一种智能修井车的制作方法

本申请涉及油田修井设备技术领域，尤其涉及一种智能修井车。

背景技术：

油田修井作业是指石油钻井以及后续油井维护的一种作业，是为了确保油井能顺利使用而采取的维护和保养措施，其工程难度大，技术要求高，必须用大型的修井设备等专用设备工具才能开展工作。

现有的修井设备中，对于油井油管的拆装以及上下料已基本实现机械自动化操作。但在油管的转运过程，仍需要一定的人工辅助，不仅工作效率低，而且操作不当容易引起安全事故，造成人员伤亡。

现有技术中存在有无需人工辅助的智能修井设备，但其整体结构较为复杂。在对油管进行抓持转运时，不仅运转缓慢只能对特定区域内的油管进行抓持或放置，受工作环境等多种因素的限制，工作效率低。在对油管进行上下料时，需要经过多个转移过程才能将油管移动至指定位置，受到较多的空间及位置限制，且转移过程中油管作曲线移动，行程较大，升降移动缓慢，效率较低，现场操作使用多有不便。

技术实现要素：

本申请提供了一种智能修井车，以解决上述技术问题中的至少一个。

本申请所采用的技术方案为：

一种智能修井车，包括车架，还包括：

机械手组件，其包括机械臂和卡爪，所述机械臂设置于所述车架，所述卡爪连接所述机械臂并经由所述机械臂驱动控制自由移动；

横移组件，其包括滑动座、第一导轨及第一驱动装置，所述第一导轨设置于所述车架的侧边，所述第一导轨的延伸方向与所述车架的行进方向垂直，所述第一驱动装置驱动所述滑动座沿所述第一导轨相对所述车架左右移动；

升降组件，其包括升降架、第二导轨及第二驱动装置，所述第二导轨设置于所述升降架并沿所述车架的高度方向延伸，所述第二驱动装置驱动所述升降架相对所述滑动座上下移动；

托管组件，其包括托管夹、第三导轨及第三驱动装置，所述第三导轨设置于所述升降架并沿所述车架的高度方向延伸，所述第三驱动装置驱动所述托管夹沿所述第三导轨相对所述升降架上下移动。

进一步地，还包括测长组件，所述测长组件包括伸缩杆及第四驱动装置，所述伸缩杆固定于所述升降架，所述伸缩杆的伸缩方向与所述升降架的运动方向垂直，所述伸缩杆经由所述第四驱动装置伸长或缩短。

进一步地，所述伸缩杆包括定杆和动杆，所述定杆固定于所述升降架的上部，所述动杆滑动设置于所述定杆并相对所述定杆朝向所述车架的后方滑动。

进一步地，所述滑动座包括底板和顶板，所述底板沿所述第一导轨移动，所述顶板支撑固定所述升降架，在所述底板移动至所述第一导轨的最外缘时，所述升降架在竖直方向上的投影位于所述车架的外侧。

进一步地，至少包括两托管组件，所述两托管组件间隔设置于所述车架的同一侧边。

进一步地，至少包括两升降组件，所述两个升降组件分列于所述车架的左右两侧。

进一步地，包括四组托管组件和四组升降组件，所述四组托管组件和所述四组升降组件一一对应，并两两均布于所述车架的左右两侧。

进一步地，所述第二驱动装置包括液压马达、直齿条及齿轮，所述液压马达固定于所述滑动座，所述直齿条固定于所述升降架并与所述第二导轨相平行设置，所齿轮设置于所述液压马达的转轴并与所述直齿条相齿合，所述液压马达驱动所述齿轮相对所述直齿条转动带动所述升降架沿所述第二导轨上下移动。

进一步地，所述第三驱动装置包括提升链、链轮和驱动件，所述托管夹固定于所述提升链，所述驱动件驱动所述链轮带动所述提升链并带动所述托管夹沿所述第三导轨上下移动。

进一步地，所述托管夹包括固定部和转动部，所述固定部固定于所述提升链，所述转动部与所述固定部相铰接，所述转动部具有使用状态和收纳状态，在使用状态时，所述固定部和所述转动部整体呈v形，在收纳状态时，所述转动部整体收纳于所述固定部。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：

