一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车的制作方法

本发明涉及浅水采油树作业设备可移动式搭载平台，尤其涉及一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车。

背景技术：

1、水下采油树是用于控制和调节油井生产的设备，其上设置有控制面板，在其日常工作过程中，需要机械臂对控制面板进行插拔、热刺测试等工作来维护采油树的正常工作。但是由于水下环境复杂，无法保证机械臂稳定精确地完成水下作业，因此通常需要水下机器人搭载机械臂，辅助其完成水下作业。目前国内外水下机器人主要是浮动式和履带式机器人，它们虽然可以搭载机械臂完成水下打捞、勘探等工作，但是由于通常采用螺旋叶片推进器作为驱动，使得它们悬停工作时稳定性较低，无法满足水下机械臂作业精度和稳定性要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，清洗小车常驻水下用于定期清理轨道平面附作物以保证轨道洁净，载重小车搭载机械臂在采油树周围的运行轨道上进行移动，通过载重小车的防倾覆系统和刹车系统保证机械臂高稳定性、高精度地完成水下采油树插拔、热刺试验等作业。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，包括清洗小车，所述清洗小车之上设置有载重小车，清洗小车和载重小车通过连接装置系统连接，清洗小车之下设置有轨道系统，同时，清洗小车能够沿轨道系统移动，轨道系统上安装有限位系统，载重小车的两侧设置有定位系统；

3、载重小车包括驱动系统、清淤系统、防倾覆系统和第一底板，在第一底板的中间位置处设置有两个防倾覆系统，分别设置在载重小车的左右两侧，防倾覆系统的前后两侧各设置有一个驱动系统，清淤系统设置有两组，一组安装在第一底板的前端，另一组安装在第一底板的后端，同时清淤系统设置在驱动系统远离防倾覆系统的一侧；驱动系统用于提供动力驱动载重小车移动；清淤系统用于清理附着在轨道系统平面上的海生物和淤泥；防倾覆系统用于作为载重小车的从动轮同时抵消洋流或者其他侧向力，防止载重小车发生倾覆。

4、进一步的，所述清洗小车包括电机、第二驱动轮、第二刮板支架、第二凹型刮刀、第二轮系固定支撑、第二平面滚轮、电池箱和第二底板，电池箱安装在第二底板的中间位置处，电机安装在第二底板的两侧，每侧各两个，四个电机分别与电池箱电性连接，四个电机的输出轴均朝向清洗小车的外侧设置，同时每个电机的输出轴上分别安装有一个第二驱动轮，电池箱的左右两侧分别设置有两个第二平面滚轮，每侧的两个第二平面滚轮分别通过第二轮系固定支撑安装在第二底板上，每侧的第二平面滚轮的前后两侧分别设置有第二凹型刮刀，第二凹型刮刀通过第二刮板支架安装在第二底板上；第二凹型刮刀为凹字形结构，能够同时对轨道平面和侧面进行清理。

5、进一步的，所述连接装置系统包括固定座、连接吊环和吊钩，吊钩通过固定座安装在第一底板的下平面上，连接吊环安装在第二底板的上平面上，吊钩包括吊钩重端和吊钩轻端，吊钩重端和吊钩轻端的连接位置处与固定座铰接。

6、进一步的，吊钩重端的重量大于吊钩轻端的重量，能够实现自动脱钩；自动脱钩的原理是重力作用，吊钩为一端重一端轻的结构，当吊钩轻端受到清洗小车的拉力时，吊钩轻端会被迫处于下方，当清洗小车对吊钩的拉力消失时，由于吊钩另一端较重，因此吊钩重端会下落，而吊钩轻端发生翻转，脱开与连接吊环的连接，以此实现自动脱钩。

7、进一步的，所述轨道系统包括水平轨道和倾斜轨道，水平轨道包括运行轨道和限位轨道，运行轨道的起始端设置有限位轨道，同时运行轨道的起始端通过倾斜轨道与限位轨道连接。

8、进一步的，所述驱动系统包括液压马达、第一驱动轮、齿轮变向箱和驱动轴，液压马达设置在齿轮变向箱的上方，同时液压马达通过联轴器与齿轮变向箱连接，齿轮变向箱安装在驱动轴上，驱动轴的两端分别安装有第一驱动轮，驱动轴上还安装有轴承，两个轴承分别设置在齿轮变向箱与第一驱动轮之间，同时，每个轴承分别通过一个轴承座与第一底板连接；第一底板上还安装有多个小车吊环。

