本實用新型涉及石油鉆井扶管作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種扶管機械手以及鉆井扶管作業(yè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，我國石油鉆井鉆臺面扶管作業(yè)主要是通過人工扶管，自動化程度較低。例如：在石油鉆井過程中，要進行升降鉆桿的工作，需要多名操作人員輔助進行上鉆桿、鉆桿進小鼠洞、方鉆桿進大鼠洞、接鉆桿對扣、排立柱、下立柱、完井甩鉆桿等工作。由于鉆桿比較長，鉆桿的擺動幅度較大，由人工輔助作業(yè)安全隱患較大；并且需要多名操作人員輔助，浪費人力，工作效率較低。

相關(guān)技術(shù)中，也存在某些機械手扶管作業(yè)的情況。這些扶管機械手大都在鉆臺面上采用固定式安裝，機械手不能移動，機械手扶管效率較低，而且容易引起人員碰撞導(dǎo)致安全危險。還有一些機械手雖然可以移動，但是只能在鉆臺面沿其中某一特定方向單一移動，這類機械手在進行扶管作業(yè)時同樣會因為移動形式單一，無法根據(jù)需要而靈活移動，從而導(dǎo)致扶管效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種扶管機械手以及鉆井扶管作業(yè)設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中扶管機械手無法在鉆臺平面內(nèi)靈活移動的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種扶管機械手，其包括：

機械手本體；

安裝底座，包括交叉設(shè)置的第一軌道和第二軌道，其中，所述第二軌道設(shè)置于第一軌道上，能沿所述第一軌道進行移動，所述機械手本體設(shè)置于第二軌道上，能沿所述第二軌道進行移動。

進一步地，所述機械手本體包括：

機械臂；

行走裝置，所述行走裝置設(shè)置于所述第二軌道，用于帶動所述機械臂沿所述第二軌道進行移動。

進一步地，所述行走裝置包括：

行走基座，所述機械臂設(shè)置于所述行走基座上，所述行走基座具有輪組，所述輪組包括行走輪，所述行走輪與所述第二軌道配合；

第一驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動所述行走基座沿所述第二軌道進行移動。

進一步地，所述行走裝置還包括：鎖緊機構(gòu)，所述鎖緊機構(gòu)設(shè)置于所述行走基座上，用于在所述行走裝置需要固定時與所述第二軌道限位接觸。

進一步地，所述鎖緊機構(gòu)包括：

連接件，所述連接件具有呈“L”形連接的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁固定于所述行走基座上，所述第二側(cè)壁位于所述第二軌道的上方，且在所述第二側(cè)壁上具有調(diào)節(jié)孔；

限制件，所述限制件可活動地穿設(shè)于所述第二側(cè)壁的調(diào)節(jié)孔上。

進一步地，所述鎖緊機構(gòu)還包括：

傳感器，所述傳感器設(shè)置于所述第二軌道上，用于檢測所述行走基座的位置；

控制器，所述控制器與所述傳感器信號連接；

驅(qū)動器，所述驅(qū)動器與所述限制件連接，且在所述控制器的控制下驅(qū)動所述限制件從所述調(diào)節(jié)孔內(nèi)伸出或者回縮。

進一步地，所述第一軌道包括：兩條平行設(shè)置的橫向?qū)к?，兩條所述橫向?qū)к壍膫?cè)壁上均設(shè)置有橫向?qū)虿郏?/p>

所述第二軌道包括：兩條平行設(shè)置的縱向?qū)к?，兩條所述縱向?qū)к壍膫?cè)壁上均設(shè)置有縱向?qū)虿?，所述行走輪設(shè)置于所述縱向?qū)虿蹆?nèi)，且兩條所述縱向?qū)к壎瞬糠謩e通過滾輪組件與所述橫向?qū)虿圻B接。

進一步地，所述輪組還包括：

調(diào)整輪，所述調(diào)整輪位于所述縱向?qū)虿鄣纳戏剑遗c所述縱向?qū)虿鄣纳媳砻嬖O(shè)有間隙；

導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪與所述縱向?qū)к壍膫?cè)壁連接。

進一步地，所述安裝底座還包括第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述第二軌道沿所述第一軌道進行移動。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種鉆井扶管作業(yè)設(shè)備，其包括：

鉆臺，所述鉆臺在臺面上設(shè)有嵌槽；以及，

所述的扶管機械手，所述扶管機械手的安裝底座設(shè)置于所述嵌槽內(nèi)。

采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下有益效果：

第一方面，本實用新型提供一種扶管機械手，通過安裝底座設(shè)置的雙向軌道，實現(xiàn)使該扶管機械手能夠在鉆臺平面內(nèi)進行靈活移動，使得機械手扶管動作能更加靈活，提高扶管效率，而且安全性能更高。

