一种吊卡翻转装置及其使用方法制造方法及图纸

技术编号：44112654 阅读：2 留言：0更新日期：2025-01-24 22:37

本发明专利技术公开了一种吊卡翻转装置及其使用方法，涉及钻井设备技术领域，具体涉及一种吊卡翻转装置及其使用方法，包括：伸缩主臂、伸缩副臂、钳头、主臂轴、副臂轴和翻转机构，翻转机构设置有多个连接销孔，伸缩主臂和伸缩副臂一端部通过连接销孔可转动的连接有翻转机构，钳头通过至少两个连接销孔连接于翻转机构，伸缩主臂、伸缩副臂另一端分别连接有主臂轴和副臂轴，伸缩主臂和伸缩副臂伸缩时带动钳头进行位移，且翻转机构水平角度不发生变化。其好处在于：该装置通过伸缩主臂和伸缩副臂的协调运动，能够灵活地调整钳头的位置，满足不同姿态钻具的操作需求。这种灵活性不仅提高了操作效率，还减少了对操作人员技能的依赖。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井设备，具体涉及一种吊卡翻转装置及其使用方法。

技术介绍

1、在现代石油钻井设备领域，吊卡作为提升系统的重要组成部分，主要作用是接取钻具。为适应不同姿态的钻具，吊卡需配备翻转机构。然而，传统的吊卡翻转装置存在诸多不足：

2、传统吊卡通过吊环连接，翻转角度和吊环倾斜角度存在联动关系。为保证吊卡倾斜角度和钻具角度适配，需要两个机构进行联动控制。这通常采用两种方式：传感器控制：成本高且对控制精度要求高；人工肉眼识别：自动化程度低，效率不高。

3、为使吊卡在自由状态下保持水平，一般采用以下方式：合理设计重心位置，使其保持水平，但这种方式在轻量化、小型化的离线系统中难以实现。依靠弹簧使吊卡保持水平，由于轻量化设计，无法设计合适的弹簧。通过行程控制保持吊卡水平，这种方式依赖翻转装置强行保持水平，缺乏自适应性。

4、离线系统需要在非井口区域完成接立根和甩立根工作，因此吊卡部分必须轻量化、小型化。传统的翻转机构体积较大，难以满足这一需求。

5、传统吊卡翻转装置操作复杂，需要专业人员进行维护和调试，增加了使用成本。由于结构复杂，传统吊卡翻转装置容易出现故障，影响工作效率和安全性。传统吊卡翻转装置的维护和更换零部件较为困难，增加了停机时间和维护成本。

6、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种吊卡翻转装置，通过改进结构和材料，实现了更高的灵活性、更低的成本、更高的精度和自动化程度，同时满足了离线系统对轻量化和小型化的需求。

技术实现思路</p>

1、本专利技术旨在克服上述现有技术的缺点，提供一种吊卡翻转装置及其使用方法。

2、本专利技术采用的技术方案如下：

3、一种吊卡翻转装置，包括：伸缩主臂、伸缩副臂、钳头、主臂轴、副臂轴和翻转机构，所述翻转机构设置有多个连接销孔，所述伸缩主臂和伸缩副臂一端部通过所述连接销孔可转动的连接有所述翻转机构，所述钳头通过至少两个所述连接销孔连接于所述翻转机构，所述伸缩主臂的另一端部与主臂轴活动连接，所述伸缩副臂的另一端部与副臂轴活动连接，所述伸缩主臂和伸缩副臂上下四个连接点构成平行四边形结构，所述伸缩主臂和伸缩副臂伸缩时带动所述钳头进行位移，且所述翻转机构水平角度不发生变化。

4、进一步的，所述翻转机构包括两组，所述伸缩主臂的一端分别与两组所述翻转机构通过所述连接销孔可转动连接，所述伸缩副臂的一端分别与两组所述翻转机构通过所述连接销孔可转动连接，两组所述翻转机构分别连接于所述钳头两侧。

