【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油作业，尤其涉及一种管柱上卸扣装置及其使用方法。
技术介绍
1、在油田作业中，一般通过液压钳装置上卸油管和抽油杆等螺纹管柱部件。常用的液压钳主要由主钳和背钳组成，工作时背钳负责夹紧管柱，主钳则负责夹持管柱按顺时针或逆时针旋转，进而实现管柱上卸扣作业。
2、虽然依靠液压钳装置能够完成对管柱的上卸扣处理，但在上扣时难以对两个管柱之间的预紧扭矩进行把控，易出现上扣过紧或过松的现象，其都有可能导致管柱在应用中出现打滑现象，同时缺少对管柱上扣质量进行检测的装置。
3、现提出一种能够对管柱进行快速上扣且能够对上扣质量进行检测的管柱上卸扣装置及其使用方法。
4、目前国内还没有智能化的该产品应用，包括上扣的扭矩设定及测量，转速控制，防撞检测，人员安全保护，润滑系统检测等功能目前还是空白，基于以上问题，我公司研发了这套设备。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种管柱上卸扣装置及其使用方法，解决了上述问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种管柱上卸扣装置，包括防滑底座以及主支撑体，所述防滑底座固定连接在主支撑体上，还包括：
3、快上扣机构，安装在主支撑体上，用于对管柱进行预上拧紧处理；
4、大扭矩上扣机构，安装在主支撑体上，用于配合快上扣机构完成对管柱的拧紧处理并对上扣扭矩进行检测；
5、拉力测试机构，安装在固定连接在主支撑体上的锁定导轨上，用于配合大扭
6、其中，所述快上扣机构包括滑动导轨、第二电机以及滑块，所述滑动导轨安装在条槽上，所述滑块安装在滑动导轨上，所述滑动导轨通过安装在滑动导轨上的第二电机进行驱动，还包括：
7、关节轴，与安装在滑块上的机械臂组件连接，其上螺纹连接有y型吊臂；
8、限位组件，浮动安装在y型吊臂的一端伸出轴上，用于对管柱进行限位处理；
9、转动组件，浮动安装在y型吊臂的另一端的伸出轴上，用于驱动端部插入被限位组件限定的管柱内的另一管柱进行转动。
10、在上述技术方案的基础上，本专利技术还提供以下可选技术方案：
11、进一步的技术方案：所述大扭矩上扣机构包括第一电机、编码器、扭矩传感器、旋转支撑、主动轮、第一卡盘、第一线性运动件、第一卡瓦片以及从动轮，四个所述第一电机呈矩形可拆卸安装在主支撑体上，四个所述主动轮对应固定连接在四个第一电机的输出轴上，所述编码器以及扭矩传感器对称安装在主支撑体上，两个所述从动轮对应安装在编码器以及扭矩传感器的伸出轴上，所述第一卡盘安装在转动连接在主支撑体上的旋转支撑上，若干个所述第一线性运动件呈环形嵌入安装在第一卡盘上，所述第一卡瓦片固定安装在第一线性运动件的输出轴上，所述旋转支撑、主动轮以及从动轮通过带轮传动连接。
12、进一步的技术方案：所述拉力测试机构包括第四线性运动件、底板、支架、轨道轮、定位销轴、第七线性运动件以及夹爪，所述第四线性运动件固定连接在支架的一端，所述支架固定连接在底板上，所述轨道轮转动连接在支架的另一端，所述底板通过定位销轴限定连接在锁定导轨上，所述轨道轮与锁定导轨滑动配合，所述第四线性运动件的输出端固定连接有压力传感器，所述压力传感器上固定连接有安装杆，所述夹爪端部铰接在安装杆上，所述第七线性运动件的输出端铰接在夹爪上，所述第七线性运动件的另一端铰接在安装杆上。
13、进一步的技术方案：所述机械臂组件包括单臂梁以及摆臂梁，所述单臂梁端部通过第一键轴转动连接在滑块端部，所述单臂梁的另一端部通过第二键轴转动连接在摆臂梁端部，所述摆臂梁的另一端通过第三键轴与关节轴的端部转动连接，所述第一键轴与可拆卸连接在滑块上的第四电机的输出轴连接，所述第二键轴通过可拆卸连接在单臂梁上的第五电机的输出轴连接，所述第三键轴与可拆卸连接在摆臂梁上的第六电机的输出轴连接。
14、进一步的技术方案：所述限位组件包括浮动卡盘、第二线性运动件以及第二卡瓦片，所述浮动卡盘浮动安装在y型吊臂的一端伸出轴上，若干个第二线性运动件呈环形均匀分布在浮动卡盘上且与浮动卡盘可拆卸连接，所述第二卡瓦片固定连接在第二线性运动件的输出轴上。
15、进一步的技术方案：所述转动组件包括悬吊卡盘、第三线性运动件、第三电机以及上扣辊，所述悬吊卡盘浮动安装在y型吊臂的另一端伸出轴上，两个第三线性运动件对称嵌入设置在悬吊卡盘上且与悬吊卡盘可拆卸连接，两个所述第三电机可拆卸安装在固定连接在第三线性运动件输出轴上的安装底座上，所述上扣辊固定连接在第三电机的输出轴上。
16、进一步的技术方案：还包括控制系统，所述控制系统包括控制主体、触摸屏、操控手柄、电脑、键盘、语音采集模块、语音训练模块、语音前级处理模块、语音识别模块、语音提示模块以及输出控制模块。
