形機構的構件。工作時，向擺杆油缸供油使其活塞杆伸長，裝置就通過後端擺杆機構和前端平行四邊形機構構成的擺動機構向前伸出，同時，拐杆隨前端平行四邊形機構的擺動而轉動，帶動機械臂向前移動並通過機械手抓持方鑽杆由井口向小鼠洞位置移動，進行準確對扣和鑽具連接，並通過擺動油缸的縮伸動作實現機械手抓持方鑽杆的左右移動，進行方鑽杆與小鼠洞內的待接鑽杆對扣位置的左右微調，從而最終實現方鑽杆接單根對扣連接。然後擺杆油缸反向供油，裝置就通過後端擺杆機構和前端平行四邊形機構的反向運動縮回至待命狀態。因此，本實用新型的方鑽杆接單根對扣裝置，結構合理、設計巧妙，操作簡單、省力，動作安全可靠，通過液壓缸的伸縮動作可以實現精確的鑽杆接單根對扣連接，大大降低施工人員的勞動強度並提高工作效率。
[0006]為增強裝置的穩定性，所述支撐架和前連杆分別並列設有兩組，所述擺杆鉸接連接於兩支撐架之間，所述拐杆鉸接設置於兩前連杆之間，所述機械臂鉸接於拐杆前端。
[0007]為使機械臂動作穩定，所述機械臂處於垂直狀態時，所述機械臂與拐杆的鉸接銷軸軸心偏離機械臂的重心，所述擺杆對應機械臂的一側設有用於頂推機械臂使機械臂保持平衡的頂頭，所述拐杆內固定連接有凹形彈簧片，所述凹形彈簧片彈性抵靠機械臂的末端用於援衝機械臂繞鉸接銷軸轉動衝擊，所述機械臂上還設有限位銷軸，所述限位銷軸兩端伸出機械臂外並且當機械臂處於水平工作位置時所述限位銷軸的兩伸出端與拐杆折角處的邊緣抵靠以保持機械臂處於水平狀態。本結構的機械臂連接裝置，當整個裝置縮起機械臂處於垂直狀態時，機械臂通過鉸接銷軸和頂頭的作用穩定的處於垂直狀態，當整個裝置在擺杆油缸的推動下向前伸出時，頂頭慢慢與機械臂分開，機械臂在重力和偏心的作用下繞鉸接銷軸向前轉動，此過程中，凹形彈簧片彈性抵靠機械臂的末端，緩衝機械臂轉動產生的振動和衝擊，並阻止機械臂推動方鑽杆前行時向上翻轉，限位銷軸可以保證機械臂偏轉後保持水平工作狀態，從而實現機械臂的穩定動作。
[0008]為實現裝置與不同規格的井架橫梁的固定安裝，所述安裝基座下側設有下壓板，所述下壓板和安裝基座之間連接井架橫梁並通過若干雙頭螺杆拉緊固定，所述安裝基座伸出井架橫梁的側向外端上側固定連接裝置底座，所述井架橫梁內側的裝置底座和下壓板的伸出端上安裝雙頭螺杆的位置分別設有長腰形孔，所述裝置底座和下壓板的伸出端的垂直端面設有貫穿至長腰形孔壁的調節螺孔，所述調節螺孔內設有調節螺栓。本實用新型的安裝基座固定結構，安裝在鑽臺絞車側上端的井架橫梁上，首先用雙頭螺杆、下壓板將安裝基座與井架橫梁固定安裝，安裝基座和下壓板上有長腰形孔，通過調整調節螺栓的旋入深度，可滿足不同規格的井架橫梁的安裝要求，然後將方鑽杆接單根對扣裝置底座通過螺栓與安裝基座固定實現整個裝置在井口的固定連接。同時本實用新型的方鑽杆接單根對扣裝置的安裝基座為前伸式結構，裝置安裝後處於井架橫梁外側，不與井架構件在一個平面內，故安裝和工作時不會與井架上側的構件發生幹涉，滿足了任何井架結構的安裝和使用要求。
[0009]為進一步防止裝置動作時與井架上的其它構杆發生幹涉，所述後連杆呈向前折的折形，所述前連杆呈向後折的折形。此結構可以使整個裝置結構更緊湊，為井架上其它構件讓出更多的空間，以防止工作過程中與其它構件發生幹涉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的方鑽杆接單根對扣裝置工作狀態的結構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型的方鑽杆接單根對扣裝置收回時處於待命狀態的示意圖。
