一种一体化旋转直立猫道的制作方法

1.本发明涉及智能钻井平台，具体涉及一种一体化旋转直立猫道。


背景技术：

2.钻井猫道是一种管具传送设备，可以在钻井平台和地面之间安全可靠的往返输送管具，具有可靠性高，适应性强，输送效率高，安全的特点，是钻井设备中很重要的一种管具输运设备。
3.现有的钻井猫道主要有以下三种：1、动力钢索驱动型动力猫道，依靠动力钢索和卷扬机拉动猫道上的小车，由小车拉动钻杆，小车上有拉管卡头，靠管子接箍台阶受力，驱动管子，其早期产品只有下管功能，没有上管功能，这种钻井猫道的主要缺陷有：钻杆钻铤套管只能送到坡道，不能到钻台上井口位置，需要二次吊运；钻杆钻铤套管需要下钻台时，也需要先将管子吊运到钻台大门坡道上，才能下管，多一道工序，降低了安全性，不符合自动化钻井工艺要求；小车上的液压管线需要随着小车运动而不断伸长和收缩，因此而受到拉伸降低了使用寿命和可靠性。
4.2、四连杆型动力猫道，通过液缸推动支撑杆，使管子输送梁起升，直到钻台后，横梁上的液压缸或小车推动输送的管子到井口，这种钻井猫道的主要缺陷有：钻杆钻铤套管需要下钻台时，也需要先将管子头拉到横梁上，才能下管，不符合自动化钻井工艺要求；二是由于都是销轴链接，存在一定的间隙，在横梁空中起升时稳定性差。
5.3、动力钢索坡道拉升型动力猫道，横梁一端靠链接杆支撑，另一端靠钻台大门坡道与横梁上滚轮支撑，同时靠两根动力钢索通过卷扬机拉动连接在横梁靠中部位置的耳板，驱动横梁起升，并且横梁可以到达距离钻台上井口中心约500mm位置，将管子直接送到井口，下管时，管头可以方便地放入横梁v型槽内，横梁下降到猫道上,其主要缺点有：卷扬机配置功率较大，能耗高；动力钢索易磨损，在拆装过程中容易损坏；动力钢索多次使用在某一段，而且更换时难以定量确定磨损程度，可靠性下降。
6.因此，开发一种运行平稳，安全可靠，受力更加合理，自动化程度更高的钻井猫道十分有必要。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本发明提供了一种一体化旋转直立猫道，目的在于提供一种自动化高效钻井猫道，该钻井猫道自动化程度高，传动效率高，安全可靠，受力更加合理，大大提高钻井猫道的使用寿命和提高运输效率。
8.具体地，一种一体化旋转直立猫道，包括：
9.固定设置的主架体，
10.旋转直立猫道主体，所述旋转直立猫道主体一端轴接铰接机构，并能绕所述铰接机构转动；
11.动力机构，所述动力机构连接的动力钢索分别经滚轮连接所述旋转直立猫道主体
的另一端，并能带动所述旋转直立猫道主体在水平方向运动与垂直方向之间进行切换。
12.在本发明的一个优选实施例中，所述主架体与所述旋转直立猫道主体相接触的一面设置旋转直立猫道缓冲装置，所述旋转直立猫道缓冲装置垂直装配于所述主架体上。
13.旋转猫道在旋转到90度时，旋转直立猫道缓冲装置起作用，可以有效地保护旋转直立猫道旋转到直立状态与其他相关机构的刚性接触。
14.在本发明的一个优选实施例中，所述动力机构采用钢索卷扬机构，液压缸，电动缸中的一种。
15.在本发明的一个优选实施例中，所述主架体垂直固定于水平面，在纵向方向，所述动力机构的高度高于所述旋转直立猫道缓冲装置，所述滚轮位于所述主架体顶部区域。
16.在本发明的一个优选实施例中，所述旋转直立猫道主体包括支撑钻具桁架机构，所述支撑钻具桁架机构的端部设置可伸缩结构，根据所述钻具的长度对应调整所述旋转直立猫道主体的长度。
17.在本发明的一个优选实施例中，所述可伸缩结构上放置钻杆，所述可伸缩结构上至少两组夹紧定位机构，利用夹紧定位机构夹紧，实现了整个的猫道上钻杆的定位夹紧。
18.在本发明的一个优选实施例中，所述可伸缩结构包括框架，分别位于所述框架一端的底部左右夹紧机构和底部旋转前后夹紧机构，以及所述框架另一端的顶部旋转前后夹紧机构。
19.在本发明的一个优选实施例中，当可伸缩结构处于垂直状态时，所述底部旋转前后夹紧机构，起到在升降时保证钻杆在底部前后居中位置；
