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1、10申请公布号CN102661128A43申请公布日20120912CN102661128ACN102661128A21申请号201210097136X22申请日20120326E21B19/1420060171申请人东营市智成科技有限责任公司地址257051山东省东营市东营区胜利采油厂1667信箱72发明人周焕波高圣新巩亚明邓剑波高飞刘吉伟赵淑萍54发明名称钻杆自动放置和取出装置57摘要一种钻杆自动放置和取出装置，包括上放取装置、下放取装置，上放取装置安装在二层平台的底部，下放取装置固定在井架的下部，排列架安装在井架上，先由下放取装置抓取钻杆的下部从井口中移动到下层平台的指定位置进行排列，再。
2、由上放取装置上的抓取装置抓取钻杆的上部移动到排列架上进行排列，可将起出的钻杆自动排列在排列架上，下钻杆时，可将排列架上的钻杆自动取出移动到井口，只需人工操作设备，不需在人工与钻杆接触操作，减少了工人的劳动强度，不需要工人在危险环境中工作，不会发生人身伤害事故，能安全生产，起下钻杆实现了机械化作业，自动化程度高，工作效率高，具有显著的经济效益和社会效益。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页1/1页21一种钻杆自动放置和取出装置，其特征是包括上放取装置2、下放取装置5，上放取装置2安装在二层平台1的底部，下放。
3、取装置5固定在井架4的下部，排列架3安装在井架4上，先由下放取装置5抓取钻杆8的下部从井口7中移动到下层平台6的指定位置进行排列，再由上放取装置2上的抓取装置213抓取钻杆8的上部移动到排列架3上进行排列，上放取装置2包括轨道21、齿条副22、行走座23、侧边轮24、液压马达25、中心轴总成26、连接座27、主液压缸28、主牵引臂29、副牵引臂210、副液压缸211、四杆机构212、抓取装置213，轨道21固定在二层平台1的底部，轨道21上安装行走座23，行走座23上有侧边轮24，侧边轮24安装在轨道21上，行走座23上有齿条副22，中心轴总成26上的齿轮与齿条副22啮合，液压马达25安装在连。
4、接座27上，连接座27悬挂在中心轴总成26上，液压马达25驱动中心轴总成26行走，液压马达25驱动中心轴总成26上的中心轴旋转，主牵引臂29与连接座27铰链式连接，主液压缸28上端与连接座27铰链式连接，主液压缸28下端与主牵引臂29铰链式连接，副牵引臂210下端与主牵引臂29铰链式连接，副牵引臂210上端与抓取装置213铰链式连接，四杆机构212一端与抓取装置213铰链式连接，另一端与主牵引臂29下端铰链式连接，副液压缸211上端与主牵引臂29上部铰链式连接，副液压缸211下端与副牵引臂210下部铰链式连接，下放取装置5包括固定座51、旋转座52、起落臂液压缸53、起落臂54、摆动液压缸55。
5、、摆动臂56、连杆机构57、浮动抓取旋转轮机构58、旋转液压缸59，固定座51安装在井架4下部，旋转座52安装在固定座51上，旋转液压缸59一端与井架4铰链式连接，旋转液压缸59另一端与旋转座52铰链式连接，起落臂54后端与旋转座52铰链式连接，起落臂54前端与摆动臂56后端铰链式连接，摆动臂56后端与浮动抓取旋转轮机构58铰链式连接，起落臂液压缸53上端与起落臂54铰链式连接，起落臂液压缸53下端与旋转座52铰链式连接，摆动液压缸55后端与起落臂54后端铰链式连接，摆动液压缸55前端与摆动臂56后端后端铰链式连接，连杆机构57后端与起落臂54前端铰链式连接，连杆机构57前端与浮动抓取旋转轮机。
