油田鑽井平臺的專用機械手臂的製作方法
2023-05-10 06:48:36 1
本實用新型涉及鑽井平臺井口裝置的技術領域，是一種油田鑽井平臺的專用機械手臂。
背景技術：
目前鑽井平臺上的操作工人，在井口進行甩鑽杆、接鑽杆對扣、排立柱、下立柱、排鑽挺、方鑽杆進大鼠洞等一系列井口作業時，由於作業設備的自動化程度不高，因此仍會消耗大量的人力，致使操作工人不僅勞動強度大、效率低，而且在操作過程中存在許多潛在的安全隱患，一不小心就會引發嚴重的安全事故與巨大的經濟損失。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種油田鑽井平臺的專用機械手臂，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有工人在井口作業中勞動強度大、效率低和安全隱患多的問題。
本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的：一種油田鑽井平臺的專用機械手臂包括底座、迴轉驅動支撐座、迴轉驅動裝置、液壓缸支座、第一伸縮臂總成、機械爪總成，迴轉驅動支撐座固定安裝在底座的上端面上，可做圓周旋轉運動的迴轉驅動裝置固定安裝在迴轉驅動支撐座的上端面上，液壓缸支座固定安裝在迴轉驅動裝置上，第一伸縮臂總成的左端都鉸接在液壓缸支座上，第一伸縮臂總成的右端與液壓驅動的機械爪總成鉸接，液壓缸支座內設置有液壓缸，液壓缸的殼體下端與液壓缸支座鉸接，液壓缸上端的液壓杆與伸縮臂鉸接。
上述第一伸縮臂總成包括第一手臂連杆、第二手臂連杆、第三手臂連杆、第四手臂連杆、連接盤殼體、第一連接雙耳板、第二連接雙耳板、單耳板，第一手臂連杆在第二手臂連杆的上側，第一手臂連杆與第二手臂連杆的上端分別鉸接在連接盤殼體的內部，單耳板固定安裝在第一手臂連杆上且位於第一手臂連杆上端鉸接點的附近，第四手臂連杆在第三手臂連杆的上側，第三手臂連杆與第四手臂連杆的下端分別鉸接在液壓缸支座的內部，第四手臂連杆的上端與連接盤殼體的內部鉸接，第三手臂連杆的上端通過第一連接雙耳板的下端鉸接在連接盤殼體上，第一連接雙耳板的上端與第二連接雙耳板的左端鉸接，第二連接雙耳板的右端與單耳板鉸接，第三手臂連杆、第一連接雙耳板、第二連接雙耳板、單耳板、第四手臂連杆共同構成相互聯動的連杆機構，液壓缸上端的液壓杆與第三手臂連杆的中下部鉸接。
上述第一手臂連杆與第二手臂連杆相互平行，第三手臂連杆與第四手臂連杆相互平行。
上述油田鑽井平臺的專用機械手臂還包括與第一伸縮臂總成平行設置的第二伸縮臂總成，第二伸縮臂總成與第一伸縮臂總成結構相同，第二伸縮臂總成與第一伸縮臂總成前後對稱分布。
上述第二伸縮臂總成上的連接盤與第一伸縮臂總成上的連接盤殼體之間設置有前後鉸接的加強軸。
上述底座、迴轉驅動支撐座、迴轉驅動裝置、液壓缸支座、第一伸縮臂總成、第二伸縮臂總成的外表面上都設置有防腐塗層。
本實用新型結構合理而緊湊，通過設置在基座上的液壓源系統與配電系統，迴轉驅動裝置可以進行多角度的自由旋轉，利用液壓源系統可以使第一伸縮臂總成和第二伸縮臂總成實現伸縮功能，同時可以實現機械爪總成的抓握，能夠代替人工進行靈活高效地作業，不僅省時省力，而且充分保障了操作工人的安全。
附圖說明
附圖1為本實用新型最佳實施例處於半展開狀態的主視結構示意圖。