20.所述顶部旋转前后夹紧机构，起到在升降时保证钻杆在顶部前后居中位置，从而达到在升降移动过程中，使得多根钻杆处于相对稳定的状态。
21.在本发明的一个优选实施例中，所述旋转直立猫道主体内装配对中夹紧档杆机构。
22.通过以上技术方案，本发明的有益效果：
23.本发明实现了多根钻具同时输送，旋转直立，大大减小把钻杆从水平转化到直立过程，从而提高钻具的输送效率，并且此机构是多根同时输送更加加快设备的效率；旋转直立猫道属于智能化程度高，模块化程度高，可多根钻具同时猫道输送。
24.综上所述，此结构简单，智能化程度高，模块化程度高，方便检修和故障检测。
附图说明
25.图1为本发明的旋转直立猫道处于水平状态的结构示意图。
26.图2为本发明的旋转直立猫道处于直立状态的结构示意图。
27.图3为本发明的旋转直立猫道主体伸缩到最长状态的结构示意图。
28.图4为本发明的可伸缩结构的结构示意图。
29.图5为本发明的图4的底部局部放大图。
30.图6为本发明的图4的顶部局部放大图。
具体实施方式
31.实施例1：
32.一种一体化旋转直立猫道，包括：固定设置的主架体100，旋转直立猫道主体700，所述旋转直立猫道主体一端轴接铰接机构800，并能绕所述铰接机构转动；动力机构400，所述动力机构连接的动力钢索500分别经滚轮200连接所述旋转直立猫道主体700的另一端，并能带动所述旋转直立猫道主体在水平方向运动与垂直方向之间进行切换。
33.进一步地，所述主架体与所述旋转直立猫道主体相接触的一面设置旋转直立猫道缓冲装置600，所述旋转直立猫道缓冲装置垂直装配于所述主架体上。
34.旋转猫道在旋转到90度时，旋转直立猫道缓冲装置600起作用，可以有效地保护旋转直立猫道旋转到直立状态与其他相关机构的刚性接触。上述动力机构采用钢索卷扬机构，液压缸，电动缸中的一种。
35.本发明通过一个卷扬机构，驱动动力钢索500，带动旋转直立猫道主体700，围绕着旋转直立猫道铰接机构800旋转，从而达到旋转直立猫道主体700，从水平状态达到直立状态。因旋转直立猫道中有钻具，从而带动钻具，与旋转直立猫道达到同一状态。
36.此发明旋转直立猫道文中写的只是一种钢索卷扬机构动力，也可以采用液压缸，电动缸等动力推动旋转直立猫道主体，使猫道主体实现直立，可以实现旋转直立猫道在空间内实现90度旋转，从而达到把猫道主体和猫道主体内部运输的钻具实现旋转直立运输功能。
37.此发明中采用的是强制钢索驱动比起曳引钢索机构，虽然耗能大一点，但是在此设备中应用，安全性可靠性比曳引机构稳定。
38.旋转猫道在旋转到90度时，旋转直立猫道缓冲装置起作用，可以有效地保护旋转直立猫道旋转到直立状态与其他相关机构的刚性接触。起到保护机构及其限位作用。并且在翻转下降时，提供一个初始力。不会出现过90度情况出现，使与其他机构对接时，更加稳定可靠。
39.实施例2：
40.为了更好实现上述目的，所述主架体100垂直固定于水平面，在纵向方向，所述动力机构400的高度高于所述旋转直立猫道缓冲装置600，所述滚轮200位于所述主架体顶部区域。
41.所述旋转直立猫道主体包括支撑钻具桁架机构，所述支撑钻具桁架机构的端部设置可伸缩结构300，根据所述钻具的长度对应调整所述旋转直立猫道主体的长度。
42.另外旋转直立猫道主体内装配对中夹紧档杆机构。因旋转直立猫道中有钻具从而带动钻具，与旋转直立猫道达到同一状态。旋转内框主体中设置有对于多种钻具多根钻具的对中夹紧档杆机构，从而达到在旋转直立过程中，使得多根钻具处于相对稳定的状态。方便多种多根钻杆的旋转直立，保证设备在工作时候的安全性和稳定性。
43.旋转直立猫道内框主体，采用的是可伸缩式结构，可以根据输送钻具的长度，调节猫道旋转直立猫道主体700的长度，让输送效率更好，受力更好，结构更加稳定，并且伸缩结构可以减小设备的运输、转运时的长度，使设备在山区或者路窄的地方方便运输。并且可以减少输运的费用。调节主体长度采用电缸驱动是自动调节。根据系统输入参数，自动调节伸缩长度。