第二方面，本實用新型還提供一種鉆井扶管作業(yè)設(shè)備，在鉆臺的臺面上設(shè)有嵌槽，安裝底座采用整體式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)置于嵌槽內(nèi)，安裝時下沉到鉆臺面以下，可實現(xiàn)安裝底座的上層結(jié)構(gòu)與鉆臺面齊平，人員不易發(fā)生碰撞危險。而且，安裝底座沉入式安裝，也能更好適應(yīng)油污泥漿環(huán)境。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例扶管機械手的使用狀態(tài)示意圖；

圖2為圖1所示的行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示的安裝底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例橫向?qū)к壟c縱向?qū)к壍难b配示意圖；

圖5為本實用新型實施例行走裝置的裝配示意圖。

附圖標記：

1-機械臂； 2-行走裝置； 3-安裝底座；

4-鉆臺； 21-行走基座； 22-鎖緊機構(gòu)；

23-調(diào)整輪； 24-行走輪； 25-導(dǎo)向輪；

26-第一驅(qū)動機構(gòu)； 31-橫向?qū)虿郏? 32-縱向?qū)虿郏?/p>

33-導(dǎo)向槽定位孔； 34-滾輪組件； 35-第二驅(qū)動機構(gòu)。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。

實施例一

結(jié)合圖1所示，本實施例提供一種扶管機械手，其包括：

機械手本體，機械手本體用于完成扶管動作；

安裝底座3，包括交叉設(shè)置的第一軌道和第二軌道，其中，第二軌道設(shè)置于第一軌道上，能沿第一軌道進行移動，機械手本體設(shè)置于第二軌道上，能沿第二軌道進行移動?？梢?，通過安裝底座3設(shè)置的雙向軌道，實現(xiàn)使該扶管機械手能夠在鉆臺4平面內(nèi)進行靈活移動，使得機械手扶管動作能更加靈活，提高扶管效率，而且安全性能更高。

本實施例一中的機械手本體的具體結(jié)構(gòu)并不唯一，可以根據(jù)實際需要靈活設(shè)置。

例如，機械手本體可選優(yōu)使用如下結(jié)構(gòu)，包括：

機械臂1，這里的機械臂1可沿現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，當然也可以為進一步地改進結(jié)構(gòu)，只要能夠滿足扶管動作即可。

行走裝置2，該行走裝置2設(shè)置于第二軌道，用于帶動機械臂1沿第二軌道進行移動。這里面，通過行走裝置2實現(xiàn)機械臂1自動行走的功能。具體地，行走裝置2可以設(shè)置于機械臂1的下方，行走裝置2與機械臂1一起沿第二軌道同步移動。

優(yōu)選地，如圖2、圖5所示，行走裝置2在與第二軌道配合時可采用輪組與導(dǎo)向槽配合，這種導(dǎo)向槽與輪組配合方式能適應(yīng)一般的泥漿油污環(huán)境，比一般直線導(dǎo)軌更能適應(yīng)砂礫油污雜質(zhì)，導(dǎo)軌內(nèi)如果夾雜砂礫油污雜質(zhì)會出現(xiàn)卡滯問題。

對應(yīng)地，該行走裝置2包括：

行走基座21，機械臂1設(shè)置于行走基座21上，行走基座21具有輪組，輪組包括行走輪24，行走輪24與第二軌道配合，具體是與第二軌道的縱向?qū)虿?2配合。當然，這里面的行走基座21的大小可視軌道的具體設(shè)置而確定，同時，行走基座21的形狀也同樣可根據(jù)實際需要靈活設(shè)置，例如：矩形座、異形座等；

第一驅(qū)動機構(gòu)26，用于驅(qū)動行走基座21沿第二軌道進行移動。優(yōu)選地，第一驅(qū)動機構(gòu)26可以采用電機與齒輪齒條組合的驅(qū)動機構(gòu)，電機設(shè)置于行走基座21上，電機通過減速機驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪與齒條相互嚙合，且齒條沿第二軌道的延伸方向設(shè)置。當然，除此之外，此處也可以采用油缸或者氣缸，油缸或者氣缸的缸筒固定于安裝底座3的側(cè)面，油缸或者氣缸的輸出端(活塞桿或者伸縮桿等等)與上述提到的行走基座21連接。

此外，為了方便固定，滿足不同管柱負載要求。該行走裝置2還包括：鎖緊機構(gòu)22，鎖緊機構(gòu)22設(shè)置于行走基座21上，用于在行走裝置2需要固定時與第二軌道限位接觸。

