CN103321596A - 一种单液压缸驱动自动排管装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单液压缸驱动自动排管装置，包括排管架体，在排管架体的转轴孔中套接有转轴，转轴的上端伸出排管架体的转轴孔并固定连接有旋转锁紧总成；旋转锁紧总成的结构是，包括与转轴固定连接的固定盘，固定盘的外周套装有分度盘，分度盘对应安装固定在排管架体上部；固定盘上固定安装有液压缸支架和锁板总成，液压缸支架上安装有液压缸，锁板总成通过旋转轴铰接有曲柄。本发明的装置，自动化程度高、重量轻、旋转角度准确、自动定位和机械锁紧可靠。

Description

一种单液压缸驱动自动排管装置

技术领域

本发明属于石油天然气勘探设备技术领域，涉及一种单液压缸驱动自动排管装置。

背景技术

随着石油天然气的供需矛盾日益突出，要求进一步提高石油天然气勘探开发效率，加强海洋油气的开发力度，加快海底可燃冰等新型能源的勘查进度。装备先进性是制约开发进度和提高开发效率的关键因素。国外主要是在小型陆地钻机及海洋石油钻机管柱排放***方面，实现了人工操作井口机械手和排管装置联合作业实现了钻机管柱自动排放，初步达到了一定的自动化程度。目前国内陆地石油天然气勘探开发装备的管柱排放主要依靠井口工具和操作工人辅助完成，工人劳动强度大，安全风险比较大；海洋石油天然气勘探开发装备的管柱排放基本与陆地相同，自动化程度略有提高。

海底可燃冰等新型能源的勘探装备要求能够配套科考船使用，实现整套钻机装备在海底完成地扰动钻井和保压取芯等功能，对包括管柱排放等***提出了更高的自动化功能要求和重量限制要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种单液压缸驱动自动排管装置，解决了现有技术中存在的管柱排放自动化程度低，工人劳动强度大，工作效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种单液压缸驱动自动排管装置，包括排管架体，在排管架体的转轴孔中套接有转轴，转轴的上端伸出排管架体的转轴孔并固定连接有旋转锁紧总成。

本发明的单液压缸驱动自动排管装置，其特点还在于：

旋转锁紧总成的结构是，包括与转轴固定连接的固定盘，固定盘的外周套装有分度盘，分度盘对应安装固定在排管架体上部；固定盘上固定安装有液压缸支架和锁板总成，液压缸支架上安装有液压缸，锁板总成通过旋转轴铰接有曲柄，液压缸的活塞杆端头通过销钉与曲柄一端铰接，曲柄的相对旋转轴另一端设置有调节螺栓及其调整垫片组，曲柄的外端固定安装有旋转压舌。

在锁板总成中的滑动槽外端安装有锁紧块，在锁板总成的滑动槽内端安装有锁舌，锁紧块和锁舌均设置有扭簧。

旋转轴安装在曲柄的旋转轴心孔中，旋转轴与旋转轴孔之间设置有轴套C，曲柄的外端竖直设置有两个安装孔，靠内的一个安装孔中通过固定螺栓及轴套A连接有驱动块，该驱动块与固定螺栓之间设置有驱动块扭簧；靠外的一个安装孔中通过旋转轴及轴套B连接有旋转压舌。

排管架体的转轴孔上下端沿与转轴之间分别设置有上轴套和下轴套。

转轴的下端伸出排管架体的转轴孔并通过连接座安装固定在钻机配套底座上。

本发明的有益效果是，通过与排管机械手配合使用，不仅能够应用在陆地及海洋石油天然气钻机中，实现自动排管等功能，提高钻井效率，降低工人劳动强度，而且能够满足海底可燃冰等新型能源的勘探装备要求，具有自动化程度高、重量轻、液压控制回路简单、功耗小，排管架体旋转角度准确、自动定位和机械锁紧可靠等特点。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明装置的俯视结构示意图；

图3是本发明装置中的旋转锁紧总成俯视结构示意图；

图4是图3中的A-A截面示意图。

图中，1.连接座，2.转轴，3.下轴套，4.排管架体，5.上轴套，6.旋转锁紧总成，7.液压缸支架，8.分度盘，9.曲柄，10.旋转压舌，11.锁板总成，12.固定盘，13.调节螺栓，14.调整垫片组，15.驱动块，16.驱动块扭簧，17.轴套A，18.旋转轴，19.轴套B，20.旋转轴，21.轴套C，22.液压缸，23.销钉，24.锁紧块，25.锁舌。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，本发明装置的结构是，包括排管架体4，在排管架体4的转轴孔中套接有转轴2，排管架体4的转轴孔上下端沿与转轴2之间分别设置有上轴套5和下轴套3，转轴2的下端伸出排管架体4的转轴孔并通过连接座1安装固定在钻机配套底座上，转轴2的上端伸出排管架体4的转轴孔并固定连接有旋转锁紧总成6。

参照图2、图3、图4，旋转锁紧总成6的结构是，包括与转轴2固定连接的固定盘12，固定盘12的外周套装有分度盘8，分度盘8对应安装固定在排管架体4上部；固定盘12上固定安装有液压缸支架7和锁板总成11，液压缸支架7上安装有液压缸22，锁板总成11上通过旋转轴20铰接有曲柄9（旋转轴20作为曲柄9的转动轴心），液压缸22的活塞杆端头通过销钉23与曲柄9一端铰接，曲柄9的相对（旋转轴20）另一端设置有调节螺栓13及其调整垫片组14，曲柄9的外端（第三端）固定安装有旋转压舌10；

