專利名稱：油田送管設備的雙邊進出管機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田管件輸送設備的雙邊進出管機構，屬于機械設備領域，該機 構也可用于其它管件或桿件類零件的輸送設備。
背景技術：
油田送管設備廣泛用于北美和中東各油田，其功能是把石油鉆管從地面自動輸送 到不同高度的油田鉆井平臺，或將石油鉆管從油田鉆井平臺自動送回地面。設備一般由一 名操作人員操作，鉆管最大質量約1700公斤，最大長度約10米。
發明內容本實用新型的目的是提供一種基于上述設備平臺中能實現雙邊進管和雙邊出管 功能的機構，實現準確、可靠的進出管功能。本實用新型的目的是通過以下方案實現的所述油田送管設備的雙邊進出管機構，包括進出管架及其限位裝置，其中進出管 架由過渡塊、支架、滑板、滑槽、楔板、油缸及其柱塞、頂板、杠桿組成，所述頂板、楔板、滑板 依次安裝在滑槽槽孔內并兩兩活動連接，杠桿安裝在滑槽上部，一端與滑槽內前端的滑板 活動連接；過渡塊活動連接在支架槽內，該支架固定于送管設備擺臂的上平面，隨擺臂的 舉升使過渡塊的頂面與杠桿頂面共同構成石油鉆管進出支承斜面；油缸安裝在滑槽下部， 其柱塞與頂板下端活動連接；限位裝置與進出管架端部并排固定，所述進出管機構對稱的 固定在油田送管設備拖車平臺中央的管槽兩側。所述滑槽上平面設有固定的蓋板，滑槽內滑板與楔板之間設有隔板。所述頂板、楔板、滑板、過渡塊分別設有實現其與相鄰構件活動連接的銷孔和銷槽。所述限位裝置由限位滑板、拉簧、底座、調整塊和限位塊組成，限位塊通過拉簧及 銷與滑板活動連接，滑板活動連接在底座槽孔內，調整塊同時置于底座槽孔內，該限位裝置 通過其底座固定在送管設備拖車平臺上并與進出管架端部并排。本實用新型所述進出管機構的優點在于進管與出管時都能形成一個讓管件平緩 滾動的斜面，斜面角度可根據現場工況靈活調整，動作平穩，管件沖擊力較小，安全性高，連 續性好，非常利于流水作業。鉆管既可以從設備左側管架進入管槽，又可以從右側管架進入 管槽；同樣，鉆管既可以從管槽向左側管架卸出，又可以從管槽向右側管架卸出。設備不受 場地工況限制，使用靈活，操作方便。
圖1是本實用新型所述油田送管設備的雙邊進出管機構在拖車平臺上的安裝圖；圖2、圖3分別是本實用新型的進出管架立體圖及主視圖；圖4、圖5是本實用新型中限位裝置立體圖及主視圖；[0013]圖6至圖9分別是本實用新型中進出管機構中構件滑槽、頂板、楔板、滑板的結構 示意圖；圖10、圖11是本實用新型進出管機構進管工作狀態圖；圖12、圖13是本實用新型進出管機構出管工作狀態圖。圖中1-過渡塊、2-支架、3-銷、4-滑板、5-銷、6-隔板、7-滑槽、8-楔板、9-銷孔、 10-柱塞、11-油缸、12-頂板、13-蓋板、14-杠桿、15-限位滑板、16-拉簧、17-銷、18-底座、 19-調整塊、20-銷、21-限位塊、22-進出管架、23-限位裝置。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細說明油田送管設備是基于拖車平臺而設計的，故設備各機構需以拖車平臺為設計依 據。管槽位于平臺中央，可隨擺臂沿高度方向舉升。