一种石油钻井管具夹爪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石油钻井管具夹爪，属于石油钻井井口装备技术领域。
【背景技术】
[0002]在石油钻井中，各种管具的移动和排放是钻采作业的重要环节。在传统的钻采作业中管柱的夹持需要人工完成操作，这样的劳动强度高，工作效率低，安全性差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种钻井作业中的管具夹爪装置，该装置可以安装在工作平台上，实现钻杆的空间自动夹持输送排放，也可在钻井作业现场完成各种管具的自动运输与移动，对于其它需要排放管具的场合同样适用。该发明降低了劳动强度，提高了工作效率，提高了安全性。
[0004]本发明的技术方案是，所述的管具夹爪，由夹持机构、腕部机构、手臂以及支撑机构组成。当作业时，支撑机构旋转到适当的方位，手臂伸展到适合的距离后，腕部机构再调整夹持机构的位置，夹持机构自动夹住管具，通过腕部机构，手臂以及支撑机构的协作运动将管具移动到指定位置再释放管具，从而可以完成管具的自动化输送。
[0005]所述的管具夹爪包括手爪1、压杆1、摆动缸、连杆1、液压缸I1、液压缸II1、压杆I1、连杆I1、轴1、轴I1、轴II1、支座II1、固定板、手爪I1、轴IV、支座IV、轴座1、轴座II。其中摆动缸安装在固定板上，并与腕部机构连接。可实现整个夹爪的旋转。手爪I与手爪II分别固定板铰接，手爪I另一端通过连杆I与手爪II连接从而形成反平行四边形机构，液压缸III 一端与支座IV —端与轴I连接，轴I与手爪II连接，当液压缸III伸缩时可同时带动手爪I与手爪II的张合。压杆1、压杆II与连杆II也形成反四边形机构，当夹持管具时手爪I与手爪II抓住管具，压杆I与压杆II再将管具压住，从而实现管具的牢固夹持。
[0006]所述的腕部机构包括腕部、支座1、液压缸1、支座II。腕部一端与摆动缸连接，一端与小臂铰接。通过液压缸I的伸缩从而调整腕部的姿态，进而调整夹持机构的位置。
[0007]所述的手臂包括主臂、小臂、平衡缸、端盖1、端盖I1、电机I1、电机III。通过电机I1、电机III分别带动主臂与小臂的旋转，从而实现夹爪手臂的伸展与收缩。平衡缸一端与主臂连接一端与基座连接。
[0008]所述的支撑机构由基座与电机I组成。基座内含回转支撑，通过电机I驱动可实现夹爪的回转。
【附图说明】
[0009]图1为本发明正视图；
[0010]图2为本发明三维图；
[0011]图3为夹持夹爪图；
[0012]图4为夹持三维图1;
[0013]图5为夹爪三维图2。
[0014]图中:1-基座2-平衡缸3-端盖I 4-主臂5-端盖II 6_支座I 7-液压缸I8-支座II 9-腕部10-管具11-电机I 12-电机II 13-电机II114-手爪I 15-压杆I 16-摆动缸17-连杆I 18-液压缸II 19-液压缸III20-压杆II 21-连杆II 22-轴I23-轴II 24-轴III 25-支座III 26-固定板27-手爪II 28-轴IV 29-支座IV 30-小臂31-轴座I 32-轴座II
【具体实施方式】
[0015]参照图1、图2。电机I(Il)安装于基座⑴上，基座⑴内含有回转支承，当电机I(Il)工作时，可以驱动整个夹爪装置做水平面回转运动。平衡缸(2) —端与基座(I)连接，一端与主臂⑷连接，主臂⑷安装于基座⑴上，并由电机11(12)驱动，使主臂(4)能在一定范围内做垂直面运动，小臂(30) —端与主臂⑷连接，并由电机111(13)驱动，从而实现小臂(30)能绕主臂⑷在一定范围内摆动。小臂(30)另一端与腕部(9)连接，支座1(6)安装在小臂(30)上，支座11(8)安装在腕部(9)上，液压缸1(7) —端与支座I (6)连接，一端与支座II (8)连接，当液压缸I (7)伸缩时，可以带动腕部(9)绕小臂(30)来回摆动，从而调整夹爪的姿态。