44.实施例3：
45.具体参见图4
‑
图6所示，可伸缩结构300的具体结构；本发明中钻具垂直升降装置
中设置有对于多种钻具多根钻具的对中夹紧档杆机构，当多根钻具进入垂直升降装置内框架时，垂直升降装置内框中的底部左右夹紧机构6，起到在升降时保证钻具在底部左右居中位置。
46.垂直升降装置内框中的底部旋转前后夹紧机构7，起到在升降时保证钻具在底部前后居中位置。
47.垂直升降装置内框中的顶部旋转前后夹紧机构9，起到在升降时保证钻具在顶部前后居中位置，从而达到在升降移动过程中，使得多根钻具处于相对稳定的状态。
48.也可以保证垂直升降装置受力稳定，无冲击载荷，延长设备的使用寿命。此设备采用的双卷扬钢索升降，结构简单，安全可靠，维护简单，故障率低等优点。
49.本实施例中，所述主架体100还包括一侧设置钻具进出口的桁架；所述桁架的上部装配双轴旋转夹紧装置，未工作状态，所述双轴旋转夹紧装置将一侧的钻具进出口进行封闭；工作状态下，所述双轴旋转夹紧装置旋转打开，以使钻具通过钻具进出口，且被所述双轴旋转夹紧装置夹持于所述桁架的中心区域；所述双轴旋转夹紧装置至少包括两组，工作状态下分别位于所述钻具的两侧，并对所述钻具同一水平向施加作用力。
50.本实施例，2组双轴旋转夹紧钻具定位装置上下布置在一种开口式钻具升降装置上，在钻具进入升降装置前，一侧的旋转夹紧钻具定位装置打开，方便钻具正面进入，待钻具进入到升降装置中后，打开的旋转夹紧钻具定位装置旋转90
°
关闭，通过控制夹紧机构上滑块的移动实现对钻具的居中夹紧。
51.具体地，所述双轴旋转夹紧装置包括旋转机构，与所述旋转机构连接的夹紧电机，所述夹紧电机通过左右旋丝杠连接左旋螺母和右旋螺母，还包括剪刀叉以及夹紧梁，所述剪刀叉包括两个连接杆，其中一个连接杆分别连接所述左旋螺母和夹紧梁，另外一个连接杆分别连接右旋螺母和夹紧梁；所述左右旋丝杠运动同时带动所述剪刀叉、夹紧梁同步运动。
52.其中所述夹紧梁的内侧设置滑轨，所述连接杆的端部设置插入杆，所述插入杆沿着所述滑轨运动。另外所述两个连接杆的中心处固定连接定旋螺母，所述交叉的连接杆构成所述剪刀叉。
53.综上所述，通过控制所述左、右旋螺母以及定旋螺母的运动行程，调整夹紧间距，以便适应不同尺寸钻具的夹紧；双轴旋转夹紧装置通过旋转杆、固定座整体装配于旋转电机上，在所述旋转电机的驱动下可以做90
°
旋转运动，并带动所述双轴旋转夹紧装置做90
°
双轴旋转。
54.本发明涉及智能钻井平台钻具在进入垂直升降装置中能够自动旋转并夹紧钻具，同时也对钻具进行定位的一种装置，所述双轴旋转夹紧钻具定位装置安装在垂直升降装置框架上，该垂直升降装置为一种前后开口装置，布置双轴旋转夹紧钻具定位装置时，沿垂直升降装置开口方向前后布置，沿垂直升降机高度方向上下布置。
55.当钻杆被送入到垂直升降装置中时，所述双轴旋转夹紧钻具定位装置可旋转90
°
，通过其自身剪刀叉伸缩机构，将钻杆推到指定位置，前后对其夹紧。双轴旋转夹紧钻具定位装置对垂直升降装置中的钻杆在上下运输时起保护作用，避免钻杆倒斜，破坏垂直升降装置，同时，其自动定位功能可配合其他机构实现智能自动化钻井。
56.本发明中双轴旋转夹紧钻具定位装置能够向所述钻具垂直升降装置框架内侧旋
转，旋转角度设定为90
°
，到达设定角度后可以自锁，方便钻具在钻具垂直升降装置框中前后进出；
57.本发明中双轴旋转夹紧钻具定位装置自带剪刀叉变距功能，可夹紧所述钻具垂直升降装置中不同尺寸的钻具，且能将钻具居中加紧，实现钻具在垂直升降装置中位置定位；
58.本发明中双轴旋转夹紧钻具定位装置旋转到90
°
时，与所述钻具垂直升降装置的框架能自动搭接，并且自锁，成为钻具垂直升降装置框架的拉压杆，使得这种前后开口式钻具垂直升降装置框架结构更加稳定。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。