如圖1至圖5所示，本實用新型所述雙邊進出管機構包括進出管架22和限位裝置 23兩大部件，其中進出管架22由過渡塊1、支架2、滑板4、滑槽7、楔板8、油缸11及其柱塞 10、頂板12和杠桿14組成，所述頂板12、楔板8、滑板4依次安裝在滑槽7相應槽孔內，并 兩兩活動連接，杠桿14安裝在滑槽7上部，杠桿14 一端通過銷孔與滑槽中的滑板4活動連 接，過渡塊1通過銷孔活動連接在支架2槽內，該支架2固定于送管設備擺臂的上平面，隨 擺臂的舉升可使過渡塊的頂面與杠桿14頂面共同構成石油鉆管進出的支承斜面，油缸11 安裝在滑槽下部，其柱塞10與頂板12下端相連，限位裝置23與進出管架的端部并排安 裝，所述進出管機構對稱的固定在送管設備拖車平臺中央的管槽兩側。所述頂板12、楔板 8、滑板4)、過渡塊1分別設有實現其與相鄰構件活動連接的銷孔和銷槽。所述限位裝置23由限位滑板15、拉簧16、底座18、調整塊19和限位塊21組成，限 位塊21通過拉簧16及銷20與滑板15活動連接，置于底座18槽孔內，調整塊19同時置于 底座18槽孔內，數量根據行程要要求增減，通過其底座18固定在送管設備拖車平臺上。各構件功用為支架固定于送管設備擺臂的上平面，可隨擺臂的舉升運動而上升，主要用于過渡 塊的支撐與固接。其中的銷孔連接一是用于過渡塊回轉中心；另一用于過渡塊回轉限位。過渡塊以銷孔與支架聯接并以此為回轉中心，銷槽用于其回轉限制，頂面為石油 鉆管支承面。杠桿以銷孔聯接于滑板并以此為回轉中心，銷槽用于回轉限制，頂面為石油鉆管 支承面。滑槽固定于拖車平臺，用于頂板、楔板、滑板、杠桿的導向及支撐。頂板下部的銷孔用于聯接油缸柱塞，獲取縱向往復運動原動力；滑槽內的銷孔 與楔板連接，用于推、拉楔板，使楔板作橫向往復位移；A面用于進管時推送石油鉆管；B面 用于推轉杠桿頭部，使杠桿繞其銷孔回轉。楔板銷槽將頂板傳遞的縱向推、拉力轉換為楔板的橫向往復運動；銷孔對滑板 施力，使滑板作縱向往復運動。滑板銷槽將楔板傳遞的橫向推、拉力轉換為滑板的縱向往復運動；銷孔對杠桿 進行支撐，并帶動杠桿作縱向往復運動；A面用于推轉過渡塊頭部，使過渡塊繞其銷孔回
4轉。油缸選用雙作用單活塞桿式液壓缸(即油缸有回拉功能)，垂直安裝，兩端鉸接， 單缸舉升力F ^ 1750公斤，上下兩個始點有行程限位，液壓系統由PLC程序控制。限位裝置與進出管機構平行安裝于拖車平臺，調整滑板與調整塊位置，可實現不 同直徑管件的限位。所述限位裝置的限位塊在外力F作用下，可以銷為回轉中心按圖示方向作單向回 轉，當外力F撤消后，限位塊在拉簧拉力作用下自動復位，外力F為管件壓力，遠遠大于拉簧 拉力。本實用新型所述進出管機構安裝布置油田送管設備設有4個本實用新型所述進出管機構，分別兩兩對稱布置于設備兩 側的拖車平臺，同側兩油缸動作同步，從而實現雙邊進出管功能。圖13為其中一組對稱布 置的進出管機構與限位裝置。本實用新型進管時工作過程為①鉆管沿管架斜面滾入進出管機構，限位塊將第一根鉆管止擋并定位，進管油缸 處于待命狀態。如圖10。②進管油缸進油，油缸柱塞推動頂板上移并接近第一根鉆管。同時，頂板推動楔板 左移，楔板推動滑塊上移，滑塊帶動杠桿上移。③油缸柱塞繼續上頂，頂板將第一根鉆管向上推舉，頂板臺階面逐漸接近杠桿頭 部。同時，楔板繼續左移，滑塊繼續上移且臺階面逐漸接近過渡塊頭部，杠桿繼續上移。④各構件運動過程中，頂板帶動杠桿回轉，滑塊帶動過渡塊回轉，形成一向管槽傾 斜的斜面；此時，斜面已高出限位塊空間位置，第一根鉆管不受限位塊約束，將沿斜面向管 槽方向滾動；沿管架滾入的第二根鉆管被頂板背部阻擋，進管油缸停止進油。⑤鉆管沿杠桿及過渡塊斜面滾動，越過拖車平臺和擺臂上空，將進入管槽。