一种立根夹持机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及石油机械领域，特别是一种立根夹持机械手，其包括：滚子钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均设置有若干中心轴为竖直轴线的滚轮；夹持钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均竖直设置有若干牙板，牙板均能够绕一穿过其自身的竖直轴线旋转，滚子钳、夹持钳的对称平面相同；本实用新型的发明目的在于提供一种体积小，具备辅助拆、接立根管具功能，在设备出现故障或者失去动力源时具备在一定时间内对立根管具的夹持能力的立根夹持机械手。
【专利说明】一种立根夹持机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油机械领域，特别是一种立根夹持机械手。
【背景技术】
[0002]钻杆，钻铤，套管是石油钻探作业中不可或缺的工具。为了快速钻井作业，通常需要提前将钻杆，钻铤和套管多根连接成立根，存放在井架指梁内部。在立根被抓取、移运、拆立根和接钻柱的过程中都需要一种立根夹持机械手，立根夹持机械手参与包括如夹持、提升、移运、下放、辅助拆立根和辅助接钻柱等较多动作。立根夹持机械手在设备出现故障或者失去动力源时，还具备在一定时间内对立根的夹持能力，避免立根脱落造成事故。
[0003]立根夹持机械手在立根接好后，夹持器需移运管具立根放入指梁内部备用，因指梁内部立根空间有限的原因，立根夹持机械手夹持立根后的外形尺寸因尽可能小，这样在送立根进入指梁内部时才不会发生干涉，避免碰撞。现有的立根夹持机械手只具备夹持移运功能，不具备辅助拆、接立根，和在设备出现故障或者失去动力源时，不具备在一定时间内对立根的夹持能力。
实用新型内容
[0004]针对现有技术存在的问题，本实用新型的发明目的在于提供一种体积小，具备辅助拆、接立根管具功能的立根夹持机械手。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种立根夹持机械手，其包括:
[0007]滚子钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均设置有若干中心轴为竖直轴线的滚轮；
[0008]夹持钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均竖直设置有若干牙板(限制管具的旋转自由度，使机械手对管具的夹持更稳定)，所述牙板均能够绕一穿过其自身的竖直轴线旋转，所述滚子钳、夹持钳的对称平面相同，且钳口朝向相同。
[0009]其对管具的夹持方式采用左右夹持的钳体式，为两个竖直叠放的滚子钳、夹持钳，结构优化，体积小，除了可以夹持移运外，还具备辅助拆、接立根管具功能，拆、接立根管具时，滚子钳保持闭合，夹持钳打开，管具的旋转自由度被释放，管具旋转的同时带动滚轮旋转，使滚子钳对管具保持夹持状态时，不影响管具的拆、接过程。
[0010]作为本实用新型的优选方案，所述机械手还包括:保护钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其对称平面与所述滚子钳的对称平面相同，保护钳的两个钳体外端分别设置有一个限位凸起，保护钳闭合后，所述两个限位之间凸起俯视/仰视的最短距离小于所夹持管具的直径，在立根管具拆、接过程中，管具在滚子钳中旋转，关闭状态的保护钳能够防止管具的脱落，保证机械手辅助拆、接立根管具过程的完成。
[0011]作为本实用新型的优选方案，所述机械手还包括:管子探测器，其安装在所述机械手上端或下端，能够探测所夹持管具位置，做到精确夹持。
[0012]作为本实用新型的优选方案，所述滚子钳、夹持钳夹持范围相同。
[0013]作为本实用新型的优选方案，所述滚子钳、夹持钳、保护钳夹持范围相同。
[0014]作为本实用新型的优选方案，所述若干滚轮大小相同，矩形阵列布置在滚子钳两侧内壁，单侧的内壁滚轮至少布置两列，两侧内壁上的滚轮布置位置对称，同列的若干滚轮距滚子钳对称平面距离相同，滚轮对称设置的结构使滚子钳在夹持管具时，更稳定。
[0015]作为本实用新型的优选方案，所述牙板为竖直的条形牙板，夹持钳单侧内壁上至少布置有两条牙板，牙板的齿面朝向夹持钳对称平面，两侧内壁上的牙板布置位置对称，多个竖直设置的条形牙板，再加上牙板能够绕一穿过其自身的竖直轴线旋转，使机械手在夹持不同管径的管具时，牙板都能够适应管具的圆周面，使其对管具的受力更均匀，保护管具，使立根管具被夹持后其外形尺寸变化更小。