17、上述管柱上卸扣装置的使用方法，包括以下步骤：
18、s1、分别获取两个管柱的质量信息以得到其与标准管柱之间的质量偏差信息，若获取的质量偏差信息在质量偏差阈值之内，则表明两个管柱的质量合格；
19、s2、在两个管柱质量偏差合格的状况下，滑动导轨配合第二电机驱动滑块带动机械臂组件进行线性运动，同时机械臂组件将限位组件以及转动组件对应套设在两个管柱上，此时第二线性运动件驱动第二卡瓦片进行线性运动，若干个第二卡瓦片通过进行向心运动的方式，实现对管柱的限位夹持，第三线性运动件推动安装底座进行线性运动，安装底座带动上扣辊抵触另一管柱，此时启动第三电机，第三电机带动上扣辊进行转动，上扣辊推动该管柱进行转动，促使该管柱旋入被限位组件限定的管柱内；
20、s3、快上扣机构将初步上扣完成的两个管柱中的一个插入第一卡盘内，此时启动第一线性运动件推动第一卡瓦片对管柱进行抵触限位，此时快上扣机构中的限位组件对另一个管柱进行限位，此时启动第一电机带动主动轮转动，主动轮配合旋转支撑、从动轮以及带轮驱动第一卡盘进行转动，同时快上扣机构推动另一个管柱进行线性运动，促使两个管柱进行拧紧处理，同时扭矩传感器能够对两个管柱之间的旋转扭矩进行实时检测，直至两根管柱之间的旋转扭矩达到预设扭矩阈值之内，以完成两个管柱之间的上扣处理；
21、s4、快上扣机构带动拧紧后的管柱进行线性运动，促使一个管柱运动至若干个夹爪中部，另一个管柱穿过第一卡盘，此时第七线性运动件推动夹爪进行转动，若干个夹爪对管柱端部进行抓紧，同时第一线性运动件推动第一卡瓦片进行线性运动，对另一个管柱进行限位，此时启动第四线性运动件对两个管柱进行拉伸，同时利用压力传感器对拉伸力进行实时监测，若该拉伸力在预设的拉力阈值之内，促使两个管柱发生形变位移，则表明管柱上扣合格，若该拉伸力在小于拉伸力阈值的下限的情况下，两个管柱发生形变位移，则表明两个管柱上扣不合格；
22、s5、获取两个管柱的总质量信息、两个管柱之间的扭矩信息以及两个管柱拉伸测试的拉伸力测试信息，对三者进行无量纲化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种管柱上卸扣装置，包括防滑底座（1）以及主支撑体（4），所述防滑底座（1）固定连接在主支撑体（4）上，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述大扭矩上扣机构（5）包括第一电机（501）、编码器（502）、扭矩传感器（503）、旋转支撑（504）、主动轮（505）、第一卡盘（506）、第一线性运动件（507）、第一卡瓦片（508）以及从动轮（509），四个所述第一电机（501）呈矩形可拆卸安装在主支撑体（4）上，四个所述主动轮（505）对应固定连接在四个第一电机（501）的输出轴上，所述编码器（502）以及扭矩传感器（503）对称安装在主支撑体（4）上，两个所述从动轮（509）对应安装在编码器（502）以及扭矩传感器（503）的伸出轴上，所述第一卡盘（506）安装在转动连接在主支撑体（4）上的旋转支撑（504）上，若干个所述第一线性运动件（507）呈环形嵌入安装在第一卡盘（506）上，所述第一卡瓦片（508）固定安装在第一线性运动件（507）的输出轴上，所述旋转支撑（504）、主动轮（505）以及从动轮（509）通过带轮（51
3.根据权利要求2所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述拉力测试机构（7）包括第四线性运动件（701）、底板（702）、支架（703）、轨道轮（704）、定位销轴（705）、第七线性运动件（706）以及夹爪（707），所述第四线性运动件（701）固定连接在支架（703）的一端，所述支架（703）固定连接在底板（702）上，所述轨道轮（704）转动连接在支架（703）的另一端，所述底板（702）通过定位销轴（705）限定连接在锁定导轨（3）上，所述轨道轮（704）与锁定导轨（3）滑动配合，所述第四线性运动件（701）的输出端固定连接有压力传感器，所述压力传感器上固定连接有安装杆，所述夹爪（707）端部铰接在安装杆上，所述第七线性运动件（706）的输出端铰接在夹爪（707）上，所述第七线性运动件（706）的另一端铰接在安装杆上。
4.根据权利要求3所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述机械臂组件包括单臂梁（604）以及摆臂梁（605），所述单臂梁（604）端部通过第一键轴转动连接在滑块（603）端部，所述单臂梁（604）的另一端部通过第二键轴转动连接在摆臂梁（605）端部，所述摆臂梁（605）的另一端通过第三键轴与关节轴（606）的端部转动连接，所述第一键轴与可拆卸连接在滑块（603）上的第四电机（615）的输出轴连接，所述第二键轴通过可拆卸连接在单臂梁（604）上的第五电机（616）的输出轴连接，所述第三键轴与可拆卸连接在摆臂梁（605）上的第六电机（617）的输出轴连接。
