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智能化上下管分拣系统

阅读：586发布：2021-03-01

IPRDB可以提供智能化上下管分拣系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种智能化上下管分拣系统，是一种用于全液压双动力组合式万米钻机中的全自动接卸钻杆套管的系统装置，采用主杆总成结构、双层机械手总成结构和付杆总成结构、互锁机械手、5吨吊车总成、双层机械手总成、动力顶驱组成。可在套管随钻工艺中同时完成接卸双层管，采用PLC自动化控制系统与各个执行机构相配合，完成接卸钻杆套管的过程，全程动作自动完成，不需要人工参与，较人工接卸钻杆套管更安全，更快速，更准确，更节省资源。较其他自动接钻杆系统更先进，更人性化、自动化，能独立完成自动接卸双层管。节省了人力、物力，避免了人工操作存在的危险性，节省了接卸钻杆、套管的时间，提高了整个钻井直至完井过程的效率。，下面是智能化上下管分拣系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种智能化上下管分拣系统，其特征在于：智能化上下管分拣系统包括主杆总成结

构、双层机械手总成和付杆总成结构，具体是由：液压支腿（1）、行走底盘（2）、行走导轨Ⅰ（3）、行走导轨Ⅱ（4）、转向转盘Ⅰ（5）、压力轴承（6）、中心轴（7）、转向转盘Ⅱ（8）、气动卡瓦（9）、上平台（10）、付杆总成（11）、传动链条（12）、传送链轮（13）、管排（14）、管排调整腿（15）、套管（16）、主杆总成（17）、导轨（18）、互锁机械手（19）、5吨吊车总成（20）、双层机械手总成（21）、马达连接板（22）、动力顶驱（23）和支架（24）构成；液压支腿（1）设置在上平台（10）的两侧与上平台（10）固定连接，在上平台（10）的底部设有行走底盘（2），行走导轨Ⅱ（4）与行走导轨Ⅰ（3）滑动连接设置在行走底盘（2）上，行走底盘（2）与行走导轨Ⅱ（4）连接，转向转盘Ⅰ（5）和转向转盘Ⅱ（8）通过中心轴（7）连接，在中心轴（7）上设有压力轴承（6），在上平台（10）上面设有主杆总成（17），主杆总成（17）与上平台（10）固定连接，主杆总成（17）上部设有动力顶驱（23），通过马达连接板（22）与双层机械手总成（21）连接；在主杆总成（17）的顶部设有互锁机械手（19）和5吨吊车总成（20），导轨（18）设置在动力顶驱（23）上，主杆总成（17）下部左右两侧设有两组付杆总成（11），付杆总成（11）固定连接在上平台（10）上。

2.根据权利要求1所述的智能化上下管分拣系统，其特征在于：所述的主杆总成结构：

由主杆支架（25）、主轴（26）、主杆（27）、链轮轴（28）、链条（29）、链轮（30）、马达支架（31）、提升马达（32）、轴承座（33）和主液压缸（34）组成，主杆（27）通过轴承座（33）、主杆支架（25）及主轴（26）固定连接，设置在上平台（10）上的主液压缸（34）顶部与主杆（27）连接，主杆（27）上设有链轮轴（28）、链轮（30）和马达支架（31），提升马达（32）固定在马达支架（31）上与链条（29）传动连接。

3.根据权利要求1所述的智能化上下管分拣系统，其特征在于：所述的双层机械手总成

结构：由旋转马达（35）、大臂（36）、小臂（37）、钻杆（38）、钻杆机械手（39）、套管机械手（40）组成，旋转马达（35）固定连接在马达连接板（22）上，大臂（36）与旋转马达（35）传动连接，小臂（37）与大臂（36）、旋转马达（35）传动连接，钻杆机械手（39）、套管机械手（40）与小臂（37）传动连接。

