[发明专利]适应多种管杆直径规格的管杆抓取装置

说明书

本发明涉及一种管杆抓取装置，包括：抓取机构，所述抓取机构包括用于夹持抽油杆或油管的多个爪组，每个爪组均包括相互连接的至少两个爪，所述多个爪组包括第一爪组和第二爪组，且当沿与被抓取的管杆的方向观察时，第一爪组和第二爪组关于抓取装置的纵向中心平面对称；驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述多个爪组在夹紧位置和打开位置之间移动，所述管杆抓取装置被设计为，在抓取处于预设直径范围内的不同直径的抽油杆或油管时，在夹紧状态下，各所述抽油杆或油管的中心到横向基准面的距离基本相同。由此，可以用一种简单可靠的结构同时适用于多种规格抽油杆和油管的抓取作业。

技术领域

本发明属于修井机领域，具体涉及一种适应多种管杆直径规格的管杆抓取装置。

背景技术

在修井作业的提管工序中，一种方案是修井工人需要将每根抽油杆或者油管(在本文中统称为“管杆”)依次放入吊卡中。这种方案人工参与度高，且修井现场至少需要两人来完成此操作，自动化程度较低，作业效率低，同时会由于一些操作不当或设备故障对现场人员造成人身伤害，影响油田作业的安全性。

在自动化或智能化修井作业的起下管操作中，已经使用自动化管杆交接模块来实现抽油杆或油管的自动化放置。管杆交接模块是修井作业装置中的一个重要组成部分，其目的是为了将抽油杆或油管排放到固定的位置，并能将单根抽油杆或油管进行精确定位。

在排放管杆的过程中，对抽油杆、油管的抓取是通过抓取装置进行的。现有技术中的管杆抓取装置一般包括用于提供动力的液压装置、成对的机械手以及相应的连接装置。液压系统提供动力，实现成对的机械手的打开和闭合。该抓取装置的工作流程可分解为：①液压系统的油缸处于初始位置，机械手张开；②传感器确认抽油杆、油管进入抓取位置；③油缸动作，机械手闭合，从而抓紧抽油杆或油管。

然而，现有的抓取装置只能适应单一规格的抽油杆和油管。进行修井作业时，为了抓取不同直径规格的抽油杆和油管，需要一次携带多种规格的板牙并更换不同型号的板牙来适应不同直径的抽油杆和油管，自动化程度较低，人工操作强度大，作业效率低，同时现场作业环境具有一定风险，影响油田作业的安全性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种可以适应不同规格的抽油杆以及油管的机械手。

具体地，本发明提出了以下技术方案。

一种管杆抓取装置，包括：

抓取机构，所述抓取机构包括用于夹持抽油杆或油管的多个爪组，每个爪组均包括相互连接的至少两个爪，所述多个爪组包括第一爪组和第二爪组，且当沿与被抓取的管杆的方向观察时，第一爪组和第二爪组关于抓取装置的纵向中心平面对称；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述多个爪组在夹紧位置和打开位置之间移动，

所述管杆抓取装置被设计为，在抓取处于预设直径范围内的不同直径的抽油杆或油管时，在夹紧状态下，各所述抽油杆或油管的中心到横向基准面的距离基本相同。

进一步地，本发明的管杆抓取装置还可以包括以下特征中的一个或多个的组合：

-每个爪组均包括第一爪、第二爪以及介于第一爪和第二爪之间的连杆，第一爪和第二爪均与该连杆可枢转地连接；

-每个爪组的第一爪包括直接与管杆接触的抓取部、用于与第一爪的旋转轴连接的旋转轴连接部、用于与所述驱动机构连接的驱动连接部以及用于与连杆可枢转地连接的连杆连接部；

每个爪组的第二爪包括直接与管杆接触的抓取部、用于与第二爪的旋转轴连接的旋转轴连接部以及与连杆可枢转地连接的连杆连接部；

-每个爪组的第一爪的旋转轴和第二爪的旋转轴关于所述管杆抓取装置的纵向中心平面镜像对称地布置，而第一爪的抓取部和第二爪的抓取部则位于该纵向中心平面的同一侧；