附圖2為本實用新型最佳實施例處於全展開狀態的主視結構示意圖。
附圖3為本實用新型最佳實施例處於全收回狀態的主視結構示意圖。
附圖中的編碼分別為：1為底座， 2為液壓源系統，3為配電系統，4為迴轉驅動支撐座，5為迴轉驅動裝置，6為液壓缸支座，7為第一手臂連杆，8為第二手臂連杆，9為第三手臂連杆，10為第四手臂連杆，11為液壓缸，12為連接盤殼體，13為第一連接雙耳板，14為第二連接雙耳板，15為單耳板，16為機械爪總成，17為加強軸。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
在本實用新型中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如：上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖1的布圖方向來確定的。
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述：
如附圖1、2、3所示，該油田鑽井平臺的專用機械手臂包括底座1、迴轉驅動支撐座4、迴轉驅動裝置5、液壓缸支座6、第一伸縮臂總成、機械爪總成16，迴轉驅動支撐座4固定安裝在底座1的上端面上，可做圓周旋轉運動的迴轉驅動裝置5固定安裝在迴轉驅動支撐座4的上端面上，液壓缸支座6固定安裝在迴轉驅動裝置5上，第一伸縮臂總成的左端都鉸接在液壓缸支座6上，第一伸縮臂總成的右端與液壓驅動的機械爪總成16鉸接，液壓缸支座6內設置有液壓缸11，液壓缸11的殼體下端與液壓缸支座6鉸接，液壓缸11上端的液壓杆與伸縮臂鉸接。當設備開始運轉時，安裝在底座1上的配電系統3可驅動迴轉驅動裝置5進行旋轉，進而帶動安裝在迴轉驅動裝置5上的液壓缸支座6進行周向的旋轉運動，而液壓源系統2驅動液壓缸11，從而實現第一伸縮臂總成的左右伸縮，通過連接在液壓源系統2上的液壓管線，可以使機械爪總成16實現抓握的動作，進而可以靈活、高效地完成井口的作業。
可根據實際需要，對上述油田鑽井平臺的專用機械手臂作進一步優化或/和改進：
如附圖1、2、3所示，第一伸縮臂總成包括第一手臂連杆7、第二手臂連杆8、第三手臂連杆9、第四手臂連杆10、連接盤殼體12、第一連接雙耳板13、第二連接雙耳板14、單耳板15，第一手臂連杆7在第二手臂連杆8的上側，第一手臂連杆7與第二手臂連杆8的上端分別鉸接在連接盤殼體12的內部，單耳板15固定安裝在第一手臂連杆7上且位於第一手臂連杆7上端鉸接點的附近，第四手臂連杆10在第三手臂連杆9的上側，第三手臂連杆9與第四手臂連杆10的下端分別鉸接在液壓缸支座6的內部，第四手臂連杆10的上端與連接盤殼體12的內部鉸接，第三手臂連杆9的上端通過第一連接雙耳板13的下端鉸接在連接盤殼體12上，第一連接雙耳板13的上端與第二連接雙耳板14的左端鉸接，第二連接雙耳板14的右端與單耳板15鉸接，第三手臂連杆9、第一連接雙耳板13、第二連接雙耳板14、單耳板15、第四手臂連杆10共同構成相互聯動的連杆機構，液壓缸11上端的液壓杆與第三手臂連杆9的中下部鉸接。當液壓缸11內的液壓杆升起時，第三手臂連杆9向右運動，進而通過第一連接雙耳板13、第二連接雙耳板14、單耳板15帶動第一手臂連杆7向右運動，從而可以實現第一伸縮臂總成的展開動作，收回動作與之相反。本實用新型的機械臂總成通過連杆機構實現聯動，只需要一個液壓缸即可實現伸縮臂總成的伸縮動作，並且可以保持機械爪總成處於水平狀態。
