舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于石油機械技術(shù)領(lǐng)域，具體是為實現(xiàn)在鉆具架與鉆臺之間自動運移鉆具而設(shè)計的一種舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鉆具操作方式主要依靠人力來進行，這種操作方式存在安全性差，勞動強度大，工作效率低等弊端，極大的限制了自動化鉆井系統(tǒng)的發(fā)展。為了改變傳統(tǒng)的鉆具操作方式，從20世紀40年代起國外便開始進行了液壓動力貓道技術(shù)的研究及生產(chǎn)運用。國內(nèi)對液壓動力貓道技術(shù)的研究起步比較晚，經(jīng)過近些年的發(fā)展，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)配套部分鉆機的液壓動力貓道系統(tǒng)。但是目前的動力貓道系統(tǒng)還主要存在以下不足:與車載鉆機、液壓鉆機等鉆臺高度較低的中小型石油鉆機配套的類型和數(shù)量比較少;適用鉆臺高度比較固定，調(diào)節(jié)范圍有限；在鉆具從鉆具架移運到貓道主體的過程中仍需人力來推，沒有實現(xiàn)完全意義上的自動化;起升方式多為鋼絲繩牽引式，鋼絲繩的柔性起升方式傳動精度低，在運行過程中會產(chǎn)生晃動，穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)和裝備存在的上述不足，本發(fā)明提出一種適合中低高度鉆臺、調(diào)節(jié)范圍比較大、實現(xiàn)完全自動化的舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)，其采用的技術(shù)方案如下:
[0004]液壓動力貓道系統(tǒng)主要由鉆具架翻出機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)臂機構(gòu)、翻板機構(gòu)、舉升機構(gòu)、滑車機構(gòu)五個機構(gòu)組成。
[0005]鉆具架翻出機構(gòu)的作用是通過液壓缸的舉升實現(xiàn)鉆具在鉆具架與貓道主體之間的運移。為了提高運移能力，鉆具架和鉆具架翻出機構(gòu)采取兩側(cè)對稱布置的方式。這樣一側(cè)可以運移尺寸較小的鉆桿和鉆鋌，另一側(cè)可以運移尺寸較大的套管。具體方案是液壓缸一端與底板上的固定點鉸接，另一端與翻板的一端進行鉸接，翻板的另一端與支撐架進行鉸接，支撐架固定在底板上，支腿起輔助支撐作用。
[0006]翻轉(zhuǎn)臂機構(gòu)的作用是將鉆具由翻轉(zhuǎn)臂運移到輸送臂或者返回。其中，升板是為了阻止從鉆具架過來的鉆具直接進入輸送臂，支腿液壓缸一端與支腿底板鉸接，另一端與擋板進行鉸接。當(dāng)支腿液壓缸舉升時，擋板可以在軌道中滑動，軌道上具有限制位置的擋塊，擋板到達擋塊位置停止滑動，然后帶動翻轉(zhuǎn)臂繞著固定在貓道基座上的鉸接點進行翻轉(zhuǎn)。這樣使得在支腿液壓缸舉升前，鉆具可以從鉆具架進入貓道主體。在支腿液壓缸舉升時，避免鉆具繼續(xù)進入貓道主體。
[0007]翻板機構(gòu)的作用是與翻轉(zhuǎn)臂機構(gòu)相互配合，將單根鉆具由翻轉(zhuǎn)臂上運移到輸送臂或返回。具體方案是液壓缸一端與輸送臂上的固定點鉸接，另一端與翻板的一端進行鉸接，翻板的另一端與輸送臂上的固定點鉸接。特別的，翻板側(cè)邊高度比較大，在輸送鉆具時，可以防止鉆具滾落，取代安全銷結(jié)構(gòu)，起安全保護作用。
[0008]舉升機構(gòu)的作用是將運送鉆具的輸送臂舉升到一定的高度。具體方案是舉升液壓缸一端與貓道底座上的固定點鉸接，另一端與旋轉(zhuǎn)臂的中間位置進行鉸接。旋轉(zhuǎn)臂一端與貓道底座上的固定點鉸接，另一端與輸送臂的一端鉸接。兩組翻板均勻安裝在輸送臂的中部位置?；嚢惭b在輸送臂尾部，可以沿著輸送臂滑動，用來將鉆具推出一定距離。輸送臂尾端安裝有滾輪，滾輪可以沿著固定在貓道底座上的滑道滾動。特別的，舉升機構(gòu)中旋轉(zhuǎn)臂的形狀經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計得到。旋轉(zhuǎn)臂的尖角改進為與鉸接點同圓心的圓弧段。與圓弧段連接的兩條直線段與圓弧段相切過渡。初始狀態(tài)下，長直線段與貓道底座上的底板相接觸;舉升過程中，圓弧段與貓道底座上的底板相接觸;終止狀態(tài)下，短直線段與貓道底座上的底板相接觸。這樣可以很好的提高旋轉(zhuǎn)臂的運行穩(wěn)定性，降低對舉升液壓缸的控制要求，同時也降低發(fā)生失穩(wěn)事故的可能性。另外，旋轉(zhuǎn)臂上有不同的鉸接位置，可以適應(yīng)不同的鉆臺高度。
