一種立根夾持機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及石油機械領域，特別是一種立根夾持機械手，其包括：滾子鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均設置有若干中心軸為豎直軸線的滾輪；夾持鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均豎直設置有若干牙板，牙板均能夠繞一穿過其自身的豎直軸線旋轉，滾子鉗、夾持鉗的對稱平面相同；本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種體積小，具備輔助拆、接立根管具功能，在設備出現故障或者失去動力源時具備在一定時間內對立根管具的夾持能力的立根夾持機械手。
【專利說明】一種立根夾持機械手

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油機械領域，特別是一種立根夾持機械手。

【背景技術】
[0002]鉆桿，鉆鋌，套管是石油鉆探作業(yè)中不可或缺的工具。為了快速鉆井作業(yè)，通常需要提前將鉆桿，鉆鋌和套管多根連接成立根，存放在井架指梁內部。在立根被抓取、移運、拆立根和接鉆柱的過程中都需要一種立根夾持機械手，立根夾持機械手參與包括如夾持、提升、移運、下放、輔助拆立根和輔助接鉆柱等較多動作。立根夾持機械手在設備出現故障或者失去動力源時，還具備在一定時間內對立根的夾持能力，避免立根脫落造成事故。
[0003]立根夾持機械手在立根接好后，夾持器需移運管具立根放入指梁內部備用，因指梁內部立根空間有限的原因，立根夾持機械手夾持立根后的外形尺寸因盡可能小，這樣在送立根進入指梁內部時才不會發(fā)生干涉，避免碰撞?，F有的立根夾持機械手只具備夾持移運功能，不具備輔助拆、接立根，和在設備出現故障或者失去動力源時，不具備在一定時間內對立根的夾持能力。
實用新型內容
[0004]針對現有技術存在的問題，本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種體積小，具備輔助拆、接立根管具功能的立根夾持機械手。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0006]一種立根夾持機械手，其包括:
[0007]滾子鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均設置有若干中心軸為豎直軸線的滾輪；
[0008]夾持鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均豎直設置有若干牙板(限制管具的旋轉自由度，使機械手對管具的夾持更穩(wěn)定)，所述牙板均能夠繞一穿過其自身的豎直軸線旋轉，所述滾子鉗、夾持鉗的對稱平面相同，且鉗口朝向相同。
[0009]其對管具的夾持方式采用左右夾持的鉗體式，為兩個豎直疊放的滾子鉗、夾持鉗，結構優(yōu)化，體積小，除了可以夾持移運外，還具備輔助拆、接立根管具功能，拆、接立根管具時，滾子鉗保持閉合，夾持鉗打開，管具的旋轉自由度被釋放，管具旋轉的同時帶動滾輪旋轉，使?jié)L子鉗對管具保持夾持狀態(tài)時，不影響管具的拆、接過程。
[0010]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述機械手還包括:保護鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其對稱平面與所述滾子鉗的對稱平面相同，保護鉗的兩個鉗體外端分別設置有一個限位凸起，保護鉗閉合后，所述兩個限位之間凸起俯視/仰視的最短距離小于所夾持管具的直徑，在立根管具拆、接過程中，管具在滾子鉗中旋轉，關閉狀態(tài)的保護鉗能夠防止管具的脫落，保證機械手輔助拆、接立根管具過程的完成。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述機械手還包括:管子探測器，其安裝在所述機械手上端或下端，能夠探測所夾持管具位置，做到精確夾持。
[0012]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述滾子鉗、夾持鉗夾持范圍相同。
[0013]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述滾子鉗、夾持鉗、保護鉗夾持范圍相同。
[0014]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述若干滾輪大小相同，矩形陣列布置在滾子鉗兩側內壁，單側的內壁滾輪至少布置兩列，兩側內壁上的滾輪布置位置對稱，同列的若干滾輪距滾子鉗對稱平面距離相同，滾輪對稱設置的結構使?jié)L子鉗在夾持管具時，更穩(wěn)定。