[0016]参照图3、图4、图5。摆动缸(16)安装在固定板(26)上，并与腕部(9)活动连接，当摆动缸(16)工作时，能带动整个夹持机构绕着腕部(9)旋转。手爪I (14)与手爪II (27)分别与固定板(26)连接，手爪I (14)的两侧端分别用一对连杆II (22)与手爪II (27)连接形成反四边形机构，手爪II (27)的轴孔内安装有轴I (22)，支座IV(29)成对安装在固定板
(26)上，液压缸III (19) 一端与支座IV(29)连接，一端与轴I (22)连接，当液压缸III (19)伸缩时，可以带动手爪1(14)与手爪II (27)同时张合，实现抓取管具(10)的作用。轴座I (31)、轴座II (32)成对安装在固定板(26)上，轴II (23)安装在轴座I (31)上，轴III (24)安装在轴座11(32)上，压杆1(15)成对与轴111(24)连接，压杆11(20)成对与轴11(23)连接，压杆I (15) —端与压杆II (20)通过连杆I (17)连接，构成有一个反四边形机构，支座III (25)成对安装在固定板(26)上，液压缸II (18) —端与支座III (25)连接，一端与轴111(24)连接，当液压缸II (18)伸缩工作时，能同时带动压杆I (15)、压杆11(20)摆动，实现压紧管具(10)的作用。压杆11(20)端部具有开口滑动槽，便于压杆1(15)的端部在槽内移动。
[0017]需要说明的是在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种石油钻井管具夹爪，其特征在于:所述的手爪1(14)与手爪11(27)分别与固定板(26)连接，手爪I (14)的两侧端分别用一对连杆II (22)与手爪II (27)连接形成反四边形机构，手爪11(27)的轴孔内安装有轴1(22)，支座IV(29)成对安装在固定板(26)上，液压缸III (19) 一端与支座IV(29)连接，一端与轴I (22)连接，当液压缸III (19)伸缩时，可以带动手爪1(14)与手爪11(27)同时张合，实现抓取管具(10)的作用。2.根据权利要求1所述，石油钻井管具夹爪其特征在于:轴II(23)安装在轴座II (32)上，轴111(24)安装在轴座I (31)上，压杆1(15)成对与轴III (24)连接，压杆11(20)成对与轴II (23)连接，压杆I (15) —端与压杆II (20)通过连杆I (17)连接，构成有一个反四边形机构支座111(25)成对安装在固定板(26)上，液压缸11(18) —端与支座111(25)连接，一端与轴111(24)连接，当液压缸II (18)工作时，能同时带动压杆I (15)、压杆11(20)摆动，实现压紧管具(10)的作用。3.根据权利要求1所述，石油钻井管具夹爪其特征在于:所述的压杆II(20)端部具有开口滑动槽，槽宽与压杆1(15)第二段的厚度相等，使得压杆1(15)端部能在压杆11(20)的槽内运动，另外，压杆I (15)、压杆II (20)、手爪I (14)、手爪II (27)端部为弧形结构，更加有利于管具的夹紧。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种钻井井口作业中的管具夹爪装置，该装置可以安装在工作平台上，实现垂直钻杆的空间自动排放，也可在钻井作业现场完成各种管具的运输与移动，对于其它需要排放管具的场合同样适用。该发明降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，消除了安全隐患。在夹取管具时，管具夹爪调节到适合的姿态，手爪将管具自动抓取，自动压紧管具，再对管具进行运移及排放操作。手爪及压杆都采用反平行四边形机构，不仅节省了驱动液压缸，还能实现每对手爪及压杆的同步运行。
【IPC分类】E21B19/15
【公开号】CN104929544
【申请号】CN201510347355
【发明人】葛乐通, 王龙, 顾凯翔, 刘涛
【申请人】常州大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月21日