具體地，該鎖緊機構(gòu)22包括：

連接件，連接件具有呈“L”形連接的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，第一側(cè)壁固定于行走基座21上，第二側(cè)壁位于第二軌道的上方，且在第二側(cè)壁上具有調(diào)節(jié)孔；

限制件，限制件可活動地穿設(shè)于第二側(cè)壁的調(diào)節(jié)孔上。

當然，上述的鎖緊機構(gòu)22可以為手動式的，例如：調(diào)節(jié)孔為螺紋孔，限制件為螺栓。此外，鎖緊機構(gòu)22也可以結(jié)合傳感技術(shù)實現(xiàn)自動化。

該鎖緊機構(gòu)22還包括：

傳感器，傳感器設(shè)置于第二軌道上，用于檢測行走基座21的位置；

控制器，控制器與傳感器信號連接，傳感器用于檢測行走基座21的位置，并將位置信息反饋給控制器中；

驅(qū)動器，驅(qū)動器與限制件連接，控制器與驅(qū)動器也是信號連接，驅(qū)動器在控制器的控制下驅(qū)動限制件從調(diào)節(jié)孔內(nèi)伸出或者回縮。例如，驅(qū)動器為液壓缸，控制器控制液壓缸的伸出或者回縮?；蛘?，驅(qū)動器為微型電機，微型電機與控制器信號連接，微型電機通過絲杠傳動帶動限制件進行上下直線移動等等?？梢?，類似這種驅(qū)動方式可以有多種形式，此處不再一一列舉。

可見，在扶持較大載荷管柱時，如套管及鉆鋌、方鉆桿及水龍頭時，行走裝置2的鎖緊機構(gòu)22手動或自動調(diào)節(jié)，使得機械手本體與底座基礎(chǔ)(第二軌道)、鉆臺4面固定連接，能適應(yīng)更大載荷的管柱扶管，同時可減小手臂的晃動。

本實施例中的安裝底座3可以采用模塊化的安裝結(jié)構(gòu)，具體采用雙軌道的配合方式。優(yōu)選地，第一軌道與第二軌道相互垂直。

如圖3、圖4所示，第一軌道包括：兩條平行設(shè)置的橫向?qū)к?，兩條橫向?qū)к壍膫?cè)壁上均設(shè)置有橫向?qū)虿?1；第二軌道包括：兩條平行設(shè)置的縱向?qū)к?，兩條縱向?qū)к壍膫?cè)壁上均設(shè)置有縱向?qū)虿?2，行走輪24設(shè)置于縱向?qū)虿?2內(nèi)，且兩條縱向?qū)к壎瞬糠謩e通過滾輪組件34與橫向?qū)虿?1連接。采用在鉆臺4面鋪設(shè)平面雙向?qū)虿郯惭b方式，機械手實現(xiàn)在鉆臺4面平面移動；而且，這種導(dǎo)向槽與行走輪24配合方式能適應(yīng)一般的泥漿油污環(huán)境，比一般直線導(dǎo)軌更能適應(yīng)砂礫油污雜質(zhì)，導(dǎo)軌內(nèi)如果夾雜砂礫油污雜質(zhì)會出現(xiàn)卡滯問題。

當然，這種形式也僅僅是其中一種方式，還可以采用其他形式的軌道結(jié)構(gòu)，例如：同步帶式的十字滑臺。

值得說明的是，安裝底座3的尺寸和形狀并不局限，可以根據(jù)需要靈活設(shè)置。例如：安裝底座3還包括與左右設(shè)置的擋板，該兩個擋板與兩個橫向?qū)к壒餐瑖梢粋€矩形框架。之所以設(shè)置擋板，以便能夠更好地固定第二驅(qū)動機構(gòu)35。

也就是說，安裝底座3還包括第二驅(qū)動機構(gòu)35，第二驅(qū)動機構(gòu)35用于驅(qū)動第二軌道沿第一軌道進行移動；例如：第二驅(qū)動機構(gòu)35為兩個同步油缸，兩個同步油缸的缸筒固定于其中一側(cè)的擋板上，輸出端與縱向?qū)к夁B接。此外，在第二軌道的端部還設(shè)有導(dǎo)向槽定位孔33，同樣具有定位的功能。

這種實現(xiàn)扶管機械手平面?zhèn)认蛞苿拥牡诙?qū)動機構(gòu)35同樣也有多種形式。主要采用省力機構(gòu)例如油缸、氣缸或鏈輪機構(gòu)實現(xiàn)手動或自動操作設(shè)備處于待機位置，側(cè)向移動到位后用鎖緊機構(gòu)22固定，以防止移動，平面移動方式使設(shè)備待機位置可按照人員操作習(xí)慣選擇，不影響管柱從中間通過。當然，也可以采用撬杠等省力機構(gòu)實現(xiàn)。

