一种钻机用铁架工变幅执行装置的制作方法

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1.本实用新型属于油田钻井配套设备技术领域，涉及一种钻机用铁架工变幅执行装置。


背景技术：

2.在常规油田钻井过程中，起下钻主要通过井架工借助二层台气动绞车拖拽钻铤、立根，在高空将钻铤、立根扶正送至井口或排入二层台指梁，劳动强度高，作业环境危险，且效率不高。为提高作业效率，降低井架工事故率，现在油田钻井方采用有一定自动化程度的推扶式排管机和悬持式排管机、固定式极坐标动力机械手等机械设备替代井架工作业。但推扶式排管机提升能力弱，仅能能够实现推扶立根和推钻挺送至井口或排入二层台指梁，效率低；悬持式排管机提升能力高，通过执行端将钻铤、立根，且机械臂相对笨重，在作业时，其自身重量会对井架二层台施加负荷，对二层台及井架的强度要求高；固定式极坐标动力机械手，提升能力高，但对自动化控制要求够，控制系统复杂，需要专业技术人才维护，使用维护成本高。研发一种结构紧凑、安装方便、可准确控制位置的钻机用铁架工变幅执行装置是非常有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点，提供一种钻机用铁架工变幅执行装置。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种钻机用铁架工变幅执行装置，其主体结构包括：回转基座、变幅液压缸、辅助支撑臂、过渡座、主支撑臂、拉杆和变幅位置传感装置；主支撑臂的上下两端分别与回转基座和过渡座通过销轴铰接，主支撑臂的前侧上部设置有耳座支撑架，耳座支撑架顶部固定连接有耳座，两个耳座之间设置有一个板；主支撑臂前侧还设置有拉杆；辅助支撑臂的上下两端分别与回转基座和过渡座通过销轴铰接；变幅液压缸的缸体端通过销轴铰接在回转基座上，有杆腔一端通过销轴与主支撑臂的耳座连接；变幅位置传感装置为拉线式传感器，传感器本体通过螺栓固定在变幅液压缸缸体上，传感器拉线一端固定在主支撑臂上两个耳座之间的板上。
5.进一步的，过渡座为箱式组焊结构，过渡座上还设有执行机构连接点以及倾角油缸连接点。
6.进一步的，拉杆的一端与主支撑臂上的耳座支撑架固定连接，另一端与主支撑臂的下部固定连接。
7.进一步的，主支撑臂采用一端宽一端窄的两端开口的片架式结构，与回转基座连接的一端比与过渡座连接的一端宽。
8.进一步的，辅助支撑臂采用一端开口的方箱结构，开口一端固定在回转基座的两侧，另一端固定在过渡座的两耳板中间。
9.本实用新型与现有技术相比，是一种可以替代人工进行起下钻作业的变幅机构，
安装在二层台台下部，连接执行端与舌台，作为中间过渡机构调整执行端的工作位置，实现快速起下钻作业；采用液压驱动平行四边形机构实现前后的摆动，结构紧凑合理、安装方便快捷；配有变幅位置传感装置，可实现准确位置控制；主支撑臂采用片架式结构，不易变形，拉杆的设置更是提高了主支撑臂的刚度，保证前端执行件位移量在允差范围内；兼容性强，变幅大小可调，可与多规格二层台组合；模块化设计，便于运输；操作简单，维护方便；适于大规模推广使用，市场前景广阔。
附图说明：
10.图1为本实用新型涉及的钻机用铁架工变幅执行装置的整体结构原理示意图。
11.图2为本实用新型涉及的钻机用铁架工变幅执行装置的工作时的结构原理示意图。
具体实施方式：
12.下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
13.实施例1：
14.本实施例涉及一种钻机用铁架工变幅执行装置，采用液压驱动平行四边形机构实现前后的摆动，从而达到钻井过程中推扶钻铤和悬持立根排入二层台指梁或推向井口中心的动作，是一种可按预期需求前后摆动的自动铁架工变幅装置，其主体结构包括回转基座1、变幅液压缸2、辅助支撑臂3、过渡座4、主支撑臂5、拉杆6和变幅位置传感装置7；主支撑臂5的上下两端分别与回转基座1和过渡座4通过销轴铰接，主支撑臂5的前侧上部设置有耳座支撑架8，耳座支撑架8顶部固定连接有耳座9，两个耳座9之间设置有一个板；辅助支撑臂3 的上下两端分别与回转基座1和过渡座4通过销轴铰接；变幅液压缸2的缸体端通过销轴铰接在回转基座1上，有杆腔一端通过销轴与主支撑臂5的耳座9连接；变幅位置传感装置7 采用拉线式传感器，传感器本体通过螺栓固定在变幅液压缸2缸体上，传感器拉线一端固定在连接变幅液压缸2杆腔一端的主支撑臂5上两个耳座9之间的板上，通过测量变幅液压缸 2行程的变化，计算执行端的位置，具体位置变化会在控制箱上显示；过渡座4为箱式组焊结构，过渡座4上还设有执行机构连接点10以及倾角油缸连接点11；主支撑臂5前侧还设置有拉杆6，拉杆6的一端与主支撑臂5上的耳座支撑架8固定连接，另一端与主支撑臂5 的下部固定连接，拉杆6与耳座支撑架8和主支撑臂5共同形成三角形结构，确保主支撑臂具有足够的刚度，保证前端执行件位移量在允差范围内。
15.所述回转基座1的顶端圆管用于连接回转机构。
16.所述主支撑臂5采用一端宽一端窄的两端开口的片架式结构，与回转基座1连接的一端比与过渡座4连接的一端宽，其两端分别固定在回转基座1两侧和过渡座4两侧。
17.所述辅助支撑臂3采用一端开口的方箱结构，开口一端固定在回转基座1的两侧，另一端固定在过渡座4的两耳板中间。
18.本实施例的工作原理为：变幅执行装置的回转基座1、主支撑臂5、辅助支撑臂3和过渡座4形成了平行四边形机构，主支撑臂5和辅助支撑臂3在变幅液压缸2的驱动下可在竖直平面内摆动：变幅液压缸2伸出，变幅执行装置带动过渡座4完成向斜上方伸出；变幅液压缸2缩回，变幅执行装置带动过渡座4向斜下方缩回；从而实现变幅机构的前后动作，完成钻
铤由井口到二层台排放的推扶动作，以及具有足够的强度完成立根的由井口至其在二层台最远端排放位置的悬持动作；变幅位置传感装置7能够准确的反馈过渡座4距离回转基座1 中心线的水平距离，方便控制人员通过调节变幅液压缸2的行程，从而达到控制前侧执行端的准确位置；回转基座1、主支撑臂5、辅助支撑臂3及过渡座4组成平行四边形结构，保证变幅机构运动过程中与过渡座连接的执行件保持竖直或倾斜状态。