本申请中机械手组件的机械臂能够自由灵活移动，驱动卡爪动作并“直奔”油管，方便卡爪从任意角度、任意位置快速抓取或放置油管。横移组件的滑动座能够在第一驱动装置的驱动控制下沿第一导轨往复滑动，从而使滑动座带动托管夹在垂直于车架行进方向上(车架宽度方向)远离或靠近放置于油管架(图中未示出)上的油管。升降组件的升降架能够在第二驱动装置的驱动控制下相对所述滑动座上下往复移动，从而使升降架带动托管夹在车架的高度方向上带动油管相对油管架垂直上下往复移动。托管组件的托管夹还能够在第三驱动装置的驱动控制下相对升降架上下往复移动，从而在升降架固定不动时带动油管相对油管架垂直上下往复移动。

本申请智能修井车的横移组件、升降组件、升降组件、托管组件及机械手组件能够在各驱动装置的控制下形成有机统一动作整体，由托管夹直接带动油管对卡爪进行“喂料”，快速完成油管的上下料、转运等动作。在上下料过程中，油管直接沿直线垂直上下移动，无需经过多个转移过程即能到达至抓持位置，整体移动行程相对较小，动作过程简单、快速，大大提高了修井效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请提供的一种智能修井车的左侧结构示意图。

图2为本申请提供的一种智能修井车的右侧结构示意图。

图3为本申请提供的一种智能修井车的后侧结构示意图。

图4为图1中局部a的放大结构示意图。

图5为图2中局部b的放大结构示意图。

图6为图3中局部c的放大结构示意图。

其中，

1车架、2机械臂、3卡爪、4滑动座、5第一导轨、6第一驱动装置、7升降架、8第二导轨、9第二驱动装置、10托管夹、11第三导轨、12提升链、13伸缩杆、14第四驱动装置、41底板、42顶板、91液压马达、92直齿条、93齿轮、101固定部、102转动部、141定杆、142动杆。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1至图6所示，本申请提供一种智能修井车，包括车架1，还包括：

机械手组件，其包括机械臂2和卡爪3，所述机械臂2设置于所述车架1，所述卡爪3连接所述机械臂2并经由所述机械臂2驱动控制自由移动；

横移组件，其包括滑动座4、第一导轨5及第一驱动装置6，所述第一导轨5设置于所述车架1的侧边，所述第一导轨5的延伸方向与所述车架1的行进方向垂直，所述第一驱动装置6驱动所述滑动座4沿所述第一导轨5相对所述车架1左右移动；

升降组件，其包括升降架7、第二导轨8及第二驱动装置9，所述第二导轨8设置于所述升降架7并沿所述车架1的高度方向延伸，所述第二驱动装置9驱动所述升降架7相对所述滑动座4上下移动；

托管组件，其包括托管夹10、第三导轨11及第三驱动装置，所述第三导轨11设置于所述升降架7并沿所述车架1的高度方向延伸，所述第三驱动装置驱动所述托管夹10沿所述第三导轨11相对所述升降架7上下移动。

工作时，机械手组件的机械臂2能够自由灵活移动，驱动卡爪3动作并“直奔”油管，方便卡爪3从任意角度、任意位置快速抓取或放置油管。横移组件的滑动座4能够在第一驱动装置6的驱动控制下沿第一导轨5往复滑动，从而使滑动座4带动托管夹10在垂直于车架1行进方向上(车架1宽度方向)远离或靠近放置于油管架(图中未示出)上的油管。升降组件的升降架7能够在第二驱动装置9的驱动控制下相对所述滑动座4上下往复移动，从而使升降架7带动托管夹10在车架1的高度方向上带动油管相对油管架垂直上下往复移动。托管组件的托管夹10还能够在第三驱动装置的驱动控制下相对升降架7上下往复移动，从而在升降架7固定不动时带动油管相对油管架垂直上下往复移动。

