CN102587847A - 一种石油管柱连续输送装置 - Google Patents

Abstract

属于石油钻杆、套管、采油管等在地面与作业平台之间搬运机械装置的一种石油管柱连续输送装置，用于油田建设、生产中的地面与作业平台之间输送管柱。本发明采取提升单元的提升基座在水平方向上相对、平行排布，提升基座上安装提升主动轮和提升支撑轮，提升挠性传动元件绕在提升主动轮和提升支撑轮上，提升钩上下两面有承载管柱的凹形面，相间的排布在提升挠性传动元件上，提升挠性传动元件上相对应的提升钩在一条水平线上，运行速度相同；至少两层提升单元相互连接，下层提升基座的上部与相邻上层提升基座的下部搭接连接的技术方案，解决了现有钻井管柱举升装置不能连续提升或降下管柱的技术问题。

Description

一种石油管柱连续输送装置

技术领域

 本发明属于石油钻杆、套管、采油管等在地面与作业平台之间搬运的机械装置，具体的讲是一种石油管柱连续输送装置。

背景技术

在油田建设、生产中，大量的钻杆、采油管等石油管柱需在地面与作业平台之间输送。中国实用新型专利授权公告号 CN2707942Y 《钻井管柱举升装置》采用三个液压缸依次驱动置于举升槽内的管柱，完成管柱在地面与作业平台之间输送。该装置在一定程度上解决了利用钢丝绳吊装管柱存在的操作人员劳动强度及危险性大，输送效率低，管柱容易碰磕损坏的技术问题，但是，举升槽在一个行程中，只输送单根管柱，且在提升或降下管柱的作业时，举升槽必需有一个空载行程，不能连续实现提升或降下管柱，所以输送效率仍然不高。

发明内容

本发明要解决现有钻井管柱举升装置不能连续提升或降下管柱的技术问题，提供一种用于不同高度平台连续提升或降下管柱的石油管柱连续输送装置。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种石油管柱连续输送装置，提升单元的提升基座在水平方向上相对、平行排布，提升基座上安装提升主动轮和提升支撑轮；提升挠性传动元件绕在提升主动轮和提升支撑轮上；提升钩相间的排布在提升挠性传动元件上，其上下两面有承载管柱的凹形面；提升挠性传动元件上相对应的提升钩在一条水平线上，运行速度相同；至少两层提升单元相互连接，下层提升基座的上部与相邻上层提升基座的下部搭接连接。

输送中的管柱呈水平状态，放置在提升挠性传动元件上相对应的提升钩上。提升主动轮驱动提升挠性传动元件运动。提升挠性传动元件在提升基座两侧的运动方向相反，即提升挠性传动元件在提升基座的一侧上升，在另一侧下降。本发明的输送装置能够连续提升或降下石油管柱，输送效率高。更改提升主动轮的旋转方向，提升挠性传动元件在提升基座两侧的运动方向随之变化，本发明的输送装置两侧都能提升石油管柱或降下石油管柱。由于相邻提升钩间隔的存在，留出放置管柱的空间和装卸管柱的时间。在管柱提升的一侧，下层的提升钩上的管柱到达该层上部时，被相邻上层下部的提升钩接走；在管柱降下的一侧，上层的提升钩上的管柱到达该层下部时，随着提升钩的翻转而落在相邻下层上部的提升钩上。提升单元的提升基座在水平方向上相对、平行排布，能够方便的实现两层或多层搭接连接，两层或多层提升单元相互上下连接，灵活适应距地面高度不同的平台输送管柱，且拆运方便；重叠连接消除相邻提升单元之间输送管柱的空档间隙，保证连续输送，且排除上下相邻提升单元的提升钩互相干扰。

上层提升单元的提升基座在垂直方向上设有导轨，相邻下层提升单元的提升基座上设置有相配合的导轨；相邻两层提升基座搭接部位上有相互对应的定位销孔，定位销孔与定位销配合。根据平台高度，使相邻两层提升基座沿导轨相对移动，调整相邻两层搭接长度，在适宜的位置利用定位销定位。