技术特征：
1.一种钻机用铁架工变幅执行装置，其特征在于，主体结构包括回转基座、变幅液压缸、辅助支撑臂、过渡座、主支撑臂、拉杆和变幅位置传感装置；主支撑臂的两端分别与回转基座和过渡座铰接，主支撑臂的前侧上部设置有耳座支撑架，耳座支撑架顶部固定连接有耳座，两个耳座之间设置有一个板；主支撑臂前侧还设置有拉杆；辅助支撑臂的两端分别与回转基座和过渡座铰接；变幅液压缸的缸体端通过销轴铰接在回转基座上，有杆腔一端通过销轴与主支撑臂的耳座连接；变幅位置传感装置为拉线式传感器，传感器本体通过螺栓固定在变幅液压缸缸体上，传感器拉线一端固定在主支撑臂上两个耳座之间的板上。2.根据权利要求1所述的钻机用铁架工变幅执行装置，其特征在于，过渡座为箱式组焊结构，过渡座上还设有执行机构连接点以及倾角油缸连接点。3.根据权利要求1所述的钻机用铁架工变幅执行装置，其特征在于，拉杆的一端与主支撑臂上的耳座支撑架固定连接，另一端与主支撑臂的下部固定连接。4.根据权利要求1所述的钻机用铁架工变幅执行装置，其特征在于，主支撑臂采用一端宽一端窄的两端开口的片架式结构，与回转基座连接的一端比与过渡座连接的一端宽。5.根据权利要求1所述的钻机用铁架工变幅执行装置，其特征在于，所述辅助支撑臂采用一端开口的方箱结构，开口一端固定在回转基座的两侧，另一端固定在过渡座的两耳板中间。

技术总结
本实用新型属于油田钻井配套设备技术领域，涉及一种钻机用铁架工变幅执行装置，主体结构包括回转基座、变幅液压缸、辅助支撑臂、过渡座、主支撑臂、拉杆和变幅位置传感装置；主支撑臂的两端分别与回转基座和过渡座铰接，主支撑臂前侧还设置有拉杆；辅助支撑臂的两端分别与回转基座和过渡座铰接；变幅液压缸铰接在回转基座与主支撑臂之间；采用液压驱动平行四边形机构实现前后的摆动，结构紧凑合理、安装方便快捷；配有变幅位置传感装置，可实现准确位置控制；主支撑臂采用片架式结构，不易变形，拉杆的设置更是提高了主支撑臂的刚度；兼容性强，变幅大小可调，可与多规格二层台组合；操作简单，维护方便；适于大规模推广使用，市场前景广阔。广阔。广阔。


技术研发人员：王德良 许益民 顾利朝 武磊 朱世坤
受保护的技术使用者：青岛泰众能源技术有限公司
技术研发日：2021.05.21
技术公布日：2021/11/30