6、构58铰链式连接，浮动抓取旋转轮机构58抓取从井口7里起出的钻杆8。2根据权利要求1所述的钻杆自动放置和取出装置，其特征是浮动抓取旋转轮机构58包括抓取连接座581、旋转轮架582、旋转轮583、心轴584、阻挡爪585、螺丝钉586、伸出轴587、摆动油缸588，伸出轴587由螺丝钉586固定在抓取连接座581上，伸出轴587由摆动油缸588驱动，旋转轮架582与伸出轴587连接，旋转轮583安装在心轴584上，心轴584安装在旋转轮架582上，阻挡爪585安装在旋转轮架582上，钻杆8处于旋转轮583槽里，并被阻挡爪585约束不会脱出。权利要求书CN102661128A1/4页3钻杆自动放。
7、置和取出装置技术领域0001本发明是油田钻修井作业现场用的设备，是起下钻杆时用的装置，特别是一种是钻杆自动放置和取出装置。背景技术0002在油田钻井过程中，要进行起下钻杆及工作，就是把钻杆从井内提出来后将钻杆分段移至到排列架，下入钻杆时将钻杆从排列架移动到井口。目前的做法是钻机通过吊卡将钻杆从井内提出后，从连接箍部位分段卸开一般以两根钻杆的长度为一段，由人工将卸开的钻杆下部先推移到排列架的排列位置处定位，钻机不再吊置钻杆，由井架二层平台上的工人将上一端推拽到上部的排列架内进行固定。这种施工方法在下层平台通常是二到三人进行操作，而且在二层平台施工属高空作业，下层施工处在吊装设备的下部，操作工人均。
8、处在非常危险的环境中，而且劳动强度很大，作业效率低。近些年来，在该领域也出现了过一些类似的机械手或机械臂等机械设备，但受国内钻井平台和制造业水平的限制，都没有得到很好的应用。而虽然其它行业有成熟的机械手臂，但它们的承载能力低，不能满足油田钻井行业的要求。中国专利申请2005201258021井架二层平台使用的动力机械臂；2006201446248钻机井架二层平台机械手抓取钻杆装置；20092010007756钻井井架二层平台钻杆自动排放装置，都是以需要整体移动钻杆或单独解决二层平台上的自动排放为目标，不能同时在下层平台和二层平台进行机械化排列钻杆。发明内容0003本发明的目的是提供一种钻杆自动。
9、放置和取出装置，将起出的钻杆自动排列在排列架上，下钻杆时，将排列架上的钻杆自动取出移动到进口，减少工人劳动强度，使工人不在危险环境中工作，实现机械化作业，提高工作效率。0004本发明的目的是这样实现的包括上放取装置、下放取装置，上放取装置安装在二层平台的底部，下放取装置固定在井架的下部，排列架安装在井架上，先由下放取装置抓取钻杆的下部从井口中移动到下层平台的指定位置进行排列，再由上放取装置上的抓取装置抓取钻杆的上部移动到排列架上进行排列，上放取装置包括轨道、齿条副、行走座、侧边轮、液压马达、中心轴总成、连接座、主液压缸、主牵引臂、副牵引臂、副液压缸、四杆机构、抓取装置，轨道固定在二层平台的底部。
10、，轨道上安装行走座，行走座上有侧边轮，侧边轮安装在轨道上，行走座上有齿条副，中心轴总成上的齿轮与齿条副啮合，液压马达安装在连接座上，连接座悬挂在中心轴上，液压马达驱动中心轴总成行走，液压马达驱动中心轴总成上的中心轴旋转，主牵引臂与连接座铰链式连接，主液压缸上端与连接座铰链式连接，主液压缸下端与主牵引臂铰链式连接，副牵引臂下端与主牵引臂铰链式连接，副牵引臂上端与抓取装置铰链式连接，四杆机构一端与抓取装置铰链式连接，另一端与主牵引臂下端铰链式连接，副液压缸上端与主牵引臂上部铰链式连接，副液压缸下端与副牵引臂下部铰链式连接，下放取装置包括固定座、旋转座、起落臂液压缸、起落臂、摆动液压缸、摆动臂、连杆。
11、机构、浮说明书CN102661128A2/4页4动抓取旋转轮机构、旋转液压缸，固定座安装在井架下部，旋转座安装在固定座上，旋转液压缸一端与井架铰链式连接，旋转液压缸另一端与旋转座铰链式连接，起落臂后端与旋转座铰链式连接，起落臂前端与摆动臂后端铰链式连接，摆动臂后端与浮动抓取旋转轮机构铰链式连接，起落臂液压缸上端与起落臂铰链式连接，起落臂液压缸下端与旋转座铰链式连接，摆动液压缸后端与起落臂后端铰链式连接，摆动液压缸前端与摆动臂后端后端铰链式连接，连杆机构后端与起落臂前端铰链式连接，连杆机构前端与浮动抓取旋转轮机构铰链式连接，浮动抓取旋转轮机构抓取从井口里起出的钻杆。0005浮动抓取旋转轮机构包括。