5、进一步的，包括第一连接销轴和连杆系统，所述翻转机构通过所述第一连接销轴可转动的连接于钳头；

6、所述翻转机构内设置有所述伸缩装置，所述伸缩装置通过所述连杆系统连接于所述钳头，用于控制所述翻转机构沿所述第一连接销轴旋转。

7、进一步的，连杆系统包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆一端可转动的连接有所述伸缩装置，另一端可转动的连接有所述第二连杆，且中部可转动的连接于所述翻转机构外壳；

8、所述第二连杆的另一端可转动的连接有所述钳头。

9、进一步的，第一连杆包括前段连杆和后段连杆，所述前段连杆和后段连杆通过两点连接组成所述第一连杆。

10、进一步的，包括滑动销轴，所述前段连杆包括侧板和连接板，所述前段连杆由两个所述侧板和连接板组装形成“h”型结构，所述侧板设置有中部孔和两侧孔，所述后段连杆设置有中部条孔和两侧孔，所述前段连杆的两个所述侧板的中部孔通过销轴可转动的连接所述后段连杆一侧孔和所述翻转机构外壳，所述前段连杆的两个所述侧板的一端侧孔通过滑动销轴连接于所述后段连杆的所述中部条孔。

11、进一步的，所述滑动销轴与所述中部条孔相匹配，且在连杆系统运动时，可在中部条孔内滑动。

12、进一步的，所述伸缩装置设置于所述翻转机构内，所述翻转机构在所述伸缩装置伸缩端设置有所述限位平台；所述限位平台或/和伸缩装置安装端设置有可拆卸的所述行程垫片。

13、本专利技术采用的另一技术方案如下：

14、一种吊卡翻转装置的使用方法，包括以下步骤：

15、s1：在吊卡需要进行所述钳头移动时，通过伸缩所述伸缩主臂和伸缩副臂控制所述钳头进行移动；

16、s2：在移动过程中所述翻转机构竖直角度不发生变化；

17、s3：需要控制所述钳头翻转时，所述翻转机构内设置的所述伸缩装置启动，带动所述第一连杆进行杠杆运动，进而带动所述第二连杆，所述第二连杆带动所述钳头绕所述第一连接销轴进行翻转。

18、本专利技术采用的另一技术方案如下：

19、一种吊卡翻转装置的使用方法，包括以下步骤：

20、d1：计算伸缩机构行程，在所述限位平台或/和伸缩装置安装端设置行程垫片，控制伸缩机构最大以及最小行程；

21、d2：在吊卡需要进行所述钳头移动时，通过伸缩所述伸缩主臂和伸缩副臂控制所述钳头进行移动；

22、d3：在移动过程中所述翻转机构竖直角度不发生变化；

23、d4：需要控制所述钳头翻转时，所述翻转机构内设置的所述伸缩装置启动，带动所述第一连杆进行杠杆运动，进而带动所述第二连杆，所述第二连杆带动所述钳头绕所述第一连接销轴进行翻转。

24、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：

25、1、该装置通过伸缩主臂和伸缩副臂的协调运动，能够灵活地调整钳头的位置，满足不同姿态钻具的操作需求。这种灵活性不仅提高了操作效率，还减少了对操作人员技能的依赖。