[0012]圖3為圖1在I處的局部放大圖。
[0013]圖4為安裝基座與井架橫梁的安裝示意圖。
[0014]圖5為機械臂的結構示意圖。
[0015]其中，1下壓板；2安裝基座；3井架橫梁；4支腳二；5後連杆；6支撐架；61支臂一 ；7擺杆油缸；8擺杆；81支臂二 ；9裝置底座；10支腳一 ；11前連杆；12頂頭；13拐杆；14機械臂；15擺動油缸；16機械手；17鉸接銷軸；18限位銷軸；19凹形彈簧片；20調節螺栓；21雙頭螺杆。
【具體實施方式】
[0016]如圖1一圖5所示為本實用新型的方鑽杆接單根對扣裝置，包括安裝基座2和固定在安裝基座2上的裝置底座9，為實現裝置與不同規格的井架橫梁3的固定安裝，安裝基座2下側設有下壓板1，下壓板I和安裝基座2之間連接井架橫梁3並通過若干雙頭螺杆21拉緊固定，安裝基座2伸出井架橫梁3的側向外端上側固定連接裝置底座9，井架橫梁3內側的裝置底座9和下壓板I的伸出端上安裝雙頭螺杆21的位置分別設有長腰形孔，裝置底座9和下壓板I的伸出端的垂直端面設有貫穿至長腰形孔壁的調節螺孔，調節螺孔內設有調節螺栓20 ;裝置底座9上通過支腳一 10鉸接有折形支撐架6，支撐架6頂端設有向前折的支臂一 61，支撐架6上鉸接連接有折形擺杆8，擺杆8頂端設有與支臂一 61折向相反的支臂二 81，裝置底座9上還設有向後支出的支腳二 4，支腳二 4頂端與支臂二 81的頂端之間鉸接連接有後連杆5，擺杆8的下端鉸接連接有三折拐杆13，支臂一 61的未端鉸接連接前連杆11，前連杆11的下端與拐杆13的第一折點鉸接連接，支撐架6、支臂二 81、後連杆5和支腳二 4構成後端擺杆機構，擺杆8、支臂一 61、前連杆11和拐杆13構成前端平行四邊形機構，支撐架6與擺杆8之間連接有擺杆油缸7，靠近拐杆13的第二折點的折臂上連接有機械臂14，機械臂14上連接有用於抓取鑽杆的機械手16和用於左右調節機械手16抓取鑽杆對準位置的擺動油缸15。
[0017]為加強裝置的穩定性，支撐架和前連杆分別並列設有兩組，連接時，擺杆8上端折角處通過銷軸鉸接連接於兩支撐架6上端的折角之間，拐杆13鉸接設置於兩前連杆11之間，機械臂14鉸接於拐杆13前端。
[0018]為使機械臂14動作穩定，機械臂14處於垂直狀態時，機械臂14與拐杆13的鉸接銷軸17軸心偏離機械臂14的重心，擺杆8對應機械臂14的一側設有用於頂推機械臂14使機械臂14保持平衡的頂頭12，拐杆13內還固定連接有凹形彈簧片19，凹形彈簧片19彈性抵靠機械臂14的末端用於援衝機械臂14繞鉸接銷軸17轉動衝擊，機械臂14上還設有限位銷軸18，限位銷軸18兩端伸出機械臂14外並且當機械臂14處於水平工作位置時限位銷軸18的兩伸出端與拐杆13的折角處的邊緣抵靠以保持機械臂處於水平狀態。
[0019]本實用新型的裝置安裝是，首先用雙頭螺杆21、下壓板I將安裝基座2與井架橫梁3固定安裝，通過調整調節螺栓20的旋入長腰形孔橫向的旋入深度，可將不同規格尺寸的井架橫梁3固定連接，然後將方鑽杆接單根對扣裝置底座9通過螺栓與安裝基座2固定實現整個裝置在井口的固定連接，再連接油缸液壓管線即完成安裝。工作時，向擺杆油缸15供油使其活塞杆伸長，裝置就通過後端擺杆機構和前端平行四邊形機構構成的擺動機構向前伸出，此時，機械臂14末端慢慢脫離頂頭12的頂推作用，在重力的作用下在拐杆13上繞鉸接銷軸17自行向前偏轉，偏轉後的機械臂14尾部與凹形彈簧片19彈性抵靠，以緩衝機械臂14的偏轉速度，直至機械臂14處於水平位置，機械手16抓到達方鑽杆並推動方鑽杆向前運動，凹形彈簧片19還可以阻止機械臂14推動方鑽杆前行時向上翻轉，同時，當機械臂14處於水平工作位置時限位銷軸18與拐杆13的折角邊緣抵靠以保持機械臂14在方鑽杆反作用力的作用下處於水平狀態，隨著機械臂14的前伸，由前端的機械手16推動方鑽杆由井口位置移動到小鼠洞待接鑽杆位置，同時，通過擺動油缸15的縮伸動作實現機械手16抓持方鑽杆的左右移動進行準確對扣和鑽具連接，最終實現方鑽杆接單根對扣連接。