[发明专利]一种适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手

说明书

本发明公开了一种适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手，包括机械手油缸、支撑架、手爪连杆、爪销及机械手爪；机械手油缸固定在所述的支撑架上，机械手油缸的活塞杆通过两手爪连杆分别与两个机械手爪铰接，两个机械手爪通过爪销铰接，爪销固定安装在支撑架上，液压系统驱动机械手油缸的伸缩能够带动两个机械手爪的开合；机械手油缸包括油缸筒、弹簧及活塞，活塞的两侧分别设碟簧组Ⅰ和碟簧组Ⅱ；所述的弹簧设置在油缸筒的无杆腔内，弹簧的两端分别与油缸筒内壁及活塞连接。本发明既可以实现对不同管径的钻杆、钻具及岩芯管的抓取功能，还可以实现在钻杆、钻具接卸以及岩芯管下放和回收过程中的护管功能，适应性好。

技术领域

本发明属于海底钻机技术领域，尤其是涉及一种适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手。

背景技术

海底钻机是开展海底矿产资源勘探、海底工程地质勘察及海洋科学研究的重要装备。为满足更深海底地层的勘探取样需求，海底钻机上需携带有钻管库，钻管库内放置有多根钻管（包括钻杆、钻具及岩芯管，但钻杆、钻具及岩芯管的外径不同）。在钻杆、钻具及岩芯管抓取过程中，机械手必须紧握钻杆、钻具及岩芯管，而在钻杆、钻具接卸以及岩芯管下放和回收过程中，为了能使钻杆、钻具及岩芯管可以上下移动和旋转，传统的机械手只能置于完全张开状态，由于机械手完全张开，受海底洋流运动以及海底钻机自身振动的影响，使得上下两根钻杆、钻具的对中性变差，如果在此状态下进行钻杆、钻具接卸，极易发生钻杆、钻具接卸丝扣的磨损，导致钻杆、钻具失效报废。同时，受海底洋流运动以及海底钻机自身振动的影响，此时岩芯管处于摆动状态，这就使得将岩芯管放入孔口的操控难度剧增，大幅降低岩芯管下放与回收的成功率和工作效率。为此，亟待发明一种既可以抓取不同管径钻杆、钻具及岩芯管，同时还可以在钻杆、钻具接卸过程、岩芯管下放和回收过程中，微握钻杆、钻具及岩芯管（即，机械手的握紧力很小，此时机械手只对钻杆、钻具及岩芯管起保护作用，钻杆、钻具及岩芯管可以在机械手内自由上下移动和旋转）的结构简单紧凑、操控方便的多功能取管护管机械手。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、操控方便，易于加工制造，成本低的适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手，它适用于不同管径的钻杆、钻具及岩芯管的抓取和护管，适应性好。

本发明采用的技术方案是：一种适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手，包括机械手油缸、支撑架、手爪连杆、爪销及机械手爪；所述的机械手油缸固定在所述的支撑架上，所述的机械手油缸的活塞杆与油缸耳连接，两手爪连杆的一端通过连杆轴与油缸耳铰接，两手爪连杆的另一端通过连杆轴分别与两个机械手爪铰接，两个机械手爪通过爪销铰接，爪销固定安装在支撑架上，液压系统驱动机械手油缸的伸缩能够带动两个机械手爪的开合；

所述的机械手油缸包括油缸筒、弹簧及活塞，所述的活塞置于油缸筒内，活塞的两侧分别设碟簧Ⅰ和碟簧Ⅱ；活塞与活塞杆连接；所述的弹簧设置在油缸筒的无杆腔内，弹簧的中心线与活塞杆的中心线平行，弹簧的两端分别与油缸筒内壁及活塞连接。

上述的适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手中，所述的活塞与油缸筒内腔径侧壁之间设有耐磨环Ⅱ和孔用格莱圈，油缸筒端部设有端盖，油缸筒与端盖之间通过密封圈Ⅱ密封，端盖与活塞杆之间分别设有耐磨环Ⅰ、轴用格莱圈、密封圈Ⅰ和防尘圈。

上述的适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手中，所述的支撑架包括底板、机械手油缸固定板及顶板；底板和顶板平行设置，底板上的爪销固定孔Ⅰ与顶板上的爪销固定孔Ⅱ同轴，机械手油缸固定板设置在底板与顶板之间，机械手油缸固定板上设有U形槽，U形槽开口方向朝向顶板，机械手油缸固定板上开设有四个螺纹孔，机械手油缸通过螺钉固定安装在机械手油缸固定板上。

上述的适用于海底钻机不同管径的多功能取管护管机械手中，所述的两手爪内侧面上设有卡瓦，卡瓦通过螺钉固定在所述机械手爪上。