石油钻井机用可移动式钻台排管机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种石油钻井机用可移动式钻台排管机器人。其技术方案是包括履带式底盘、升降台、回转台、伸缩臂和电磁抓手，所述履带式底盘通过液压动力站提供动力行走功能，同时集成液压动力站和电控箱；升降台安装在履带式底盘的中部，回转台安装在升降台上侧，所述伸缩臂的一端连接在回转台上，另一端连接电磁抓手，并且控制电磁抓手的进退动作；所述电磁抓手作为最终的执行部件，可以通过电磁效应吸附固定管柱，实现对管柱的精确移位和排放。有益效果是：大幅度减少操作人员的劳动强度，极大地降低了钻井作业的事故率，同时降低工人了工作危险性，安全性大大提高，节约了人工成本，实现钻台管柱自动排放的全机械化连续作业。

The movable floor pipe robot for oil drilling machine

The present invention relates to a mobile robot with a drill pipe drilling machine. The technical scheme includes the crawler chassis, lifting table, rotary table, telescopic arm and electromagnetic starting point, the crawler chassis by the hydraulic power station provides power walking function, while the integrated hydraulic power station and electric control box; the lifting platform installed on the crawler chassis part of the rotary table in the upper end of the lifting platform installation. The telescopic boom is connected to the rotary table, the other end is connected with the electromagnetic starting point, and the action and control of electromagnetic starting point; the electromagnetic starting point as executive component is final, through the electromagnetic effect of fixed adsorption column, the column of the precise displacement and emission. The beneficial effect is greatly reduced the labor intensity, greatly reduce drilling accident rate, and reduce the risk of workers work, greatly improved safety, saving labor costs and achieve full mechanized floor column automatic discharge continuous operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油钻井机辅助机械装置，特别涉及一种石油钻井机用可移动式钻台排管机器人。
技术介绍
钻井作业是一项投资巨大的风险性工程，钻井装备的优劣直接影响着钻井速度、钻井安全和钻井经济效益。目前，石油钻井现场起下钻作业时管柱的排放以人工操作为主。起钻时，司钻利用井架上的天车、游动滑车和大钩从井内起出管柱，由2名钻工从钻台井口用手将起出后的管柱推至管柱排放架内；下钻时，由2名钻工将管柱从管柱排放架内拉至井口位置，对准连接螺纹，以方便螺纹连接后完成下钻。完成上述起下钻作业中的管柱抓取、释放、移动、排放、定位等工作，钻井工人付出的劳动强度非常大，起下钻速度慢、效率低并且带来很多不安全因素。现有技术存在以下缺点和不足：人工作业事故率高，工人体力消耗大，工作条件差，工作可持续性差，效率低，人工成本较高经济型差，自动化程度差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种石油钻井机用可移动式钻台排管机器人。