本實施例中的扶管機械手還具有防傾翻作用。為防止傾翻安裝上調(diào)整輪23，調(diào)整輪23與導(dǎo)向槽上表面有一定間隙，當傾翻力矩大于自重力矩時，調(diào)整輪23起到防傾翻作用。同時扶管過程中扶管機械手工作過程中會受到側(cè)向力，易引起行走裝置2跑偏，所以通過在行走裝置2前后增加四個導(dǎo)向輪25。設(shè)備在扶持鉆桿等載荷較小時行走裝置2移動可配合機械手同步完成扶管動作，這樣扶管效率更高。

具體地，行走裝置2輪組還包括調(diào)整輪23，調(diào)整輪23位于縱向?qū)虿?2的上方，且與縱向?qū)虿?2的上表面設(shè)有間隙，行走輪24及調(diào)整輪23聯(lián)合起到防傾翻作用，采用對導(dǎo)向槽上下壓緊方式之外，也可安裝于導(dǎo)向槽內(nèi)側(cè)方式。行走裝置2的輪組還包括導(dǎo)向輪25，導(dǎo)向輪25與縱向?qū)к壍膫?cè)壁連接，可防止偏載引起的“跑偏”現(xiàn)象。

優(yōu)選地，調(diào)整輪23與行走輪24上下設(shè)置，且在豎直面內(nèi)進行轉(zhuǎn)動；而且，導(dǎo)向輪25設(shè)置于行走輪24及調(diào)整輪23的周圍，其可理解為在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，通過兩個維度的限制，也具有提升行走裝置2穩(wěn)定性的作用。

綜上，本實施例提供的扶管機械手，其安裝底座3采用平面雙向?qū)虿郯惭b方式，機械手能實現(xiàn)在鉆臺4面平面移動。目前，一般扶管機械手安裝座高于鉆臺4面，容易引起人員碰撞導(dǎo)致安全危險，安裝底座3采用整體式模塊化結(jié)構(gòu)，雙向軌道在一個平面內(nèi)，安裝時下沉到鉆臺4面以下，安裝底座3的上層結(jié)構(gòu)與鉆臺4面鋼板齊平，人員不易發(fā)生碰撞危險。安裝底座3采用沉入式安裝，也能更好適應(yīng)油污泥漿環(huán)境。同時，導(dǎo)向槽與滾輪配合方式能適應(yīng)一般的泥漿油污環(huán)境，比一般直線導(dǎo)軌更能適應(yīng)砂礫油污雜質(zhì)，導(dǎo)軌內(nèi)如果夾雜砂礫油污雜質(zhì)會出現(xiàn)卡滯問題；扶管機械手平面?zhèn)认蛞苿又饕捎檬×C構(gòu)例如油缸、氣缸或鏈輪機構(gòu)實現(xiàn)手動或自動操作設(shè)備處于待機位置，側(cè)向移動到位后用鎖緊機構(gòu)22固定，以防止移動，平面移動方式使設(shè)備待機位置可按照人員操作習(xí)慣選擇，不影響管柱從中間通過。

實施例二

結(jié)合圖1至圖5所示，本實施例二提供一種鉆井扶管作業(yè)設(shè)備，其包括：鉆臺4以及實施例一中的扶管機械手。鉆臺4具有一個平整的臺面，在臺面上設(shè)有嵌槽。扶管機械手的安裝底座3設(shè)置于嵌槽內(nèi)。安裝底座3采用整體式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)置于嵌槽內(nèi)，安裝時下沉到鉆臺4面以下，可實現(xiàn)安裝底座3的上層結(jié)構(gòu)與鉆臺4面齊平，人員不易發(fā)生碰撞危險。而且，安裝底座3沉入式安裝，也能更好適應(yīng)油污泥漿環(huán)境。

具體地，第一軌道和第二軌道相互垂直地設(shè)置于嵌槽內(nèi)，第二軌道的最上面與鉆臺4的臺面保持平齊，使得人員不易發(fā)生碰撞危險。當然，為了方便扶管的操作，在鉆臺4的臺面上還設(shè)有若干個孔，例如：孔的數(shù)量為三個，其中兩個孔設(shè)置于嵌槽的縱向中線的延長線上，另一個孔設(shè)置在旁邊位置?？梢岳斫獾氖牵@里面涉及的鉆臺4可沿用目前常用的結(jié)構(gòu)，包括其他應(yīng)該有的基礎(chǔ)部件。而且，至于實施例一中扶管機械手的其他結(jié)構(gòu)已在上面詳細描述，此處不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。