在进行修井作业时，首先将智能修井车行驶至现场油井处，并调整智能修井车角度或调整油管架的角度，使油管架布置于车架1的左侧或右侧或左右两侧。对油管进行上料时，智能修井车的滑动座4沿第一导轨5滑出向油管架靠拢，与此同时，升降架7在第二驱动装置9的驱动控制下垂直向下移动，托管夹10在第三驱动装置的驱动控制下垂直向下移动至油管架上油管的下方。然后托管夹10在第三驱动装置的控制下垂直上移至油管架处时夹持油管，并在第三驱动装置或升降架7的带动下垂直移动到指定位置。这整个动作过程中，机械臂2带动卡爪3自由移动并驱动卡爪3“直奔”油管以快速抓取油管，而后油管在卡爪3的握持下经由机械臂2控制朝向并对准井口转运。

对于油管进行下料时，卡爪3抓持从油井抽出的油管，并在机械臂2的驱动控制下快速移动至托管组件的托管夹10处将油管放置于托管夹10，托管夹10带动油管垂直下移至油管架处，将油管搁置于油管架上，具体动作过程参照上述油管的上料过程。此外，在对油管进行下料操作时，可以在卡爪3抓持油管后，直接控制机械臂2快速转向、移动将油管放置于油管架上。

对于上述使用智能修井车对油管进行上下料、转运等动作过程，可以根据现场操作空间或操作人员的习惯，选择操作控制多个动作同时进行，或操作控制多个动作分步进行。

由上可以看出，本申请智能修井车的横移组件、升降组件、升降组件、托管组件及机械手组件能够在各驱动装置的控制下形成有机统一动作整体，由托管夹10直接带动油管对卡爪3进行“喂料”，快速完成油管的上下料、转运等动作。在上下料过程中，油管直接沿直线垂直上下移动，无需经过多个转移过程即能到达至抓持位置，整体移动行程相对较小，动作过程简单、快速，大大提高了修井效率。

进一步地，还包括测长组件，所述测长组件包括伸缩杆13及第四驱动装置14，所述伸缩杆13固定于所述升降架7，所述伸缩杆13的伸缩方向与所述升降架7的运动方向垂直，所述伸缩杆13经由所述第四驱动装置14伸长或缩短。

如图2、图5所示，本申请的智能修井车还设置于测长组件，在第四驱动装置14的控制下，固定于升降架7的伸缩杆13能够自动伸长或缩短以对油管进行比对，从而实现对上下料油管的长度进行测量，以提高修井过程中油管更换维修的控制性。伸缩杆13的伸缩方向与升降架7的运动方向垂直，即伸缩杆13的伸缩方向与托管夹10上油管的放置方向相同，从而使得伸缩杆13在伸长或缩短的过程中完成对油管长度的测量。

在图2中所示的实施例中，伸缩杆13的两端分别设置有挡圈，以更方便的对油管进行比对，提高油管长度测量的准确性。

对于伸缩缸的结构，进一步地，所述伸缩杆13包括定杆141和动杆142，所述定杆141固定于所述升降架7的上部，所述动杆142滑动设置于所述定杆141并相对所述定杆141朝向所述车架1的后方滑动。

如图5所示，伸缩杆13的定杆141安装固定于升降架7的上部，动杆142与定杆141相套设，第四驱动装置14选用油缸，油缸的一端固定于定杆141上，油缸的伸缩端固定于动杆142上，在油缸的伸缩端伸长或缩回的过程中，带动动杆142相对定杆141伸长或缩短。定杆141上还可以设置限定油缸移动的导轨，以使得油缸的伸缩端能够平稳的带动动杆142移动，以提高油管长度测量的效率和准确性。

在伸缩杆13伸长或缩短的过程中，动杆142朝向车架1的后方油井处移动，一方面使油管整体相对靠近油井，方便卡爪3的抓持或下方，另一方面能够避免动杆142前移造成其与驾驶室的空间冲突，影响操作人员的使用，从而有效提高测长装置的实用性。

对于滑动座4的结构，进一步地，所述滑动座4包括底板41和顶板42，所述底板41沿所述第一导轨5移动，所述顶板42支撑固定所述升降架7，在所述底板41移动至所述第一导轨5的最外缘时，所述升降架7在竖直方向上的投影位于所述车架1的外侧。