本专利技术提到的一种石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其技术方案是包括履带式底盘（10）、升降台（20）、回转台（30）、伸缩臂（40）和电磁抓手（50），所述履带式底盘（10）通过液压动力站提供动力行走功能，同时集成液压动力站和电控箱；升降台（20）安装在履带式底盘（10）的中部，提供动力升降功能；回转台（30）安装在升降台（20）上侧，提供动力回转功能；所述伸缩臂（40）的一端连接在回转台（30）上，另一端连接电磁抓手（50），并且控制电磁抓手（50）的进退动作；所述电磁抓手（50）作为最终的执行部件，可以通过电磁效应吸附固定管柱，实现对管柱的精确移位和排放。优选的，上述的履带式底盘（10）包括履带行走单元（11）、底盘主梁（12）、电器控制箱（13）、液压动力站（14），在两组履带行走单元（11）之间安装底盘主梁（12）和液压动力站（14），后部空间安装电器控制箱（13）。优选的，上述的升降台（20）包括升降台底座（21）、回转台安装座（22）、剪式支腿（23）、升降油缸（24）、滑槽（25）、支腿滑轮（26），所述剪式支腿（23）设有两对，每对铰接成X形，上下左右分别形成四个支点，下侧两支点与升降台底座（21）连接，上侧两支点与回转台安装座（22）连接；升降油缸（24）一端铰接于升降台底座（21），另一端铰接于剪式支腿（23）上，通过升降油缸（24）的伸缩，使升降台（20）产生动力升降。优选的，上述的剪式支腿（23）下侧的连接方式为：一个支点与升降台底座（21）铰接，另一个支点连接到位于滑槽（25）内的支腿滑轮（26）上，形成直线滑动副，上侧的连接方式与下侧一致。优选的，上述的回转台（30）包括回转底座（31）、伸缩臂安装座（32）、大齿圈（33）、回转液压马达（34）、驱动齿轮（35）、轴承（36），所述回转底座（31）与伸缩臂安装座（32）通过一对轴承（36）连接成可自由回转的结构，回转液压马达（34）安装于回转底座（31）上，大齿圈（33）固定于伸缩臂安装座（32）下侧，回转液压马达（34）通过驱动齿轮（35）与大齿圈（33）的啮合，带动伸缩臂安装座（32）实现动力回转。优选的，上述的伸缩臂（40）包括伸缩臂座（41）、主臂（42）、副臂（43）、副臂平衡臂（44）、抓手平衡臂（45），抓手平衡杠杆（46）、驱动油缸（47），所述主臂（42）下端与伸缩臂座（41）铰接，上端同时与抓手平衡杠杆（46）和副臂（43）铰接，副臂（43）下端与电磁抓手（50）铰接，副臂平衡臂（44）下端与伸缩臂座（41）铰接，上端与副臂（43）铰接，抓手平衡臂（45）共两件，其中一件两端分别与伸缩臂座（41）和抓手平衡杠杆（46）铰接，另一件的两端分别与电磁抓手（50）和抓手平衡杠杆（46）铰接，驱动油缸（47）一端铰接到主臂（42），另一端铰接于副臂（43）。优选的，上述的驱动油缸（47）驱动主臂（42）和副臂（43）产生夹角，使电磁抓手（50）可以前伸，伸缩臂座（41）、主臂（42）、副臂（43）和副臂平衡臂（44），此四件相互铰接为四连杆机构，且当主臂（42）和副臂（43）相互运动产生夹角时，此夹角一直保持被垂面等分；另外，伸缩臂座（41）、主臂（42）、抓手平衡臂（45）和抓手平衡杠杆（46）组成平行四边形连杆机构，副臂（43）、抓手平衡臂（45），抓手平衡杠杆（46）和电磁抓手（50）组成同样尺寸的平行四边形连杆机构，依靠此两处平行四边形连杆机构，与前面的四连杆机构效果相结合，可以保持机械爪（10）在同一水平面上做进退动作，在控制伸缩臂使电磁抓手（50）进退的过程中，不会产生高度变化。优选的，上述的电磁抓手（50）包括抓手固定座（51）、抓手偏摆架（52）、电磁铁（53）、管柱滚轮（54），电磁铁（53）拥有两个呈现V形夹角的表面，在电磁作用下表面产生吸合力以抓取管柱，电磁铁（53）每个吸附面的上下两端均安装有管柱滚轮（54），此滚轮可以使管柱能够离开吸合面微小的距离，可以保证管柱既能够沿着滚轮滚动方向上下移动又不会降低电磁铁对管柱的吸合力。优选的，上述的抓手偏摆架（52）通过两个相互垂直的自由转轴分别铰接于抓手固定座（51）和电磁铁（53），可以使电磁铁（53）实现两个旋转自由度的偏摆，以适应作业过程中管柱的偏摆，防止因为管柱偏摆而导致电磁抓手（50）外力损坏和吸合力不足问题。优选的，上述的电磁铁（53）重心位于两个转轴的正下方一段距离，此重心位置使电磁抓手（50）释放管柱后，能够在重力作用下自动摆回初始竖直状态，以适应下一根管柱的吸合。本专利技术的有益效果是：大幅度减少操作人员的劳动强度，极大地降低了钻井作业的事故率，同时降低工人了工作危险性，安全性大大提高，节约了人工成本，实现钻台管柱自动排放的全机械化连续作业。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2为履带式底盘的结构示意图图3为升降台的结构示意图图4为升降台升降行程示意图图5为回转台的结构示意图图6为伸缩臂的结构示意图图7为伸缩臂的伸缩位移曲线示意图图8为电磁抓手的结构示意图图9为电磁抓手的吸合管柱示意图图中：履带式底盘10、升降台20、回转台30、伸缩臂40和电磁抓手50，履带行走单元11、底盘主梁12、电器控制箱13、液压动力站14，升降台底座21、回转台安装座22、剪式支腿23、升降油缸24、滑槽25、支腿滑轮26，回转底座31、伸缩臂安装座32、大齿圈33、回转液压马达34、驱动齿轮35、轴承36，伸缩臂座41、主臂42、副臂43、副臂平衡臂44、抓手平衡臂45，抓手平衡杠杆46、驱动油缸47，抓手固定座51、抓手偏摆架52、电磁铁53、管柱滚轮54。