4.根据权利要求1所述的智能化上下管分拣系统，其特征在于：所述的付杆总成结构：

是由钻杆（38）、钻杆机械手（39）、付杆支架（41）、付液压缸（42）、底座（43）、付杆（44）和机械手液压缸（45）构成，付杆支架（41）设置在上平台（10）上，付杆液压缸（42）上部与付杆（44）传动连接，下端通过底座（43）与上平台（10）连接，钻杆机械手（39）与付杆（44）固定连接。

说明书全文

智能化上下管分拣系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种适用于常规钻机接卸钻杆套管，同时也适用于复式双循环欠平衡套管随钻工艺中的同时接卸双层管，特别涉及一种智能化上下管分拣系统。

背景技术

[0002] 目前，国内油田常规接卸钻杆、套管通常采用吊车加人工的方式，这种常规接卸钻杆、套管主要存在：1、人工接卸钻杆套管劳动强度大，通常需要5-10人才能完成；2、人工接卸钻杆套管存在安全隐患，容易出现安全事故，影响整个钻井作业；3、人工接卸钻杆套管成本高昂，效率低下；4、人工接卸钻杆套管无法同时接卸双层管等问题。

发明内容

[0003] 本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为解决复式双循环欠平衡随管钻进工艺中同时接卸双层管的难题，提高整机自动化水平、降低工人劳动强度，提高钻井、完井效率，采用PLC控制，实现动作速度快、定位准确、无缝连接、安全可靠、节约接卸钻杆套管的时间、提高了钻井效率，提供一种智能化上下管分拣系统。

[0004] 本发明智能化上下管分拣系统内容简述:

[0005] 本发明智能化上下管分拣系统，其特征在于：智能化上下管分拣系统包括主杆总成结构、双层机械手总成和付杆总成结构，具体是由：液压支腿、行走底盘、行走导轨Ⅰ、行走导轨Ⅱ、转向转盘Ⅰ、压力轴承、中心轴、转向转盘Ⅱ、气动卡瓦、上平台、付杆总成、传动链条、传送链轮、管排、管排调整腿、套管、主杆总成、导轨、互锁机械手、5吨吊车总成、双层机械手总成、马达连接板、动力顶驱和支架构成；液压支腿设置在上平台的两侧与上平台固定连接，在上平台的底部设有行走底盘，行走导轨Ⅱ与行走导轨Ⅰ滑动连接设置在行走底盘上，行走底盘与行走导轨Ⅱ连接，转向转盘Ⅰ和转向转盘Ⅱ通过中心轴7连接，在中心轴上设有压力轴承，在上平台上面设有主杆总成，主杆总成与上平台固定连接，主杆总成上部设有动力顶驱，通过马达连接板与双层机械手总成连接；在主杆总成的顶部设有互锁机械手和5吨吊车总成，导轨设置在动力顶驱上，主杆总成下部左右两侧设有两组付杆总成，付杆总成固定连接在上平台上。

[0006] 所述的主杆总成结构：由主杆支架、主轴、主杆、链轮轴、链条、链轮、马达支架、提升马达、轴承座和主液压缸组成，主杆通过轴承座、主杆支架及主轴固定连接，设置在上平台上的主液压缸顶部与主杆连接，主杆上设有链轮轴、链轮和马达支架，提升马达固定在马达支架上与链条传动连接。

[0007] 所述的双层机械手总成结构：由旋转马达、大臂、小臂、钻杆、钻杆机械手、套管机械手组成，旋转马达固定连接在马达连接板上，大臂与旋转马达传动连接，小臂与大臂、旋转马达传动连接，钻杆机械手、套管机械手与小臂传动连接。

[0008] 所述的付杆总成结构：是由钻杆、钻杆机械手、付杆支架、付液压缸、底座、付杆和机械手液压缸构成，付杆支架设置在上平台上，付杆液压缸上部与付杆传动连接，下端通过底座与上平台连接，钻杆机械手与付杆固定连接。

[0009] 本发明智能化上下管分拣系统，采用PLC自动化控制系统与各个执行机构相配合，完成整个接卸钻杆套管的过程，全程动作自动完成，不需要人工参与，较人工接卸钻杆套管更安全，更快速，更准确，更节省资源。较其他自动接钻杆系统更先进，更人性化、自动化，能独立完成自动接卸双层管。