5.根据权利要求4所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述限位组件包括浮动卡盘（608）、第二线性运动件（610）以及第二卡瓦片（611），所述浮动卡盘（608）浮动安装在Y型吊臂（607）的一端伸出轴上，若干个第二线性运动件（610）呈环形均匀分布在浮动卡盘（608）上且与浮动卡盘（608）可拆卸连接，所述第二卡瓦片（611）固定连接在第二线性运动件（610）的输出轴上。
6.根据权利要求5所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述转动组件包括悬吊卡盘（609）、第三线性运动件（612）、第三电机（613）以及上扣辊（614），所述悬吊卡盘（609）浮动安装在Y型吊臂（607）的另一端伸出轴上，两个第三线性运动件（612）对称嵌入设置在悬吊卡盘（609）上且与悬吊卡盘（609）可拆卸连接，两个所述第三电机（613）可拆卸安装在固定连接在第三线性运动件（612）输出轴上的安装底座上，所述上扣辊（614）固定连接在第三电机（613）的输出轴上。
7.根据权利要求6所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，还包括控制系统（8），所述控制系统（8）包括控制主体（801）、触摸屏（802）、操控手柄（803）、电脑（804）、键盘（805）、语音采集模块（806）、语音训练模块（807）、语音前级处理模块（808）、语音识别模块（809）、语音提示模块（810）以及输出控制模块（811）。
8.权利要求7所述的管柱上卸扣装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种管柱上卸扣装置，包括防滑底座（1）以及主支撑体（4），所述防滑底座（1）固定连接在主支撑体（4）上，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述大扭矩上扣机构（5）包括第一电机（501）、编码器（502）、扭矩传感器（503）、旋转支撑（504）、主动轮（505）、第一卡盘（506）、第一线性运动件（507）、第一卡瓦片（508）以及从动轮（509），四个所述第一电机（501）呈矩形可拆卸安装在主支撑体（4）上，四个所述主动轮（505）对应固定连接在四个第一电机（501）的输出轴上，所述编码器（502）以及扭矩传感器（503）对称安装在主支撑体（4）上，两个所述从动轮（509）对应安装在编码器（502）以及扭矩传感器（503）的伸出轴上，所述第一卡盘（506）安装在转动连接在主支撑体（4）上的旋转支撑（504）上，若干个所述第一线性运动件（507）呈环形嵌入安装在第一卡盘（506）上，所述第一卡瓦片（508）固定安装在第一线性运动件（507）的输出轴上，所述旋转支撑（504）、主动轮（505）以及从动轮（509）通过带轮（510）传动连接。
3.根据权利要求2所述的管柱上卸扣装置，其特征在于，所述拉力测试机构（7）包括第四线性运动件（701）、底板（702）、支架（703）、轨道轮（704）、定位销轴（705）、第七线性运动件（706）以及夹爪（707），所述第四线性运动件（701）固定连接在支架（703）的一端，所述支架（703）固定连接在底板（702）上，所述轨道轮（704）转动连接在支架（703）的另一端，所述底板（702）通过定位销轴（705）限定连接在锁定导轨（3）上，所述轨道轮（704）与锁定导轨（3）滑动配合，所述第四线性运动件（701）的输出端固定连接有压力传感器，所述压力传感器上固定连接有安装杆，所述夹爪（707）端部铰接在安装杆上，所述第七线性运动件（706）的输出端铰接在夹爪（707）上，所述第七线性运动件（706）的另一端铰接在安装杆上。
4.根据权利要求3所述的管柱上卸扣装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯立东，王玉明，邢立国，代子龙，周雄，陈春雷，徐千，胡美丽，邓渝庆，杨晨婷，
申请(专利权)人：合力天津能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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