具体实施方式结合附图1-9，对本专利技术作进一步的描述：本专利技术提供一种可移动式钻台排管机器人，如图1所示，包括履带式底盘10、升降台20、回转台30、伸缩臂40、电磁抓手50。其中，回转台30与伸缩臂40铰接，伸缩臂40与电磁抓手50铰接。其余单元相互连接方式均为可以拆卸固定连接。履带式底盘10通过液压动力提供动力行走功能，同时集成液压动力站和电控箱；升降台20提供动力升降功能；回转台30提供动力回转功能；伸缩臂40用以实现电磁抓手50的进退；电磁抓手50作为最终的执行部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：包括履带式底盘（10）、升降台（20）、回转台（30）、伸缩臂（40）和电磁抓手（50），所述履带式底盘（10）通过液压动力站提供动力行走功能，同时集成液压动力站和电控箱；升降台（20）安装在履带式底盘（10）的中部，提供动力升降功能；回转台（30）安装在升降台（20）上侧，提供动力回转功能；所述伸缩臂（40）的一端连接在回转台（30）上，另一端连接电磁抓手（50），并且控制电磁抓手（50）的进退动作；所述电磁抓手（50）作为最终的执行部件，可以通过电磁效应吸附固定管柱，实现对管柱的精确移位和排放。

【技术特征摘要】
1.一种石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：包括履带式底盘（10）、升降台（20）、回转台（30）、伸缩臂（40）和电磁抓手（50），所述履带式底盘（10）通过液压动力站提供动力行走功能，同时集成液压动力站和电控箱；升降台（20）安装在履带式底盘（10）的中部，提供动力升降功能；回转台（30）安装在升降台（20）上侧，提供动力回转功能；所述伸缩臂（40）的一端连接在回转台（30）上，另一端连接电磁抓手（50），并且控制电磁抓手（50）的进退动作；所述电磁抓手（50）作为最终的执行部件，可以通过电磁效应吸附固定管柱，实现对管柱的精确移位和排放。2.根据权利要求1所述的石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：所述的履带式底盘（10）包括履带行走单元（11）、底盘主梁（12）、电器控制箱（13）、液压动力站（14），在两组履带行走单元（11）之间安装底盘主梁（12）和液压动力站（14），后部空间安装电器控制箱（13）。3.根据权利要求1所述的石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：所述的升降台（20）包括升降台底座（21）、回转台安装座（22）、剪式支腿（23）、升降油缸（24）、滑槽（25）、支腿滑轮（26），所述剪式支腿（23）设有两对，每对铰接成X形，上下左右分别形成四个支点，下侧两支点与升降台底座（21）连接，上侧两支点与回转台安装座（22）连接；升降油缸（24）一端铰接于升降台底座（21），另一端铰接于剪式支腿（23）上，通过升降油缸（24）的伸缩，使升降台（20）产生动力升降。4.根据权利要求3所述的石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：所述的剪式支腿（23）下侧的连接方式为：一个支点与升降台底座（21）铰接，另一个支点连接到位于滑槽（25）内的支腿滑轮（26）上，形成直线滑动副，上侧的连接方式与下侧一致。5.根据权利要求1所述的石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：所述的回转台（30）包括回转底座（31）、伸缩臂安装座（32）、大齿圈（33）、回转液压马达（34）、驱动齿轮（35）、轴承（36），所述回转底座（31）与伸缩臂安装座（32）通过一对轴承（36）连接成可自由回转的结构，回转液压马达（34）安装于回转底座（31）上，大齿圈（33）固定于伸缩臂安装座（32）下侧，回转液压马达（34）通过驱动齿轮（35）与大齿圈（33）的啮合，带动伸缩臂安装座（32）实现动力回转。6.根据权利要求1所述的石油钻井机用可移动式钻台排管机器人，其特征是：所述的伸缩臂（40）包括伸缩臂座（41）、主臂（42）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟惠宁，时国营，冷光明，崔海亮，王复东，鞠云忠，沈庆华，杨明阳，杨发禄，刘莹莹，王海涛，
申请(专利权)人：东营瑞奥工贸有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37