附图说明

[0010] 图1是智能化上下管分拣系统结构示意图；

[0011] 图2是智能化上下管分拣系统结构侧图；

[0012] 图3是主杆总成结构示意图；

[0013] 图4是双层机械手总成结构示意图；

[0014] 图5是付杆总成结构示意图；

[0015] 图中：1是液压支腿、2是行走底盘、3是行走导轨Ⅰ、4是行走导轨Ⅱ、5是转向转盘Ⅰ、6是压力轴承、7是中心轴、8是转向转盘Ⅱ、9是气动卡瓦、10是上平台、11是付杆总成、12是传送链条、13是传送链轮、14是管排、15是管排调整腿、16是套管、17是主杆总成、18是导轨、
19是互锁机械手、20是5吨吊车总成、21是双层机械手总成、22是马达连接板、23是动力顶驱、24是支架、25是主杆支架、26是主轴、27是主杆、28是链轮轴、29是链条、30是链轮、31是马达支架、32是提升马达、33是轴承座、34主液压缸、35是旋转马达、36是大臂、37是小臂、38是钻杆、39是钻杆机械手、40是套管机械手、41是付杆支架、42是付液压缸、43是底座、44是付杆、45是机械手液压缸。

具体实施方式

[0016] 本发明智能化上下管分拣系统采用主杆总成结构、双层机械手总成结构和付杆总成结构是这样实现的，下面结合附图做具体说明。

[0017] 见图1、图2，智能化上下管分拣系统包括主杆总成结构、双层机械手总成和付杆总成结构，具体是由：液压支腿1、行走底盘2、行走导轨Ⅰ 3、行走导轨Ⅱ 4、转向转盘Ⅰ 5、压力轴承6、中心轴7、转向转盘Ⅱ 8、气动卡瓦9、上平台 10、付杆总成 11、传动链条12、传送链轮13、管排14、管排调整腿15、套管16、主杆总成17、导轨18、互锁机械手19、5吨吊车总成20、双层机械手总成21、马达连接板22、动力顶驱23和支架24构成；液压支腿1设置在上平台10的两侧与上平台10固定连接，用于调整上平台10的水平度。在上平台10的底部设有行走底盘2，行走导轨Ⅱ 4与行走导轨Ⅰ 3滑动连接设置在行走底盘2上，行走底盘2与行走导轨Ⅱ 4连接。转向转盘Ⅰ 5和转向转盘Ⅱ 8通过中心轴7连接，在中心轴7上设有压力轴承6，使转向转盘Ⅰ 5和转向转盘Ⅱ 8可自由旋转。在上平台10上面设有主杆总成17，主杆总成17与上平台10固定连接。主杆总成17上部设有动力顶驱23，通过马达连接板22与双层机械手总成
21连接；在主杆总成17的顶部设有互锁机械手19和5吨吊车总成20，导轨18设置在动力顶驱
23上。主杆总成17下部左右两侧设有两组付杆总成11，付杆总成11固定连接在上平台10上。

[0018] 见图3，主杆总成结构：由主杆支架25、主轴26、主杆27、链轮轴28、链条29、链轮30、马达支架31、提升马达32、轴承座33和主液压缸34组成，主杆27通过轴承座33、主杆支架25及主轴26固定连接，设置在上平台10上的主液压缸34顶部与主杆27连接，用于推动主杆27垂直或者水平。主杆27上设有链轮轴28、链轮30、马达支架31，提升马达32固定在马达支架31上与链条29传动连接。

[0019] 见图4，双层机械手总成结构：由旋转马达35、大臂36、小臂37、钻杆38、钻杆机械手39、套管机械手40组成。旋转马达35固定连接在马达连接板22上，大臂36与旋转马达35传动连接，小臂37与大臂36、旋转马达35传动连接，钻杆机械手39、套管机械手40与小臂37传动连接。钻杆机械手39用于夹持钻杆38，套管机械手40用于夹持套管16，钻杆机械手39与套管机械手40可同时工作也可单独工作。旋转马达35可将大臂36与小臂37自由旋转到任意角度，将钻杆38与套管16送到任意位置。