[0009]滑車機構(gòu)的作用是將鉆具沿著輸送臂推出一定距離。該機構(gòu)主要由液壓馬達提供動力，經(jīng)過聯(lián)軸器和減速器驅(qū)動主動鏈輪轉(zhuǎn)動。主動鏈輪通過主鏈條帶動從動鏈輪轉(zhuǎn)動。從動鏈輪與輔助鏈輪同軸轉(zhuǎn)動，帶動輔助鏈條與主鏈條同時運動，滑車下方的支腿與主鏈條以及輔助鏈條固定。所以通過控制液壓馬達的正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速，便可以控制滑車的移動方向和速度。另外，輸送臂尾部的封蓋用來保護滑車機構(gòu)里的液壓和傳動系統(tǒng)，避免外界雜質(zhì)的侵入。
[0010]翻板機構(gòu)中的翻板具有分段弧面結(jié)構(gòu)。
[0011 ]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:自動化程度高。通過鉆具架翻出機構(gòu)，實現(xiàn)全自動化機械操作運移鉆具，減少了鉆井工人數(shù)量，減輕了勞動強度，提高了作業(yè)安全，減少了井場事故的發(fā)生，同時降低了人力成本;適用性強。一方面可以適用不同尺寸的鉆桿、套管和鉆鋌，另一方面可以適用于不同鉆臺高度的鉆修機設(shè)備。因而可以提高鉆井輔助設(shè)備的利用率，有效降低設(shè)備的采購成本;穩(wěn)定性好。采用剛性機械結(jié)構(gòu)進行舉升，同時對旋轉(zhuǎn)臂的形狀結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;結(jié)構(gòu)簡單。利用翻板機構(gòu)代替安全銷機構(gòu)，進一步簡化運移鉆具的機械結(jié)構(gòu)，同時也簡化了液壓系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0012]圖1:本發(fā)明舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2:本發(fā)明舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)運移鉆具過程圖。
[0014]圖3:本發(fā)明舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)滑車機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
[0015]1.滾輪，2.封蓋，3.滑車，4.輸送臂，5.翻板，6.舉升液壓缸，7.旋轉(zhuǎn)臂，8.鉆具，9.支撐架，10.翻出液壓缸，11.支腿液壓缸，12.翻轉(zhuǎn)臂，13.軌道，14.貓道基座，15.支撐板，16.鉆具架，17.底板，18.翻出板，19.擋塊，20.擋板，21.翻板液壓缸，22.鏈條，23.鏈輪，24.減速器，25.液壓馬達，26.升板。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明:
[0017]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的舉升式液壓動力貓道系統(tǒng)，包括鉆具架翻出機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)臂機構(gòu)、翻板機構(gòu)、舉升機構(gòu)、滑車機構(gòu)五個機構(gòu)。
[0018]鉆具架翻出機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)是翻出液壓缸10與底板17上的固定點鉸接，另一端與翻出板18的一端進行鉸接，翻出板18的另一端與支撐架9進行鉸接，支撐架9固定在底板17上。
[0019]翻轉(zhuǎn)臂機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)是升板26固定在翻轉(zhuǎn)臂12—端，是為了阻止從鉆具架16過來的鉆具8直接進入輸送臂4，支腿液壓缸11 一端與支撐板15鉸接，另一端與擋板20進行鉸接。當(dāng)支腿液壓缸11舉升時，擋板20可以在軌道中滑動，到達擋塊19位置后停止滑動，然后帶動