一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置、工作方法及应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油开采及油气井维修应用技术领域，具体公开了一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，包括框架部、旋转部、驱动部、固定部和旋转钻杆移动机器人；所述框架部用于安装旋转部，所述旋转部用于旋转放置钻杆，所述驱动部用于为旋转部提供旋转动力，所述固定部用于对旋转部上放置的钻杆进行固定，所述旋转钻杆移动机器人用于将钻杆取/放至旋转部上，其中，框架部为卧式水平结构，且长度尺寸大于钻杆尺寸。本发明专利技术的有益效果在于：1、减少现场施工人员，增加现场施工操作安全性，缩短维修时间；2、全程自动无需人工介入，工作速度是人工5倍以上；3、机械定位精度高，误差率为0.01%，运输简单便捷，减少运输过程中对钻杆部件的损坏。减少运输过程中对钻杆部件的损坏。减少运输过程中对钻杆部件的损坏。

An automatic rotating Gatling clip type storage rod device, working method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置、工作方法及应用


[0001]本专利技术属于石油开采及油气井维修应用
，具体涉及一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置、工作方法及应用。

技术介绍

[0002]钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置，钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。
[0003]在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。钻杆分为方钻杆、钻杆和加重钻杆三类，连接次序为方钻杆（1根)+钻杆(n根，由井深决定）+加重钻杆（n根，由钻具组合设计决定）。
[0004]在钻井的钻探施工过程中，钻杆需要起吊进行组装或长期使用后进行更换。当前，钻杆现场组装使用存在以下问题：1、传统设备过于庞大，重量也是难以想象，俗称“傻大笨粗自动化为零”；2、现场设备操作人员多，存在着严重的安全隐患，极易出现安全事故，同时维修时间过于漫长；3、在新旧钻杆散装运输过程中损坏严重，造成不必要的设备损坏和维修费用。
[0005]因此，基于上述问题，本专利技术提供一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置、工作方法及应用。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置、工作方法及应用，解决
技术介绍
中钻杆现场组装及运输中所存在问题。
[0007]技术方案：本专利技术的第一方面提供一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，包括框架部、旋转部、驱动部、固定部和旋转钻杆移动机器人；所述框架部用于安装旋转部，所述旋转部用于旋转放置钻杆，所述驱动部用于为旋转部提供旋转动力，所述固定部用于对旋转部上放置的钻杆进行固定，所述旋转钻杆移动机器人用于将钻杆取/放至旋转部上，其中，框架部为卧式水平结构，且长度尺寸大于钻杆尺寸。
[0008]本技术方案，所述框架部，包括第一底支撑横板、第二底支撑横板，及分别设置在第一底支撑横板、第二底支撑横板上的竖支撑板，及两端分别与竖支撑板四角连接的一组第一连接支撑钢架、一组第二连接支撑钢架，及分别设置在竖支撑板上部内的通槽。
[0009]本技术方案，所述旋转部，包括分别设置在竖支撑板内，且位于通槽下方的轴承座，及两端分别贯穿轴承座的转轴，及设置在转轴上的若干个钻杆储放转盘，及设置在钻杆储放转盘外层内的转杆储放凹槽，其中，钻杆储放转盘内设置有转轴通孔，钻杆储放转盘通过转轴通孔与转轴固定连接。
[0010]本技术方案，所述驱动部，包括与转轴任意一端连接的减速箱，及与减速箱连接的伺服电机，其中，减速箱可设置一组，转轴的两端分别与减速箱连接，进行双驱动。
[0011]本技术方案，所述固定部，包括分别设置在竖支撑板一面外壁，且位于通槽、轴承座之间的气缸座，及分别设置在气缸座上的横气缸，及设置在横气缸上的限位块，及与限位块接触的固定块，及设置在固定块一面内的若干个钻杆固定凹槽，及设置在固定块内，且位于钻杆固定凹槽两侧的固定通孔，及分别设置在钻杆储放转盘一面内，且位于转杆储放凹槽两侧的两组固定凸柱，其中，位于转杆储放凹槽内钻杆的两端分别卡入钻杆固定凹槽内，位于相邻转杆储放凹槽两侧的固定凸柱分别通过固定通孔贯穿固定块。
[0012]本技术方案，所述限位块为带磁性结构，所述若干个钻杆固定凹槽呈一字型设置在固定块一面内，所述固定块包括但不仅限于弧形板式结构，其中，固定块的尺寸、限位块的尺寸分别小于通槽的尺寸，所述固定凸柱包括但不仅限于圆形外螺纹结构，与锁紧螺母相配合使用。
[0013]本专利技术的第二方面提供一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的工作方法，包括以下步骤，步骤1、将固定块放置在横气缸一端的限位块上。步骤2、控制启动伺服电机，通过伺服电机驱动减速箱带动转轴旋转，转轴将联动若干个钻杆储放转盘同步旋转，其中，相邻钻杆储放转盘上的转杆储放凹槽的朝向向上一致。步骤3、控制启动旋转钻杆移动机器人，旋转钻杆移动机器人先夹取转杆，再旋转移动至钻杆储放转盘上方，最后将夹取转杆放置在转杆储放凹槽内，复位后重复上述动作。步骤4、分别控制启动横气缸，横气缸进行相对水平移动，带动限位块、固定块穿过通槽后与转杆储放凹槽内的转杆接触，其中，转杆的两端分别卡入若干个钻杆固定凹槽内，同时固定凸柱分别同步贯穿固定通孔，完成对转杆储放凹槽内转杆的限位固定。步骤5、控制启动伺服电机，通过伺服电机驱动减速箱带动转轴旋转，此时在旋转力的作用下，固定块与限位块脱离，同时将联动若干个钻杆储放转盘同步旋转，带动下一个相邻钻杆储放转盘上的转杆储放凹槽旋转朝向向上。步骤6、分别控制启动横气缸，横气缸进行相反水平移动，带动限位块、固定块通过通槽水平移出竖支撑板，并重复步骤1至步骤5的动作，完成转杆的旋转固定放置。步骤7、取转杆时，重复步骤4的动作，通过限位块将固定块移离转杆、固定凸柱，利用旋转钻杆移动机器人将钻杆夹取取出，并移动至钻井作业面。步骤8、当转杆储放凹槽内的转杆取完后，重复步骤2、步骤4、步骤7的动作。