[0020] 见图5，付杆总成结构：是由钻杆38、钻杆机械手39、付杆支架41、付液压缸42、底座43、付杆44和机械手液压缸45构成。付杆支架41设置在上平台10上，付杆液压缸42上部与付杆44传动连接，下端通过底座43与上平台10连接。用于推动付杆44呈水平或者垂直状态，钻杆机械手39与付杆44固定连接，用于夹持钻杆38。机械手液压缸45用于驱动钻杆机械手39夹持或者松开。

[0021] 本发明智能化上下管分拣系统的工作原理：

[0022] 管排调整腿15用于调整管排14的倾斜角度，使钻杆38和套管16向主机方向滚动。主液压缸34启动，使主杆27立起呈垂直状态。互锁机械手19旋转并与主钻机连接。启动传送链条12，使钻杆38和套管16提升至一定高度并滚入机械手40付液压缸42启动，使左右两个付杆44立起呈垂直状态。动力顶驱23通过链轮30和链条29驱动升降到合适的位置。旋转马达35旋转使大臂36与小臂37运动到合适的位置，钻杆机械手39夹持钻杆38。旋转马达35旋转，将钻杆38送到动力顶驱23正下方。马达连接板22在导轨18上向上移动，旋转动力顶驱23与钻杆38螺纹连接。动力顶驱23下行，钻鼠洞或者水井。套管机械手40旋转到合适的位置，夹持套管16，动力顶驱23下行将套管16放入鼠洞中，动力顶驱23升起后，钻杆机械手39旋转到合适位置夹持钻杆38，动力顶驱23下行，将钻杆38放入鼠洞，保持夹持状态，同时套管机械手40夹持住鼠洞中的套管16。动力顶驱23升起至合适的位置，同时将双层管一同抓取到相应高度。旋转马达35旋转，将双层管送至主钻机动力顶驱正下方，主钻机动力顶驱旋转接上钻杆38与套管16。在此期间，5吨吊车总成20负责辅助工作。当完井时，液压支腿1工作，使整个机械臂系统升起，行走底盘2离开地面，行走导轨Ⅰ 3和行走导轨Ⅱ 4相对运动，使行走底盘2相对于整个机械臂系统产生相对运动。然后液压支腿1下降，使整个机械臂系统降落，行走底盘2接触地面并承受所有重量，行走导轨Ⅰ 3和行走导轨Ⅱ 4做相反运动，使整个机械臂系统相遇与行走底盘2产生相对运动，实现整个机械臂系统的前进和后退。当液压支腿
1工作，升起整个机械臂系统时，转向转盘Ⅰ 5和转向转盘Ⅱ 8也可做相对运动，使行走底盘
2与整个机械臂系统形成一定角度，当液压支腿下降时，转向转盘Ⅰ 5与转向转盘Ⅱ 8做相反运动，是整个机械臂系统完成转向动作。

[0023] 本发明智能化上下管分拣系统，是一种用于本申请人的另外两项发明专利即申请号：201410623955.2 名称：复式双循环欠平衡套管随钻钻井工艺及申请号：201410623953.3 名称：复式双循环欠平衡钻井工艺中的配套设备。是一种用于全液压双动力组合式万米钻机中的全自动接卸钻杆套管的系统装置，可在套管随钻工艺中同时完成接卸双层管，采用PLC自动化控制系统与各个执行机构相配合，完成接卸钻杆套管的过程，全程动作自动完成，不需要人工参与，较人工接卸钻杆套管更安全，更快速，更准确，更节省资源。较其他自动接钻杆系统更先进，更人性化、自动化，能独立完成自动接卸双层管。节省了人力、物力，避免了人工操作存在的危险性，节省了接卸钻杆、套管的时间，提高了整个钻井直至完井过程的效率。

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