9、进一步的，所述清淤系统包括第一刮板支架和第一凹型刮刀，第一刮板支架的上端可拆卸安装在第一底板上，下端与第一凹型刮刀连接；第一凹型刮刀为凹字形结构，能够同时对轨道平面和侧面进行清理。

10、进一步的，所述防倾覆系统包括第一轮系固定支撑和第一平面滚轮，第一轮系固定支撑的上端可拆卸安装在第一底板上，下端安装有两个第一平面滚轮，同时两个第一平面滚轮之间设置有距离，当载重小车落在轨道系统上，第一驱动轮与运行轨道对接时，两个第一平面滚轮排布在运行轨道的两侧。

11、进一步的，所述定位系统包括短定位棒、短定位基座、长定位棒和长定位基座，短定位棒的上端与第一底板连接，下端可拆卸插接在短定位基座中，短定位基座为半开的结构，当完成定位后，载重小车沿着运行轨道前进时，短定位棒能够从短定位基座的内腔中脱出；

12、长定位棒的上端与第一底板连接，下端可拆卸插接在长定位基座中；长定位基座为半开的结构，当完成定位后，载重小车沿着运行轨道前进时，长定位棒能够从长定位基座的内腔中脱出。

13、进一步的，所述限位系统包括橡胶缓冲垫和挡板，挡板可拆卸安装在限位轨道上，挡板靠近倾斜轨道的一侧安装有橡胶缓冲垫。

14、相对于现有技术，本发明所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车具有以下优势：

15、(1)本发明是一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，通过简单而精准的定位系统和由轨道规划的移动路径，可搭载机械臂在水下定点定向移动作业，解决了以往水下机器人定位烦琐，路径规划难等问题；

16、(2)本发明的载重小车可灵活使用、定位方便、可随时吊回水上，解决了因常驻水下而导致受海水腐蚀生锈等情况；

17、(3)本发明可以搭载机械臂和工具箱稳定可靠地完成水下作业，通过机械臂在工具箱自由抓取和更换工具，可以高效地在水下对多种工况进行作业，解决了以往水下机器人作业形式单一等问题；

18、(4)本发明的防倾覆系统以及第一驱动轮内侧比外侧高的结构可以有效保证抗倾覆效果，保证了载重小车作业时的高稳定性；

19、(5)本发明的清洗小车常驻水下定期移动清理轨道平面，可以有效保证载重小车的移动路径畅通。

技术特征：

1.一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：包括清洗小车(101)，所述清洗小车(101)之上设置有载重小车(102)，清洗小车(101)和载重小车(102)通过连接装置系统(103)连接，清洗小车(101)之下设置有轨道系统(104)，同时，清洗小车(101)能够沿轨道系统(104)移动，轨道系统(104)上安装有限位系统(109)，载重小车(102)的两侧设置有定位系统(108)；

2.根据权利要求1所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述清洗小车(101)包括电机(20)、第二驱动轮(21)、第二刮板支架(22)、第二凹型刮刀(23)、第二轮系固定支撑(24)、第二平面滚轮(25)、电池箱(30)和第二底板(31)，电池箱(30)安装在第二底板(31)的中间位置处，电机(20)安装在第二底板(31)的两侧，每侧各两个，四个电机(20)分别与电池箱(30)电性连接，四个电机(20)的输出轴均朝向清洗小车(101)的外侧设置，同时每个电机(20)的输出轴上分别安装有一个第二驱动轮(21)，电池箱(30)的左右两侧分别设置有两个第二平面滚轮(25)，每侧的两个第二平面滚轮(25)分别通过第二轮系固定支撑(24)安装在第二底板(31)上，每侧的第二平面滚轮(25)的前后两侧分别设置有第二凹型刮刀(23)，第二凹型刮刀(23)通过第二刮板支架(22)安装在第二底板(31)上；第二凹型刮刀(23)为凹字形结构。