[0016]作为本实用新型的优选方案，所述滚子钳、夹持钳、保护钳均由液缸驱动，在设备出现故障或者失去动力源时具备在一定时间内对立根管具的夹持能力。
[0017]作为本实用新型的优选方案，所述滚子钳、夹持钳、保护钳均由一体式油缸驱动，在设备出现故障或者失去动力源时具备在一定时间内对立根管具的夹持能力。
[0018]作为本实用新型的优选方案，所述一体式油缸驱动的活塞杆能够水平地在滚子钳的对称平面上伸缩，活塞杆顶部分别通过连杆机构与滚子钳、夹持钳、保护钳的中部铰接，该铰接处、连杆机构均关于所述对称平面对称设置，活塞杆伸缩以驱动滚子钳、夹持钳、保护钳闭合，结构简单，优化受力，使机械手夹持过程更稳定。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]1、体积小，并且对管具的夹持更稳定；
[0021]2、具备辅助拆、接立根管具功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的结构示意图。
[0023]图2是本实用新型的连杆机构示意图。
[0024]图3是本实用新型的牙板安装示意图。
[0025]图4是本实用新型夹持管具轴测图。
[0026]图5-图7是本实用新型夹持不同管径管具的示意图。
[0027]图中标记:1- 一体式油缸，2-管子探测器，3-滚子钳，4-夹持钳，5-保护钳，6_连杆机构，7-滚轮，8-牙板。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型的
【发明内容】
所实现的技术均属于本实用新型的范围。
[0029]实施例1
[0030]如图1，一种立根夹持机械手，其包括:
[0031]滚子钳3，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均设置有若干中心轴为竖直轴线的滚轮7 ;
[0032]夹持钳4，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均竖直设置有若干牙板8，所述牙板8均能够绕一穿过其自身的竖直轴线旋转，所述滚子钳3、夹持钳4的对称平面相同，且钳口朝向相同。
[0033]保护钳5，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其对称平面与所述滚子钳3的对称平面相同，保护钳5的两个钳体外端分别设置有一个限位凸起，保护钳5闭合后，所述两个限位之间凸起俯视/仰视的最短距离小于所夹持管具的直径。
[0034]管子探测器2，其安装在所述机械手上端或下端，能够探测所夹持管具位置。
[0035]本实施例中，所述滚子钳3、夹持钳4、保护钳5夹持范围相同，均由一体式油缸I驱动。
[0036]所述若干滚轮7大小相同，矩形阵列布置在滚子钳3两侧内壁，单侧的内壁滚轮7至少布置两列，两侧内壁上的滚轮7布置位置对称，同列的若干滚轮7距滚子钳3对称平面距离相同，滚子钳3单侧的内壁滚轮7数量为2或4或6个(依次以2个递增)，滚子钳3的两个钳体内壁上开有若干个供滚轮7安装的槽，滚轮7通过竖直设置的轴安装在该槽内，滚轮7均支出该槽一部分，用于与管具圆周面接触。
[0037]如图3，所述牙板8为竖直的条形牙板，夹持钳4单侧内壁上至少布置有两条牙板8 (本实施例中为三条)，牙板8的齿面朝向夹持钳4对称平面，两侧内壁上的牙板8布置位置对称，牙板8为对称体，其上竖直设置有从牙板8顶部连通底部的通孔，该孔的竖直的中心轴位于单个牙板8的对称平面上，单个的牙板8通过杆件配合该通孔，设置在夹持钳4内壁上，夹持钳4内壁上开有与牙板8配合的槽，该槽为弧形槽，牙板8上与齿面相对的背面为弧形，与该槽配合，牙板8能够绕所述杆件旋转，旋转时，其弧形背面与本段所述槽贴合滑动，该槽内设置固定有一限位杆，牙板8的齿面与背面之间开有弧形的条状孔，所述限位杆配合在该条状孔内，用于限制牙板8的旋转角度，以保证所述牙板8的任何情况下其齿面均朝向夹持钳4的对称平面。
[0038]如图2，本实施例中，所述一体式油缸I驱动的活塞杆能够水平地在滚子钳3的对称平面上伸缩，活塞杆顶部分别通过连杆机构6与滚子钳3、夹持钳4、保护钳5的中部铰接，该铰接处、连杆机构6均关于所述对称平面对称设置，活塞杆伸缩以驱动滚子钳3、夹持钳4、保护钳5闭合；所述一体式油缸I安装在机械手上与钳口相对的机械手的背面，所述其包含多个活塞杆，位于滚子钳3顶部与底部范围之间的活塞杆由一体式油缸I内的滚子钳油缸单独驱动，位于夹持钳4顶部与底部范围之间的活塞杆由一体式油缸I内的夹持钳油缸单独驱动，位于保护钳5顶部与底部范围之间的活塞杆由一体式油缸I内的保护钳油缸单独驱动，所述滚子钳油缸、夹持钳油缸、保护钳油缸均连接所述管子探测器2，三个油缸的开关状态由管子探测器2检测，