12、抓取连接座、旋转轮架、旋转轮、心轴、阻挡爪、螺丝钉、伸出轴、摆动油缸，伸出轴由螺丝钉固定在抓取连接座上，伸出轴由摆动油缸驱动，旋转轮架与伸出轴连接，旋转轮安0006装在心轴上，心轴安装在旋转轮架上，阻挡爪安装在旋转轮架上，钻杆旋转轮槽里，并被阻挡爪约束不会脱出。0007本发明的有益效果是可将起出的钻杆自动排列在排列架上，下钻杆时，可将排列架上的钻杆自动取出移动到井口，只需人工操作设备，不需在人工与钻杆接触操作，减少了工人的劳动强度，不需要工人在危险环境中工作，不会发生人身伤害事故，能安全生产，起下钻杆实现了机械化作业，自动化程度高，工作效率高，具有显著的经济效益和社会效益。附图说明0008图1。
13、是本发明实施例装配视图。0009图2是图1中上放取装置2的装配视图。0010图3是图1中下放取装置5的装配视图。0011图4是图3中浮动抓取旋转轮机构58的装配视图。具体实施方式0012下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。0013由图可知，包括上放取装置2、下放取装置5，上放取装置2安装在二层平台1的底部，下放取装置5固定在井架4的下部，排列架3安装在井架4上，先由下放取装置5抓取钻杆8的下部从井口7中移动到下层平台6的指定位置进行排列，再由上放取装置2上的抓取装置213抓取钻杆8的上部移动到排列架3上进行排列，上放取装置2包括轨道21、齿条副22、行走座23、侧边轮24、液压马达25、。
14、中心轴总成26、连接座27、主液压缸28、主牵引臂29、副牵引臂210、副液压缸211、四杆机构212、抓取装置213，轨道21固定在二层平台1的底部，轨道21上安装行走座23，行走座23上有侧边轮24，侧边轮24安装在轨道21上，行走座23上有齿条副22，中心轴总成26上的齿轮与齿条副22啮合，液压马达25安装在连接座27上，连接座27悬挂在中心轴总成26上，液压马达25驱动中心轴总成26行走液压马达25旋转时带动中心轴总成26上的齿轮旋转，在齿条副22作用下使行走座23沿轨道21行走，液压马达25驱动中心轴总成26上的中心轴旋转，主牵引臂29与连接座27铰链式连接，主液压缸28上端与连接座。
15、27铰链式连接，主液压缸28下端与主牵引臂29铰链式连接，副牵引臂210下端与主牵引臂29铰链式连接，副牵引臂210上端与抓取装置213铰链式连接，四杆机构212一端与抓取装置213铰链式连接，另一端与主牵引臂29下端铰链式连接，副液压缸211上端与主说明书CN102661128A3/4页5牵引臂29上部铰链式连接，副液压缸211下端与副牵引臂210下部铰链式连接，下放取装置5包括固定座51、旋转座52、起落臂液压缸53、起落臂54、摆动液压缸55、摆动臂56、连杆机构57、浮动抓取旋转轮机构58、旋转液压缸59，固定座51安装在井架4下部，旋转座52安装在固定座51上，旋转液压缸59一端与井。
16、架4铰链式连接，旋转液压缸59另一端与旋转座52铰链式连接，起落臂54后端与旋转座52铰链式连接，起落臂54前端与摆动臂56后端铰链式连接，摆动臂56后端与浮动抓取旋转轮机构58铰链式连接，起落臂液压缸53上端与起落臂54铰链式连接，起落臂液压缸53下端与旋转座52铰链式连接，摆动液压缸55后端与起落臂54后端铰链式连接，摆动液压缸55前端与摆动臂56后端后端铰链式连接，连杆机构57后端与起落臂54前端铰链式连接，连杆机构57前端与浮动抓取旋转轮机构58铰链式连接，连杆机构57处于摆动臂56的外侧，浮动抓取旋转轮机构58抓取从井口7里起出的钻杆8。0014浮动抓取旋转轮机构58包括抓取连接座5。
