[发明专利]一种钻机管具处理机械手

说明书

技术领域

本发明属于钻机设备技术领域，具体涉及一种用于斜井钻机、煤层气钻机、水井钻机的管具处理机械手。

背景技术

现有技术中，钻机的管具是由液压猫道进行处理的，主要有平跑道、斜跑道、移动杆、支架、电气及液压系统以及拖轮机构等辅助装置几大部分组成，体积比较庞大，占地面积大，结构比较复杂，操作不方便，自动化程度低，作业效率低。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单，操作方便，自动化程度高，作业效率高，可直接抓取管具送到井口的管具处理机械手。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案：

该钻机管具处理机械手，其特征在于：包括手臂总成、翻转机构、旋转机构、液压马达、减速箱、滑动支撑、固定座和滑动液压缸，所述固定座滑动机构连接在井架侧部，所述固定座连接旋转机构，所述旋转机构包括液压马达、减速箱和旋转架，液压马达驱动减速箱，带动旋转架旋转，旋转架处安装有位移传感器，控制旋转角度，所述旋转架上铰接有翻转机构，所述翻转机构包括翻转架和翻转液压缸，翻转架与旋转架铰接，翻转架与旋转架之间连接有翻转液压缸；所述手臂总成设在翻转架上，手臂总成包括两个机械手臂和两个可调节手臂，所述机械手臂分别铰接在翻转架上，同时连接有机械手臂液压缸，控制机械手臂抓取管具，可调节手臂设在翻转架上与机械手臂配合夹持管具的，所述翻转架上设有滑动支撑，固定座连接整体滑动液压缸的一端，整体滑动液压缸另一端固定在井架上。

所述机械手臂夹持位置安装有反馈管具抓持是否到位的压力传感器。

所述旋转架上另设有机械限位装置。

所述机械手臂液压缸连通有蓄能器。

采用上述技术方案的有益效果：该钻机管具处理机械手的手臂总成完成抓持或松开管具的动作，通过调节可调节手臂伸出的长短，机械手臂翻转与可调节手臂配合，可实现手臂夹持管具的不同大小的直径，可调节手臂的调节范围要涵盖常用的管径；旋转机构保证机械手从送管装置上抓取管具时旋转架保持水平，把管具送入井口时旋转架则与井架保持平行，由液压马达实现旋转动作；翻转机构保证机械手将管具从井架外侧翻转至井架中心，与顶驱中心重合，由液压缸驱动翻转架翻转。整套动作采用PLC控制，自动化操作实现举升/下放钻杆、套管。固定座连接整体滑动液压缸的一端，整体滑动液压缸另一端固定在井架上，整体滑动液压缸动作推动固定座连机械手臂整体沿井架大梁滑动，将管具送至井口顶驱下方，完成上扣。与现有技术相比，整套设备自动化程度高、操作简单、降低钻工劳动强度，提高钻井效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的钻机管具处理机械手，具有机械手臂1（7）、可调节手臂2（8）、机械手臂液压缸3（9）、滑动支撑4（11）、活塞式蓄能器5（10）、翻转架6、翻转液压缸12（16）、旋转架13、减速箱和液压马达14以及固定座15部分。固定座15连接整体滑动液压缸的一端，整体滑动液压缸另一端固定在井架上。整体滑动液压缸在图1中未显示。

所述机械手臂1（7）和可调节手臂2（8），左右各二个，分别位于翻转架6两侧，共同完成抓持管具动作，其中可调节手臂可以通过丝杠调节夹持管具的直径范围，从2 3/8＂到10 3/4＂，并且手臂处安装有压力传感器，反馈管具抓持是否到位。机械手臂液压缸3（9）控制机械手臂1（7）来完成松开或夹持管具的动作，活塞式蓄能器5（10）预先加压，保证在液路系统出现故障时仍能抓紧管具。

正常工作时，固定座15安装在井架侧部，减速箱和液压马达14驱动旋转架13旋转，旋转角度取决于斜井钻机井架倾斜角度，旋转范围可以从0度到135度。旋转架旋至水平位置后机械手臂液压缸3（9）控制机械手臂1（7）抓取管具，旋转架13再旋转回原位置，跟井架平行，旋转架处安装有位移传感器，控制旋转角度，旋转架上另设有机械限位，然后翻转液压缸12（16）控制翻转架6翻转90度，滑动支撑4（11）支撑在井架大梁上，用于承载抓取的管具及机械手臂的重量，减少翻转架和旋转架的承载力，整体滑动液压缸动作推动固定座连机械手臂整体沿井架大梁滑动，将管具送至井口顶驱下方，完成上扣，然后机械手臂松开管具，翻转架回原位，旋转架再旋转至水平位置，抓取下一根管具。卸扣时，则机械手臂先夹持住管具，然后顶驱卸扣，翻转架回原位，旋转架旋转至水平位置，将管具放置地面送管装置上。