3.根据权利要求2所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述连接装置系统(103)包括固定座(15)、连接吊环(16)和吊钩，吊钩通过固定座(15)安装在第一底板(1)的下平面上，连接吊环(16)安装在第二底板(31)的上平面上，吊钩包括吊钩重端(17)和吊钩轻端(18)，吊钩重端(17)和吊钩轻端(18)的连接位置处与固定座(15)铰接。

4.根据权利要求3所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：吊钩重端(17)的重量大于吊钩轻端(18)的重量，能够实现自动脱钩；自动脱钩的原理是重力作用，吊钩为一端重一端轻的结构，当吊钩轻端(18)受到清洗小车(101)的拉力时，吊钩轻端(18)会被迫处于下方，当清洗小车(101)对吊钩的拉力消失时，由于吊钩另一端较重，因此吊钩重端(17)会下落，而吊钩轻端(18)发生翻转，脱开与连接吊环(16)的连接，以此实现自动脱钩。

5.根据权利要求1所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述轨道系统(104)包括水平轨道(26)和倾斜轨道(27)，水平轨道(26)包括运行轨道(33)和限位轨道(34)，运行轨道(33)的起始端设置有限位轨道(34)，同时运行轨道(33)的起始端通过倾斜轨道(27)与限位轨道(34)连接。

6.根据权利要求5所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述驱动系统(105)包括液压马达、第一驱动轮(2)、齿轮变向箱(5)和驱动轴(32)，液压马达设置在齿轮变向箱(5)的上方，同时液压马达通过联轴器(6)与齿轮变向箱(5)连接，齿轮变向箱(5)安装在驱动轴(32)上，驱动轴(32)的两端分别安装有第一驱动轮(2)，驱动轴(32)上还安装有轴承(3)，两个轴承(3)分别设置在齿轮变向箱(5)与第一驱动轮(2)之间，同时，每个轴承(3)分别通过一个轴承座(4)与第一底板(1)连接；第一底板(1)上还安装有多个小车吊环(19)。

7.根据权利要求1所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述清淤系统(106)包括第一刮板支架(7)和第一凹型刮刀(8)，第一刮板支架(7)的上端可拆卸安装在第一底板(1)上，下端与第一凹型刮刀(8)连接；第一凹型刮刀(8)为凹字形结构，能够同时对轨道平面和侧面进行清理。

8.根据权利要求6所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述防倾覆系统(107)包括第一轮系固定支撑(9)和第一平面滚轮(10)，第一轮系固定支撑(9)的上端可拆卸安装在第一底板(1)上，下端安装有两个第一平面滚轮(10)，同时两个第一平面滚轮(10)之间设置有距离，当载重小车(102)落在轨道系统(104)上，第一驱动轮(2)与运行轨道(33)对接时，两个第一平面滚轮(10)排布在运行轨道(33)的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述定位系统(108)包括短定位棒(11)、短定位基座(12)、长定位棒(13)和长定位基座(14)，短定位棒(11)的上端与第一底板(1)连接，下端可拆卸插接在短定位基座(12)中，短定位基座(12)为半开的结构，当完成定位后，载重小车(102)沿着运行轨道(33)前进时，短定位棒(11)能够从短定位基座(12)的内腔中脱出；

10.根据权利要求5所述的一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，其特征在于：所述限位系统(109)包括橡胶缓冲垫(28)和挡板(29)，挡板(29)可拆卸安装在限位轨道上，挡板(29)靠近倾斜轨道(27)的一侧安装有橡胶缓冲垫(28)。

技术总结
本发明提供了一种水下采油树作业设备承载滑移轨道小车，包括清洗小车，清洗小车之上设置有载重小车，清洗小车和载重小车通过连接装置系统连接，清洗小车之下设置有轨道系统，轨道系统上安装有限位系统，轨道系统的两侧设置有定位系统；载重小车包括第一底板，在第一底板的中间位置处设置有两个防倾覆系统，分别设置在载重小车的左右两侧，防倾覆系统的前后两侧各设置有一个驱动系统，清淤系统设置有两组，一组安装在第一底板的前端，另一组安装在第一底板的后端。该水下采油树作业设备承载滑移轨道小车功能齐全，自动化程度、稳定性都较高，可搭载机械臂高效稳定地完成水下多个采油树操作面板的阀门、热刺插拔的作业任务。

技术研发人员：王超,杨光,朱春雷,兰君,薛强,韩宇,石美玉,周灿,王斌,姜哲
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24