[发明专利]深井钻机全液压自动钻具输运装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种陆地深井钻机的钻杆自动运移装置，用于将地面钻具输送至钻井平台，特别涉及一种深井钻机全液压自动钻具输运装置。

背景技术

陆地钻机管具自动化处理装置对于陆地钻机整机自动化程度的提高,起到至关重要的作用。陆地深井钻机所采用的常规猫道，尚不具备将地面钻机自动运移至钻台面的功能，这不仅直接影响了钻井系统的稳定性及生产效率，而且工人的劳动强度大，生产安全性低。全液压自动钻具输运装置俗称猫道，但其结构和功能较普通猫道复杂。主要用于完成钻杆、油管、套管、钻铤或其他钻具从地面向底座平台输送或反向输送。

自动猫道又称动力猫道，其结构形式主要有固定式、举升式和机械手臂等。固定式的动力猫道适用于低钻台的小型钻机，而机械手臂的结构复杂，生产、安装及维修费用极高。深井钻机的底座平台的台面高，同时考虑到钻机支腿的承载能力，井口需设计在底座平台的中心。因此现有猫道的坡道入口与钻机井口距离L固定，但由于底座平台入射角θ过大，由距离L及平台入射角θ共同决定的抓持管柱的液压吊卡位置H较高，管柱的接卸的难度较大。同时国内外设计的动力猫道的外形结构尺寸较大，不符合运输尺寸的要求。中国专利（ZL.200920033104.7）提出的钢丝绳拉升式钻机动力猫道，属举升式动力猫道，其采用滚筒式绞车通过钢丝绳拉动钻柱装置起升，通过钢丝绳的柔性起升方式不能保证较精确的传动比，因此运动的过程中会产生晃动，影响整机的稳定性。并且钢丝绳只能承受单向载荷，极易发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适应性强，自动化程度高的深井钻机全液压自动钻具输运装置，集钻杆支架、平台、滑道、坡道为一体，举升高度、运输长度可调，可以完成接单根、甩钻杆、接卸孔底动力等钻具输送功能，由变角机构、提升滑车与链条构成的“爬链器”，采用链传动的刚性连接，可承受双向载荷，有精确的传动比并运行平稳。桁架结构的平台及举升滑道均采用两段式，并且曲面结构的钻杆支架铰接在平台两侧，运输时收回至两翼，装置容易安装、拆卸及运输。钻杆支架利用分流集流阀实现液压同步，通过PLC及平台上内置电感式接近开关的挡销自动控制翻板机构，完成钻杆的翻进翻出。滑道变幅机构上设置有缓冲助力油缸，采用电液联合控制的方式，利用双轴倾角传感器进行空间位姿的检测和控制，保证空间姿态的自动调节及系统的运行稳定性。装置满足不同深度的钻井需求，提高钻机自动化程度，缩短生产周期，大大地减轻工人的劳动强度，保证生产的安全，提高生产效率。由于采用全液压自动控制，控制精度高，配合顶部驱动系统联合使用，集成化，系统化、智能化地完成钻杆在地面和底座平台之间的输送运移。

所述的平台分为前平台及后平台，并通过销轴连接，销轴焊接在前平台上，平台均采用桁架式结构，重量轻，结构强度高，可拆卸并便于运输。

所述的钻杆支架和平台铰接，在工作时，钻杆支架与平台成90°，运输时，钻杆支架可收回至平台两翼，减小运输尺寸。钻杆支架采用曲面结构，并通过液压缸控制抬起动作。

所述的翻板机构由双缸液压缸控制，液压缸安装至缸筒耳座上，只有一个自由度，缸筒耳座焊接在平台上，通过PLC控制液压缸推动翻板，从而控制钻杆的翻进翻出。

所述的滑道变幅机构通过四对滚轮组件安装在平台内部的导轨上，通过销轴连接在滑道变幅机构上安装撑杆机构及缓冲助力油缸，可以根据提升滑车拉升举升滑道的速度，在平台内部滑动，自动调节机构位置。撑杆机构设置了两个连接位，可以适用不同尺寸钻机的需求。

所述举升滑道分为前后两段，并通过螺栓连接。举升滑道和撑杆机构采用销轴连接。举升滑道上主要有钻杆推送机构、防坠落机构、钻杆顶出机构。钻杆推送机构焊接在举升滑道的后端，采用双液压马达驱动链传动带动V型滑板推送钻杆，防坠落机构由铰接在举升滑道的液压缸及连杆机构组成，当液压缸动作时，挡柱伸出，防止钻杆坠落伤人。钻杆顶出机构焊接在举升滑道内部，带甩杆时，将钻杆从举升滑道顶出至钻杆支架上。

所述的坡道铰接在平台一端，在运输时，可以收回至平台上，坡道上安装有浮动式的滑车，运行中根据坡道自动调节，运行平稳，无冲击。

所述的提升滑车由双缸马达驱动链传动，拉升举升滑道至底座平台高度，提升滑车上安装有变角机构，当举升动作开始前，变角机构的液压缸先动作，将与之铰接的举升滑道举升一定角度，以便于提升滑车的拉升动作。

本发明的有益效果：

1、本发明的平台及举升滑道均采用两段式结构，平台桁架式，重量轻，容易拆卸，便于运输。