17、81、旋转轮架582、旋转轮583、心轴584、阻挡爪585、螺丝钉586、伸出轴587、摆动油缸588，伸出轴587由螺丝钉586固定在抓取连接座581上，伸出轴587由摆动油缸588驱动，旋转轮架582与伸出轴587连接，旋转轮583安装在心轴584上，心轴584安装在旋转轮架582上，阻挡爪585安装在旋转轮架582上，钻杆8处于旋转轮583槽里，并被阻挡爪585约束不会脱出。0015将下放取装置5的固定座51固定安装在井架4上，在固定旋转座52能旋转180度，旋转座52采用旋转液压缸59水平驱动做旋转运动。起落臂液压缸53使起落臂54旋转起落，可在没有排列作业时在起落臂液压缸53的推动。
18、下竖起来，以减少空间的占用。摆动液压缸55可使摆动臂56收回或伸出，摆动臂56下部安装的浮动抓取旋转轮机构58通过连杆机构57调节保持水平位置。当钻杆8需要进行排列时，起落臂液压缸53使起落臂54下落后，即进入到工作状态。先利用摆动液压缸55向前的推进力将摆动臂56连同下部安装的浮动抓取旋转轮机构58摆动到越过井口7的位置后，旋转座52旋转到一定角度根据实际状态调整使浮动抓取旋转轮机构58的轮槽与钻杆8外壁相切，摆动液压缸55向后回缩带动摆动臂56连同钻杆8回摆，由于起下钻杆8的吊装机械在用钻井设备，未画出并没有撤离，所以回摆的作用力并不是很大。在摆动臂56回摆的过程中，因为摆动臂56是绕起落。
19、臂54作圆弧运动的，这时的钻杆8又被吊装机械所约束，钻杆8与浮动抓取旋转轮机构58之间必有一运动趋势，但钻杆8可以在浮动抓取旋转轮机构58上运动，浮动抓取旋转轮机构58能很好的抓取钻杆8。当摆动臂56摆回到初始位置后，启动旋转液压缸59使旋转座52将钻杆8旋转并由摆动臂56调整到排列位置，钻机上的吊装机械下落将钻杆8的下端放到排列点处。0016上放取装置2上的轨道21固定连接二层平台1的底部。行走座23可沿轨道21行走又可自身依靠液压马达25的动力绕中心轴26进行360度旋转。调整侧边轮24使其夹紧轨道21的两端面。主牵引臂29由主液压缸28驱动，副牵引臂210由副液压缸211驱动。行走座23。
20、在液压马达25的驱动下带动主牵引臂29沿轨道21行走，行走座23轨道21上行走是由齿条副22带动的液压马达25旋转时带动中心轴总成26上的齿轮旋转，在齿条副22作用下使行走座23沿轨道21行走。在副牵引臂210上安装的抓取装置213通过四杆机构212保持在任意位置处抓取口都能够处于水平状态。说明书CN102661128A4/4页6当下放取装置5完成排列工作恢复到初始位置后，上放取装置2将沿着轨道21行走到二层平台1的工作端，并将主牵引臂29连同抓取装置213旋转到钻杆8的方向，主牵引臂29在主液压缸28的驱动下向钻杆8的方向伸出并带动副牵引臂210及抓取装置213运动，当抓取装置213接触到钻。
21、杆8后执行抓取，这时吊装机械可完全脱离钻杆8，上放取装置2取代了吊装机械的动力。由于钻杆8的下一端已经与下层平台6接触了，上放取装置2只是受到扶正钻杆8的力，旋转座52连同钻杆8旋转90度，将钻杆8转到排列架3的方向，行走座23沿轨道21行走到指定排列位置，主牵引臂29、副牵引臂210在主液压缸28、副液压缸211的驱动下同时伸出，将钻杆8放置到排列架3内，松开抓取装置213，回缩主液压缸28、副液压缸211，主牵引臂29、副牵引臂210回到初始位置，完成钻杆8在二层平台1上的排列作业。从而完成钻杆8的全部自动排列作业。0017将排列好的钻杆8下入井口7的作业与将钻杆8从井口7处排列到排列架3内的作业相反。0018本发明也可用于套管的下入和自动排列作业。说明书CN102661128A1/3页7图1说明书附图CN102661128A2/3页8图2说明书附图CN102661128A3/3页9图3图4说明书附图CN102661128A。