[0015]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述牙板為豎直的條形牙板，夾持鉗單側內壁上至少布置有兩條牙板，牙板的齒面朝向夾持鉗對稱平面，兩側內壁上的牙板布置位置對稱，多個豎直設置的條形牙板，再加上牙板能夠繞一穿過其自身的豎直軸線旋轉，使機械手在夾持不同管徑的管具時，牙板都能夠適應管具的圓周面，使其對管具的受力更均勻，保護管具，使立根管具被夾持后其外形尺寸變化更小。
[0016]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述滾子鉗、夾持鉗、保護鉗均由液缸驅動，在設備出現故障或者失去動力源時具備在一定時間內對立根管具的夾持能力。
[0017]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述滾子鉗、夾持鉗、保護鉗均由一體式油缸驅動，在設備出現故障或者失去動力源時具備在一定時間內對立根管具的夾持能力。
[0018]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述一體式油缸驅動的活塞桿能夠水平地在滾子鉗的對稱平面上伸縮，活塞桿頂部分別通過連桿機構與滾子鉗、夾持鉗、保護鉗的中部鉸接，該鉸接處、連桿機構均關于所述對稱平面對稱設置，活塞桿伸縮以驅動滾子鉗、夾持鉗、保護鉗閉合，結構簡單，優(yōu)化受力，使機械手夾持過程更穩(wěn)定。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]1、體積小，并且對管具的夾持更穩(wěn)定；
[0021]2、具備輔助拆、接立根管具功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0023]圖2是本實用新型的連桿機構示意圖。
[0024]圖3是本實用新型的牙板安裝示意圖。
[0025]圖4是本實用新型夾持管具軸測圖。
[0026]圖5-圖7是本實用新型夾持不同管徑管具的示意圖。
[0027]圖中標記:1- 一體式油缸，2-管子探測器，3-滾子鉗，4-夾持鉗，5-保護鉗，6_連桿機構，7-滾輪，8-牙板。

【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型的
【發(fā)明內容】
所實現的技術均屬于本實用新型的范圍。
[0029]實施例1
[0030]如圖1，一種立根夾持機械手，其包括:
[0031]滾子鉗3，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均設置有若干中心軸為豎直軸線的滾輪7 ;
[0032]夾持鉗4，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均豎直設置有若干牙板8，所述牙板8均能夠繞一穿過其自身的豎直軸線旋轉，所述滾子鉗3、夾持鉗4的對稱平面相同，且鉗口朝向相同。
[0033]保護鉗5，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其對稱平面與所述滾子鉗3的對稱平面相同，保護鉗5的兩個鉗體外端分別設置有一個限位凸起，保護鉗5閉合后，所述兩個限位之間凸起俯視/仰視的最短距離小于所夾持管具的直徑。
[0034]管子探測器2，其安裝在所述機械手上端或下端，能夠探測所夾持管具位置。
[0035]本實施例中，所述滾子鉗3、夾持鉗4、保護鉗5夾持范圍相同，均由一體式油缸I驅動。
[0036]所述若干滾輪7大小相同，矩形陣列布置在滾子鉗3兩側內壁，單側的內壁滾輪7至少布置兩列，兩側內壁上的滾輪7布置位置對稱，同列的若干滾輪7距滾子鉗3對稱平面距離相同，滾子鉗3單側的內壁滾輪7數量為2或4或6個(依次以2個遞增)，滾子鉗3的兩個鉗體內壁上開有若干個供滾輪7安裝的槽，滾輪7通過豎直設置的軸安裝在該槽內，滾輪7均支出該槽一部分，用于與管具圓周面接觸。
[0037]如圖3，所述牙板8為豎直的條形牙板，夾持鉗4單側內壁上至少布置有兩條牙板8 (本實施例中為三條)，牙板8的齒面朝向夾持鉗4對稱平面，兩側內壁上的牙板8布置位置對稱，牙板8為對稱體，其上豎直設置有從牙板8頂部連通底部的通孔，該孔的豎直的中心軸位于單個牙板8的對稱平面上，單個的牙板8通過桿件配合該通孔，設置在夾持鉗4內壁上，夾持鉗4內壁上開有與牙板8配合的槽，該槽為弧形槽，牙板8上與齒面相對的背面為弧形，與該槽配合，牙板8能夠繞所述桿件旋轉，旋轉時，其弧形背面與本段所述槽貼合滑動，該槽內設置固定有一限位桿，牙板8的齒面與背面之間開有弧形的條狀孔，所述限位桿配合在該條狀孔內，用于限制牙板8的旋轉角度，以保證所述牙板8的任何情況下其齒面均朝向夾持鉗4的對稱平面。
[0038]如圖2，本實施例中，所述一體式油缸I驅動的活塞桿能夠水平地在滾子鉗3的對稱平面上伸縮，活塞桿頂部分別通過連桿機構6與滾子鉗3、夾持鉗4、保護鉗5的中部鉸接，該鉸接處、連桿機構6均關于所述對稱平面對稱設置，活塞桿伸縮以驅動滾子鉗3、夾持鉗4、保護鉗5閉合；所述一體式油缸I安裝在機械手上與鉗口相對的機械手的背面，所述其包含多個活塞桿，位于滾子鉗3頂部與底部范圍之間的活塞桿由一體式油缸I內的滾子鉗油缸單獨驅動，位于夾持鉗4頂部與底部范圍之間的活塞桿由一體式油缸I內的夾持鉗油缸單獨驅動，位于保護鉗5頂部與底部范圍之間的活塞桿由一體式油缸I內的保護鉗油缸單獨驅動，所述滾子鉗油缸、夾持鉗油缸、保護鉗油缸均連接所述管子探測器2，三個油缸的開關狀態(tài)由管子探測器2檢測，