26、2、相比传统的传感器控制和人工操作，本专利技术采用机械连杆系统，降低了成本，同时提高了可靠性。由于减少了复杂的电子元件和控制系统，维护成本也相应降低。

27、3、通过精确设计的连杆系统和限位平台和/或行程垫片，确保了翻转角度的控制精度，避免了人为误差。这种高精度控制对于提高钻井作业的安全性和效率至关重要。

28、4、本专利技术通过内置的伸缩装置和连杆系统，实现了自动翻转功能，大大提高了自动化水平，减少了人工干预。这不仅提高了操作效率，还降低了操作风险。

29、5、针对离线系统的需求，本专利技术设计了轻量化、小型化的吊卡翻转装置，适应非井口区域的操作需求。这种设计使得装置更易于搬运和安装，同时减少了对空间的占用。

30、6、通过平行四边形结构和滑动销轴的设计，保证了翻转机构在操作过程中的稳定性，避免了不必要的晃动。这种稳定性有助于提高操作的准确性和安全性。

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【技术保护点】

1.一种吊卡翻转装置，其特征在于：包括：伸缩主臂(17)、伸缩副臂(18)、钳头(3)、主臂轴(19)、副臂轴(20)和翻转机构(2)，所述翻转机构(2)设置有多个连接销孔，所述伸缩主臂(17)和伸缩副臂(18)一端部分别通过连接销孔可转动的连接所述翻转机构(2)，所述钳头(3)通过至少两个连接销孔连接于所述翻转机构(2)，所述伸缩主臂(17)的另一端部与主臂轴(19)活动连接，所述伸缩副臂(18)的另一端部与副臂轴(20)活动连接，所述伸缩主臂(17)和伸缩副臂(18)上下四个连接点构成平行四边形结构，所述伸缩主臂(17)和伸缩副臂(18)伸缩时带动所述钳头(3)进行位移，且所述翻转机构(2)水平角度不发生变化。

2.根据权利要求1中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：所述翻转机构(2)包括两组，所述伸缩主臂(17)的一端分别与两组所述翻转机构(2)通过连接销孔可转动连接，所述伸缩副臂(18)的一端分别与两组所述翻转机构(2)通过连接销孔可转动连接，两组所述翻转机构(2)分别连接于所述钳头(3)两侧。

3.根据权利要求1中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在

4.根据权利要求3中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：所述连杆系统包括第一连杆(5)和第二连杆(6)，所述第一连杆(5)一端可转动的连接有所述伸缩装置(4)，另一端可转动的连接所述第二连杆(6)的一端，且中部可转动的连接于所述翻转机构(2)外壳；

5.根据权利要求4中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：所述第一连杆(5)包括前段连杆(7)和后段连杆(8)，所述前段连杆(7)和后段连杆(8)通过两点连接组成所述第一连杆(5)。

6.根据权利要求5中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：包括滑动销轴(9)，所述前段连杆(7)包括侧板(10)和连接板(11)，所述前段连杆(7)由两个所述侧板(10)和连接板(11)组装形成“H”型结构，所述侧板(10)设置有中部孔(12)和两侧孔(13)，所述后段连杆(8)设置有中部条孔(14)和两侧孔(13)，两个所述侧板中部孔(12)通过销轴可转动的连接所述后段连杆(8)一侧孔(13)和翻转机构(2)外壳，两个所述侧板一端侧孔与所述伸缩装置的一端铰接，两个所述侧板另一端侧孔(13)通过所述滑动销轴(9)连接于所述后段连杆(8)的中部条孔(14)。

7.根据权利要求6中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：所述滑动销轴(9)与中部条孔(14)相匹配，且在连杆系统运动时，可在所述中部条孔(14)内滑动。

8.根据权利要求1中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：所述伸缩装置(4)设置于翻转机构(2)内，所述翻转机构(2)在所述伸缩装置(4)伸缩端设置有限位平台(15)；所述限位平台(15)或/和伸缩装置(4)安装端设置有可拆卸的行程垫片(16)。

9.一种吊卡翻转装置的使用方法，应用于权利要求1－7任意一项所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：包括以下步骤：

10.一种吊卡翻转装置的使用方法，应用于权利要求8所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：包括以下步骤：

...

【技术特征摘要】

3.根据权利要求1中所述的一种吊卡翻转装置，其特征在于：包括第一连接销轴(1)和连杆系统，所述翻转机构(2)通过所述第一连接销轴(1)可转动的连接于所述钳头(3)；

5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：税淼，李莹，杨淑娟，张婷，张文杰，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人