當對扣結束後，擺杆油缸7反向供油，裝置就通過後端擺杆機構和前端平行四邊形機構的反向運動縮回至待命狀態，同時，機械臂14在頂頭12的推轉作用下收回並處於垂直狀態。本實用新型的方鑽杆接單根對扣裝置，結構合理、設計巧妙，操作簡單、省力，動作安全可靠，通過液壓缸的伸縮動作可以實現精確的鑽杆接單根對扣連接，大大降低施工人員的勞動強度並提高工作效率。
[0020]本實用新型並不局限於上述實施例，凡是在本實用新型公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特徵作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種方鑽杆接單根對扣裝置，包括與井架固定的安裝基座和固定在安裝基座上的裝置底座，其特徵在於，所述裝置底座上通過支腳一鉸接有折形支撐架，所述支撐架頂端設有向前折的支臂一，所述支撐架上鉸接連接有折形擺杆，所述擺杆頂端設有與支臂一折向相反的支臂二，所述安裝底座上還設有向後支出的支腳二，所述支腳二頂端與支臂二的頂端之間鉸接連接有後連杆，所述擺杆的下端鉸接連接有三折拐杆，所述支臂一的未端鉸接連接前連杆，所述前連杆的下端與拐杆的第一折點鉸接連接，所述支撐架、支臂二、後連杆和支腳二構成後端擺杆機構，所述擺杆、支臂一、前連杆和拐杆構成前端平行四邊形機構，所述支撐架與擺杆之間連接有擺杆油缸，靠近所述拐杆的第二折點的折臂上連接有機械臂，所述機械臂上連接有用於抓取鑽杆的機械手和用於左右調節機械手抓取鑽杆對準位置的擺動油缸。
2.根據權利要求1所述的方鑽杆接單根對扣裝置，其特徵在於，所述支撐架和前連杆分別並列設有兩組，所述擺杆鉸接連接於兩支撐架之間，所述拐杆鉸接設置於兩前連杆之間，所述機械臂鉸接於拐杆前端。
3.根據權利要求2所述的方鑽杆接單根對扣裝置，其特徵在於，所述機械臂處於垂直狀態時，所述機械臂與拐杆的鉸接銷軸軸心偏離機械臂的重心，所述擺杆對應機械臂的一側設有用於頂推機械臂使機械臂保持平衡的頂頭，所述拐杆內還固定連接有凹形彈簧片，所述凹形彈簧片彈性抵靠機械臂的末端用於援衝機械臂繞鉸接銷軸轉動衝擊，所述機械臂上還設有限位銷軸，所述限位銷軸兩端伸出機械臂外並且當機械臂處於水平工作位置時所述限位銷軸的兩伸出端與拐杆的折角處邊緣抵靠以保持機械臂處於水平狀態。
4.根據權利要求2所述的方鑽杆接單根對扣裝置，其特徵在於，所述安裝基座下側設有下壓板，所述下壓板和安裝基座之間連接井架橫梁並通過若干雙頭螺杆拉緊固定，所述安裝基座伸出井架橫梁的側向外端上側固定連接裝置底座，所述井架橫梁內側的裝置底座和下壓板的伸出端上安裝雙頭螺杆的位置分別設有長腰形孔，所述裝置底座和下壓板伸出端的垂直端面設有貫穿至長腰形孔壁的調節螺孔，所述調節螺孔內設有調節螺栓。
5.根據權利要求2所述的方鑽杆接單根對扣裝置，其特徵在於，所述後連杆呈向前折的折形，所述前連杆呈向後折的折形。
【文檔編號】E21B17/04GK203547572SQ201320698455
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】高大軍, 崔鴻全 申請人:揚州誠創石油機械有限公司