[0039]所述连杆机构6具体为:多个杆件重叠设置，相邻杆件的中部之间固定连接，相邻杆件间间距相同，向外侧的该间距用于铰接与滚子钳3、夹持钳4、保护钳5内壁上与其配合的凸起，所述活塞杆前端固定连接有竖直设置的条形块，条形块两侧均设置有用于与该段所述，连杆机构6重叠杆件间的间距铰接的凸起，一体式油缸I驱动内的三种油缸分别的活塞杆连接不同的条形块，实现对滚子钳3、夹持钳4、保护钳5的单独控制。
[0040]如图5-7，本实施例中，机械手夹持范围:3 l/2in (88.9mm)到13 5/8in (346mm),夹持能力:SWL10MT。
[0041]工作原理:
[0042]如图4，立根夹持机械手在夹持立根管具时，立根夹持机械手朝向立根管具伸出，由管子探测器2检测立根夹持机械手是否到位。到位后，立根夹持机械手的滚子钳3先夹紧，将立根管具定位，然后依次关闭夹持钳4和保护钳5，立根夹持机械手将立根管具送入指定位置下放后，依次打开滚子钳3、夹持钳4和保护钳5。
[0043]立根夹持机械手辅助拆立根管具时，立根夹持机械手夹持立根管具送入鼠洞位置，在拆立根管具时立根夹持机械手将夹持钳4打开一定开度，保持滚子钳3和保护钳5关闭姿态，立根管具的旋转自由度被释放，等立根管具拆下单根后再关闭夹持钳4将剩下的管具移运，立根夹持机械手辅助接立根管具采用相反的流程；
[0044]在立根夹持机械手将夹持钳4打开一定开度时，保护钳5关闭姿态将防止立柱在滚子钳3中做旋转运作时脱落，保护钳5关于轴线对称布置，在空间上错开保护钳5的动作范围，减小保护钳5的外形尺寸。
【权利要求】
1.一种立根夹持机械手，其包括: 滚子钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均设置有若干中心轴为竖直轴线的滚轮； 夹持钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其两侧内壁均竖直设置有若干牙板，所述牙板均能够绕一穿过其自身的竖直轴线旋转，所述滚子钳、夹持钳的对称平面相同，且钳口朝向相同。
2.根据权利要求1所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，还包括:保护钳，其由对称设置的能够闭合的两个钳体组成，其对称平面与所述滚子钳的对称平面相同，保护钳的两个钳体外端分别设置有一个限位凸起，保护钳闭合后，所述两个限位之间凸起俯视/仰视的最短距离小于所夹持管具的直径。
3.根据权利要求1所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，还包括:管子探测器，其安装在所述机械手上端或下端，能够探测所夹持管具位置。
4.根据权利要求1所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述滚子钳、夹持钳夹持范围相同。
5.根据权利要求2所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述滚子钳、夹持钳、保护钳夹持范围相同。
6.根据权利要求1所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述若干滚轮大小相同，矩形阵列布置在滚子钳两侧内壁，单侧的内壁滚轮至少布置两列，两侧内壁上的滚轮布置位置对称，同列的若干滚轮距滚子钳对称平面距离相同。
7.根据权利要求1所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述牙板为竖直的条形牙板，夹持钳单侧内壁上至少布置有两条牙板，牙板的齿面朝向夹持钳对称平面，两侧内壁上的牙板布置位置对称。
8.根据权利要求2所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述滚子钳、夹持钳、保护钳均由液缸驱动。
9.根据权利要求2所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述滚子钳、夹持钳、保护钳均由一体式油缸驱动。
10.根据权利要求9所述的一种立根夹持机械手，其特征在于，所述一体式油缸驱动的活塞杆能够水平地在滚子钳的对称平面上伸缩，活塞杆顶部分别通过连杆机构与滚子钳、夹持钳、保护钳的中部铰接，该铰接处、连杆机构均关于所述对称平面对称设置，活塞杆伸缩以驱动滚子钳、夹持钳、保护钳闭合。
【文档编号】E21B19/16GK204175208SQ201420644430
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】何波, 常健, 于芳, 高杭, 李志刚 申请人:四川宏华石油设备有限公司