如图6所示，滑动座4整体朝向车架1外侧倾斜设置，使得在滑动座4移动至第一导轨5最边缘时，升降架7整体位于车架1的外侧，一方便避免升降架7上下移动的过程中与车架1产生摩擦冲突，对升降架7的移动造成不必要的干扰，另一方面使升降架7能够更靠近油管架，有利于托管夹10对油管的托举移动，提高整体设备的使用性。具体地，滑动座4中间连板向车架1外侧倾斜呈菱形结构，底板41沿第一导轨5移动，带动顶板42上的升降架7外移。

进一步地，至少包括两托管组件，所述两托管组件间隔设置于所述车架1的同一侧边。本申请的智能修井车同侧间隔配置至少两托管组件，至少两托管组件的托管夹10能够从油管的两个位置共同托举移动油管，使油管移动更为稳定平稳，防止在上下料的过程中油管偏移或掉落。

进一步地，至少包括两升降组件，所述两个升降组件分列于所述车架1的左右两侧。本申请的智能修井车的两侧同时布置升降组件，能够方便操作人员从车架1的任意一侧对油管进行上下料操作，大大提高作业效率。

作为一种优选的具体实施例，如图1至图3所示，智能修井车包括四组托管组件和四组升降组件，所述四组托管组件和所述四组升降组件一一对应，并两两均布于所述车架1的左右两侧，从而有利于提高油管移动的稳定性和平稳性，并大大提高作业效率。

对于托管组件及升降组件的数量，上述并不形成对托管组件数量的限制，其还可以设置为其他数量的托管组件和升降组件，以共同完成对油管的上下料操作。

对于第二驱动装置9的具体结构，进一步地，如图4、图5所示，所述第二驱动装置9包括液压马达91、直齿条92及齿轮93，所述液压马达91固定于所述滑动座4，所述直齿条92固定于所述升降架7并与所述第二导轨8相平行设置，所齿轮93设置于所述液压马达91的转轴并与所述直齿条92相齿合，所述液压马达91驱动所述齿轮93相对所述直齿条92转动带动所述升降架7沿所述第二导轨8上下移动。

本申请采用齿轮93齿条相配合的方式对升降架7进行驱动控制，不仅结构简单，操作控制方便，而且具有较高的传动精度，工作平稳，可靠性高，具有较高的使用寿命。

对于第二驱动装置9，其也可以设置为带传动或滚珠丝杠的方式对升降架7进行驱动控制，在此不做赘述。

对于第三驱动装置的具体结构，进一步地，所述第三驱动装置包括提升链12、链轮和驱动件，所述托管夹10固定于所述提升链12，所述驱动件驱动所述链轮带动所述提升链12并带动所述托管夹10沿所述第三导轨11上下移动。

如图4、图5所示，第三导轨11沿竖直方向设置于升降架7的最外侧，第三导轨11有两固定折板构成并在两折板间形成有夹持通道，提升链12设置于第三导轨11的夹持通道内，托管夹10固定于提升链12上并在夹持通道内沿第三导轨11上下垂直移动。第三驱动装置的驱动件(图中未示出)可以采用液压马达91或电机，其转轴上安装链轮，链轮与链条转动齿合的过程中带动托管夹10沿所述第三导轨11上下垂直移动以完成油管的上下料操作。

对于托管夹10的具体结构，进一步地，如图5所示，所述托管夹10包括固定部101和转动部102，所述固定部101固定于所述提升链12，所述转动部102与所述固定部101相铰接，所述转动部102具有使用状态和收纳状态，在使用状态时，所述固定部101和所述转动部102整体呈v形，在收纳状态时，所述转动部102整体收纳于所述固定部101。

本申请的托管夹10在使用时呈v形以更好的夹持移动油管，能够有效防止油管在上下料移动过程中振动脱落，提高油管移动的稳定性及平稳性。在使用完毕后，转动部102能够收纳至固定部101中，减小了托管夹10占用空间，使托管夹10小型化，同时使固定部101形成对转动部102的保护作用，延长托管夹10的使用寿命。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。