在锁板总成11中的滑动槽外端安装有锁紧块24，在锁板总成11的滑动槽内端安装有锁舌25，锁紧块24和锁舌25均设置有扭簧，锁舌25在扭簧的作用下能实现复位并与分度盘8解锁。

参照图4，旋转轴20安装在曲柄9的旋转轴心孔中，旋转轴20与旋转轴孔之间安装有轴套C21，曲柄9的外端竖直设置有两个安装孔，靠内的一个安装孔中通过固定螺栓及轴套A17连接有驱动块15，该驱动块15与固定螺栓之间设置有驱动块扭簧16；靠外的一个安装孔中通过旋转轴18及轴套B19连接有旋转压舌10。

转轴2和排管架体4之间采用的下轴套3和上轴套5为非金属自润滑材料，也可以采用常规轴承。

排管架体4既可以存储钻杆，也可以储存取芯管，根据需要设计成单排或多排。

控制分度盘8旋转角度的大小，就可以确定排管架体4每次旋转的角度。

本发明的装置，将转轴2通过连接座1固定在底座上，并在其外部安装能够绕其相对转动的排管架体4，在其顶部装有旋转锁紧总成6，通过旋转锁紧总成6中的单个液压缸22及配套传动结构，实现排管架体4相对转轴2的解锁、旋转、定位和锁紧等功能要求。

本发明装置的工作原理是，

人工操作或PLC程序自动控制液压缸22动作，当液压缸22活塞杆缩回时带动曲柄9逆时针旋转，旋转压舌10松开锁板总成11中的锁紧块24，同时，调节螺栓13触碰锁舌25使其脱开锁紧块24，在扭簧复位作用下实现排管架体4与转轴2解锁；曲柄9继续逆时针旋转，带动驱动块15进入分度盘8的临近凹槽中并实现限位；然后，液压缸22活塞杆伸长推动曲柄9顺时针旋转，带动分度盘8及排管架体4一起旋转，直到旋转压舌10推动锁紧块24进入分度盘8凹槽准确定位，锁舌25在扭簧的作用下复位锁紧锁紧块24，至此实现了解锁、旋转、定位和锁紧的一个功能周期。

本发明装置采用单液压缸驱动，有效降低了驱动***功耗，液压控制回路简单；机械结构实现排管架体解锁、旋转、定位和锁紧等功能，保证了旋转角度准确、自动定位和机械锁紧可靠性要求；转轴和排管架体之间采用了非金属自润滑材料轴套，满足海洋勘探等特殊作业环境要求。本发明装置既能满足陆地及海洋石油天然气钻机自动排管功能要求，又能满足海底可燃冰等新型能源的勘探装备自动化程度高、重量轻的要求。

Claims (6)

1.一种单液压缸驱动自动排管装置，包括排管架体（4），其特点在于：在排管架体（4）的转轴孔中套接有转轴（2），转轴（2）的上端伸出排管架体（4）的转轴孔并固定连接有旋转锁紧总成（6）。

2.根据权利要求1所述的单液压缸驱动自动排管装置，其特点在于：所述的旋转锁紧总成（6）的结构是，包括与转轴（2）固定连接的固定盘（12），固定盘（12）的外周套装有分度盘（8），分度盘（8）对应安装固定在排管架体（4）上部；固定盘（12）上固定安装有液压缸支架（7）和锁板总成（11），液压缸支架（7）上安装有液压缸（22），锁板总成（11）通过旋转轴（20）铰接有曲柄（9），液压缸（22）的活塞杆端头通过销钉（23）与曲柄（9）一端铰接，曲柄（9）的相对旋转轴（20）另一端设置有调节螺栓（13）及其调整垫片组（14），曲柄（9）的外端固定安装有旋转压舌（10）。

3.根据权利要求2所述的单液压缸驱动自动排管装置，其特点在于：所述的在锁板总成（11）中的滑动槽外端安装有锁紧块（24），在锁板总成（11）的滑动槽内端安装有锁舌（25），锁紧块（24）和锁舌（25）均设置有扭簧。

4.根据权利要求2所述的单液压缸驱动自动排管装置，其特点在于：所述的旋转轴（20）安装在曲柄（9）的旋转轴心孔中，旋转轴（20）与旋转轴孔之间设置有轴套C（21），曲柄（9）的外端竖直设置有两个安装孔，靠内的一个安装孔中通过固定螺栓及轴套A（17）连接有驱动块（15），该驱动块（15）与固定螺栓之间设置有驱动块扭簧（16）；靠外的一个安装孔中通过旋转轴（18）及轴套B（19）连接有旋转压舌（10）。

5.根据权利要求2所述的单液压缸驱动自动排管装置，其特点在于：所述的排管架体（4）的转轴孔上下端沿与转轴（2）之间分别设置有上轴套（5）和下轴套（3）。

6.根据权利要求2所述的单液压缸驱动自动排管装置，其特点在于：所述的转轴（2）的下端伸出排管架体（4）的转轴孔并通过连接座（1）安装固定在钻机配套底座上。

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