⑥鉆管滾入管槽，如圖11。⑦進管油缸回油，各構件回位，進行第二根鉆管的輸送。注上述工作原理為設備右邊進管時的工作過程，左邊進管的工作原理與右邊進 管完全相同，此處不再贅述。本實用新型出管時工作過程本機構初始狀態時，為向外傾斜的自然斜面。①當管槽內踢管機構將鉆管踢出管槽后，鉆管沿進出管機構斜面向外滾出。如圖 12。②當鉆管滾經限位塊時，限位塊受力回轉，鉆管順暢滾出，圖13。③鉆管滾出后，限位塊自動復位。綜上所述，本實用新型雙邊進出管機構是由3個往復直線運動和2個回轉運動復 合而成的平面運動機構，機構中各構件結構是根據設備功能、行程、構件間相互運動關系、 構件間相對位移量函數關系、力傳遞方向轉換等因素設計而成。設計已經過強度校核、運動 仿真等分析，結構合理，功能可靠。
權利要求1.一種油田送管設備的雙邊進出管機構，其特征在于所述雙邊進出管機構包括進出 管架(22)及其限位裝置(23)，其中進出管架由過渡塊(1)、支架(2)、滑板(4)、滑槽(7)、楔 板(8)、油缸(11)及其柱塞(10)、頂板(12)、杠桿(14)組成，所述頂板(12)、楔板(8)、滑 板(4)依次安裝在滑槽(7)槽孔內并兩兩活動連接，杠桿(14)安裝在滑槽(7)上部，一端 與滑槽內前端的滑板活動連接；過渡塊(1)活動連接在支架(2)槽內，該支架固定于送管設 備擺臂的上平面，隨擺臂的舉升使過渡塊(1)的頂面與杠桿(14)頂面共同構成石油鉆管進 出支承斜面；油缸(11)安裝在滑槽(7)下部，其柱塞(10)與頂板(12)下端活動連接；限位 裝置(23)與進出管架(22)端部并排固定，所述進出管機構對稱的固定在油田送管設備拖 車平臺中央的管槽兩側。
2.如權利要求1所述的油田送管設備的雙邊進出管機構，其特征在于所述滑槽(7) 上平面設有固定的蓋板(13)，滑槽內滑板(4)與楔板(8)之間設有隔板(6)。
3.如權利要求1所述的油田送管設備的雙邊進出管機構，其特征在于所述頂板(12)、 楔板(8)、滑板(4)、過渡塊(1)分別設有實現其與相鄰構件活動連接的銷孔(9、5、3)和銷 槽。
4.如權利要求1所述的油田送管設備的雙邊進出管機構，其特征在于所述限位裝置 (23)由限位滑板(15)、拉簧(16)、底座(18)、調整塊(19)和限位塊(21)組成，限位塊(21) 通過拉簧(16)及銷(20)與滑板活動連接，滑板(15)活動連接在底座(18)槽孔內，調整塊 (19)同時置于底座槽孔內，該限位裝置通過其底座(18)固定在送管設備拖車平臺上并與 進出管架端部并排。
專利摘要一種油田送管設備的雙邊進出管機構，包括進出管架和限位裝置，其中進出管架由過渡塊、支架、滑板、滑槽、楔板、柱塞、油缸、頂板、杠桿組成，所述頂板、楔板、滑板依次安裝在滑槽槽孔內并兩兩活動連接，杠桿安裝在滑槽上部，一端通過銷孔與滑槽內前端的滑板連接；過渡塊活動連接在支架槽內，同支架一同固定于送管設備擺臂的上平面，油缸安裝在滑槽下部，其柱塞與頂板下端相連，該機構對稱的固定在油田送管設備拖車平臺中央的管槽兩側。本實用新型動作平穩，安全性高，連續性好，非常利于流水作業。設備不受場地工況限制，使用靈活。
文檔編號E21B19/18GK201857909SQ20102018232
公開日2011年6月8日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者宋釗貴, 李華, 羅明懷 申請人:貴州航天凱宏科技有限責任公司