[0014]本专利技术的应用一：一种自动化高效钻杆储存系统，装配有所述自动旋转加特林弹夹式储杆装置。
[0015]本专利技术的应用二：一种移动式自动化高效钻杆施工架设系统，装配有所述自动旋转加特林弹夹式储杆装置。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置、工作方法及其应用的有益效果在于：1、减少现场施工人员，增加现场施工操作安全性，缩短维修时间；2、全程自动无需人工介入，工作速度是人工5倍以上（条件允许可以实现10倍）；3、机械定位精度高，误差率为0.01%，运输简单便捷，减少运输过程中对钻杆部件的损坏。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的俯视结构示意图；图2是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的立视结构示意图；图3、图4是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的钻杆储放转盘、转杆储放凹槽安装不同数量转杆的侧视结构示意图；
图5、图6是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的竖支撑板、轴承座等的局部放大结构示意图；图7是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的减速箱、伺服电机、转轴等连接结构示意图；图8是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的竖支撑板、钻杆储放转盘、固定凸柱、气缸座、横气缸、限位块等的主视结构示意图；图9是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的竖支撑板、气缸座、通槽等的侧视结构示意图；图10是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的钻杆储放转盘、转杆储放凹槽、固定凸柱、转轴通孔的侧视结构示意图；图11是本专利技术的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置的若干个钻杆固定凹槽、固定通孔、固定块的侧视结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，其特征在于：包括框架部、旋转部、驱动部、固定部和旋转钻杆移动机器人（19）；所述框架部用于安装旋转部，所述旋转部用于旋转放置钻杆，所述驱动部用于为旋转部提供旋转动力，所述固定部用于对旋转部上放置的钻杆进行固定，所述旋转钻杆移动机器人（19）用于将钻杆取/放至旋转部上，其中，框架部为卧式水平结构，且长度尺寸大于钻杆尺寸。2.根据权利要求1所述的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，其特征在于：所述框架部，包括第一底支撑横板（20）、第二底支撑横板（21），及分别设置在第一底支撑横板（20）、第二底支撑横板（21）上的竖支撑板（13），及两端分别与竖支撑板（13）四角连接的一组第一连接支撑钢架（10）、一组第二连接支撑钢架（11），及分别设置在竖支撑板（13）上部内的通槽（14）。3.根据权利要求2所述的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，其特征在于：所述旋转部，包括分别设置在竖支撑板（13）内，且位于通槽（14）下方的轴承座（15），及两端分别贯穿轴承座（15）的转轴（12），及设置在转轴（12）上的若干个钻杆储放转盘（17），及设置在钻杆储放转盘（17）外层内的转杆储放凹槽（24），其中，钻杆储放转盘（17）内设置有转轴通孔（23），钻杆储放转盘（17）通过转轴通孔（23）与转轴（12）固定连接。4.根据权利要求3所述的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，其特征在于：所述驱动部，包括与转轴（12）任意一端连接的减速箱（18），及与减速箱（18）连接的伺服电机（25），其中，减速箱（18）可设置一组，转轴（12）的两端分别与减速箱（18）连接，进行双驱动。5.根据权利要求1所述的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，其特征在于：所述固定部，包括分别设置在竖支撑板（13）一面外壁，且位于通槽（14）、轴承座（15）之间的气缸座（29），及分别设置在气缸座（29）上的横气缸（16），及设置在横气缸（16）上的限位块（24），及与限位块（24）接触的固定块（26），及设置在固定块（26）一面内的若干个钻杆固定凹槽（27），及设置在固定块（26）内，且位于钻杆固定凹槽（27）两侧的固定通孔（22），及分别设置在钻杆储放转盘（17）一面内，且位于转杆储放凹槽（30）两侧的两组固定凸柱（28），其中，位于转杆储放凹槽（30）内钻杆的两端分别卡入钻杆固定凹槽（27）内，位于相邻转杆储放凹槽（30）两侧的固定凸柱（28）分别通过固定通孔（22）贯穿固定块（26）。6.根据权利要求5所述的一种自动旋转加特林弹夹式储杆装置，其特征在于：所述限位块（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱和平，潘克修，符润军，
申请(专利权)人：南京双京电博特种机器人产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：