如附圖1、2、3所示，第一手臂連杆7與第二手臂連杆8相互平行，第三手臂連杆9與第四手臂連杆10相互平行，平行設計有助於第一伸縮臂總成和第二伸縮臂總成形成較為完美的力矩，能夠平順地完成伸縮動作，否則很容易蹩勁，造成應力集中，導致設備的損壞。
如附圖1所示，上述油田鑽井平臺的專用機械手臂還包括與第一伸縮臂總成平行設置的第二伸縮臂總成，第二伸縮臂總成與第一伸縮臂總成結構相同，第二伸縮臂總成與第一伸縮臂總成的左端都設置在液壓缸支座6內且前後對稱分布，因為手臂較長，而且鉸點較多，一組伸縮臂的穩定與強度較差，兩組伸縮臂就能夠很好的解決這一問題。
如附圖1、2、3所示，第二伸縮臂總成上的連接盤與第一伸縮臂總成上的連接盤殼體12之間設置有前後鉸接的加強軸17，這樣可以保證第一伸縮臂總成與第二伸縮臂總成在伸縮動作上的同步一致性，同時增強了第一伸縮臂總成與第二伸縮臂總成之間的穩定性與連接強度。
如附圖1、2、3所示，底座1、迴轉驅動支撐座4、迴轉驅動裝置5、液壓缸支座6、第一伸縮臂總成、第二伸縮臂總成的外表面上都設置有防腐塗層延長了設備的使用壽命。
以上技術特徵構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。
伸縮臂連杆3、4、液缸固定座、伸縮臂中間連接盤形成第一個平行四邊形結構；伸縮臂連杆1、2、機械手爪總成、伸縮臂中間連接盤形成第二個平行四邊形結構。
本實用新型最佳實施例的使用過程：
本實用新型由機械爪總成16、伸縮臂總成、迴轉驅動裝置5、底座1及迴轉驅動支撐座4、液壓源系統2、配電系統3及遙控系統共六部分組成；配電系統3、液壓源系統2、機械傳動系統固定在底座1上。
機械傳動系統包括與底座1連接的迴轉驅動支撐座4、與迴轉驅動支撐座4連接的迴轉驅動裝置5，與迴轉驅動裝置5連接的伸縮臂總成，以及與伸縮臂總成連接的機械爪總成16。
伸縮臂總成包括第一伸縮臂總成和第二伸縮臂總成，第一伸縮臂總成包括第一手臂連杆7、第二手臂連杆8、第三手臂連杆9、第四手臂連杆10、液壓缸支座6、連接盤殼體12以及液壓缸11組成，其中，第三手臂連杆9、第四手臂連杆10的下端與液壓缸支座6鉸接，上端與連接盤殼體12鉸接；第一手臂連杆7、第二手臂連杆8的下端與機械爪總成16鉸接，上端與連接盤殼體12鉸接；第三手臂連杆9、第四手臂連杆10、液壓缸支座6、連接盤殼體12形成第一個平行四邊形結構；第一手臂連杆7、第二手臂連杆8、機械爪總成16、連接盤殼體12形成第二個平行四邊形結構。
機械爪總成16由內置液壓油缸及在其驅動下可以抓持鑽具的左右卡子組成。液壓缸11、機械爪總成16內置液壓油缸分別與液壓源系統2連接；機械手爪有兩種尺寸，可分別用於5寸以下鑽杆和8寸以下鑽鋌的作業，二者通過拆卸銷軸，即能實現更換。
伸縮臂總成依靠液壓缸11可伸出和收縮，最大工作半徑為3m；迴轉驅動裝置5由蝸輪蝸杆減速器和液壓馬達組成，可在360°範圍內旋轉；液壓源系統2中的液壓泵採用雙聯泵，可使液壓源系統2選擇在高速或低速下工作；遙控系統可在30m工作範圍內操作該油田鑽井平臺的專用機械手臂，完成左轉、右轉、前進、後退、握緊和鬆開動作，遙控器設計有高速和低速按鈕。