[0039]所述連桿機構6具體為:多個桿件重疊設置，相鄰桿件的中部之間固定連接，相鄰桿件間間距相同，向外側的該間距用于鉸接與滾子鉗3、夾持鉗4、保護鉗5內壁上與其配合的凸起，所述活塞桿前端固定連接有豎直設置的條形塊，條形塊兩側均設置有用于與該段所述，連桿機構6重疊桿件間的間距鉸接的凸起，一體式油缸I驅動內的三種油缸分別的活塞桿連接不同的條形塊，實現對滾子鉗3、夾持鉗4、保護鉗5的單獨控制。
[0040]如圖5-7，本實施例中，機械手夾持范圍:3 l/2in (88.9mm)到13 5/8in (346mm),夾持能力:SWL10MT。
[0041]工作原理:
[0042]如圖4，立根夾持機械手在夾持立根管具時，立根夾持機械手朝向立根管具伸出，由管子探測器2檢測立根夾持機械手是否到位。到位后，立根夾持機械手的滾子鉗3先夾緊，將立根管具定位，然后依次關閉夾持鉗4和保護鉗5，立根夾持機械手將立根管具送入指定位置下放后，依次打開滾子鉗3、夾持鉗4和保護鉗5。
[0043]立根夾持機械手輔助拆立根管具時，立根夾持機械手夾持立根管具送入鼠洞位置，在拆立根管具時立根夾持機械手將夾持鉗4打開一定開度，保持滾子鉗3和保護鉗5關閉姿態(tài)，立根管具的旋轉自由度被釋放，等立根管具拆下單根后再關閉夾持鉗4將剩下的管具移運，立根夾持機械手輔助接立根管具采用相反的流程；
[0044]在立根夾持機械手將夾持鉗4打開一定開度時，保護鉗5關閉姿態(tài)將防止立柱在滾子鉗3中做旋轉運作時脫落，保護鉗5關于軸線對稱布置，在空間上錯開保護鉗5的動作范圍，減小保護鉗5的外形尺寸。
【權利要求】
1.一種立根夾持機械手，其包括: 滾子鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均設置有若干中心軸為豎直軸線的滾輪； 夾持鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其兩側內壁均豎直設置有若干牙板，所述牙板均能夠繞一穿過其自身的豎直軸線旋轉，所述滾子鉗、夾持鉗的對稱平面相同，且鉗口朝向相同。
2.根據權利要求1所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，還包括:保護鉗，其由對稱設置的能夠閉合的兩個鉗體組成，其對稱平面與所述滾子鉗的對稱平面相同，保護鉗的兩個鉗體外端分別設置有一個限位凸起，保護鉗閉合后，所述兩個限位之間凸起俯視/仰視的最短距離小于所夾持管具的直徑。
3.根據權利要求1所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，還包括:管子探測器，其安裝在所述機械手上端或下端，能夠探測所夾持管具位置。
4.根據權利要求1所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述滾子鉗、夾持鉗夾持范圍相同。
5.根據權利要求2所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述滾子鉗、夾持鉗、保護鉗夾持范圍相同。
6.根據權利要求1所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述若干滾輪大小相同，矩形陣列布置在滾子鉗兩側內壁，單側的內壁滾輪至少布置兩列，兩側內壁上的滾輪布置位置對稱，同列的若干滾輪距滾子鉗對稱平面距離相同。
7.根據權利要求1所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述牙板為豎直的條形牙板，夾持鉗單側內壁上至少布置有兩條牙板，牙板的齒面朝向夾持鉗對稱平面，兩側內壁上的牙板布置位置對稱。
8.根據權利要求2所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述滾子鉗、夾持鉗、保護鉗均由液缸驅動。
9.根據權利要求2所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述滾子鉗、夾持鉗、保護鉗均由一體式油缸驅動。
10.根據權利要求9所述的一種立根夾持機械手，其特征在于，所述一體式油缸驅動的活塞桿能夠水平地在滾子鉗的對稱平面上伸縮，活塞桿頂部分別通過連桿機構與滾子鉗、夾持鉗、保護鉗的中部鉸接，該鉸接處、連桿機構均關于所述對稱平面對稱設置，活塞桿伸縮以驅動滾子鉗、夾持鉗、保護鉗閉合。
【文檔編號】E21B19/16GK204175208SQ201420644430
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】何波, 常健, 于芳, 高杭, 李志剛 申請人:四川宏華石油設備有限公司