处于上升或下降行程中的提升挠性传动元件上至少有两个提升钩。从而能够使两根或多根管柱同时升起或降下。

提升基座呈框架结构；提升基座两侧的提升挠性传动元件与提升基座的框架平行。便于实现两侧输送管柱。

提升挠性传动元件是链条，提升主动轮和提升支撑轮是链轮，提升钩间隔安装在链条链节的销轴上。

提升挠性传动元件是同步带，提升主动轮和提升支撑轮是同步带轮。同步带的柔性较好，工作振动较小。

提升挠性传动元件还有诸多的其它选择，例如是涤纶绳索或钢丝绳等。提升挠性传动元件是绳时，提升主动轮和提升支撑轮是槽轮。

顶部提升单元提升基座的上面设置管柱翻转机构和管柱水平输送机构；管柱翻转机构安装在水平基座上，水平基座连接在顶部提升单元提升基座的上端；管柱翻转机构有两组，一组位于提升基座的一侧，另一组位于提升基座的另一侧，两组管柱翻转机构是以水平基座对称设置；每组管柱翻转机构中，至少在水平基座的前部和后部各有一个管柱翻转机构；管柱翻转机构的翻爪的中部铰接在水平基座上，管柱翻转机构的翻爪驱动缸的缸体铰接在水平基座上，翻爪驱动缸的缸杆铰接翻爪的外端；管柱水平输送机构的水平输送驱动动力安装在水平基座上，驱动水平输送主动轮；水平输送挠性传动元件绕在水平输送主动轮和水平输送支撑轮上，分体结构的托管盘间隔的固定安装在水平输送挠性传动元件上；管柱水平输送机构分段设置，相邻两段之间留有翻爪内端插入的间隙。在翻爪驱动缸的作用下，翻爪绕其与水平基座铰接的铰接轴转动。当本发明的石油管柱连续输送装置用于管柱提升时，管柱上升一侧的翻爪外端落在被提升管柱到达位置的下方等待管柱到达，当被提升的管柱到达时，翻爪驱动缸驱动翻爪外端翘起，取下管柱，随着翻爪外端继续翘起，翻爪内端下沉，取下的管柱滚落到托管盘上，水平输送驱动动力驱动托管盘移动，管柱被移走；当本发明的石油管柱连续输送装置用于管柱降下时，管柱下降一侧的翻爪内端插入相邻两段管柱水平输送机构之间的间隙，落在将要被降下的管柱到达位置的下方等待，水平输送驱动动力驱动托管盘移动，待降下的管柱运到翻爪内端上方，翻爪驱动缸驱动该侧翻爪内端逐渐翘起，该侧翻爪外端逐渐下沉，运来的管柱滚落到管柱降下一侧承载管柱的提升钩上被运下。水平输送驱动动力驱动水平输送挠性传动元件运动，水平输送挠性传动元件的上平面作平行于输送管柱轴线方向的移动，管柱被移走或运来。水平输送挠性传动元件和水平输送主动轮、水平输送支撑轮有诸多的选择，例如水平输送挠性传动元件是链、带或绳，相应的水平输送主动轮和水平输送支撑轮是链轮、带轮或槽轮；水平输送驱动动力有诸多现有技术的动力选择，例如液压马达、电动机等。

水平基座铰接在顶部提升单元提升基座的上端，底部提升单元提升基座的下端与底座铰接。顶部提升单元的提升基座与水平基座铰接，底部提升单元提升基座与底座铰接，从而使本发明石油管柱连续输送装置可折叠，减小整体的空间，方便运输和存放。

提升单元提升基座上的提升主动轮通过中心同步杆连接。保证提升挠性传动元件上相对应提升钩同步升降，其结构简单、紧凑。

本发明的优点是：提升单元提升基座上的提升挠性传动元件绕在提升主动轮和提升支撑轮上，承载管柱的提升钩相间的排布在提升挠性传动元件上，输送装置能够连续输送管柱，输送效率高，提升基座两侧都能提升和降下管柱；两层或多层提升单元上下连接，灵活适应距地面高度不同的平台输送管柱，且拆运方便。处于上升或下降过程时的提升挠性传动元件上有多个提升钩，多根管柱同时升起或降下，输送效率得到进一步提高。顶部提升单元与水平基座铰接，底部提升单元与底座铰接，石油管柱连续输送装置可折叠，减小整体的空间，方便运输和存放。

附图说明

图1是本发明第一个实施例的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图1的侧视图。

具体实施方式

图1、图2和图3显示的是第一个实施例。图中实施例的两层提升单元上下连接，顶层提升单元向底层提升单元的右边错开，顶层提升单元的提升基座21下部与底层提升单元的提升基座21上部重叠，搭接连接。每个提升单元有两个呈框架结构的提升基座21，提升基座21的两个平行的垂直支架中部固定连接有横向中支架，下部固定连接有横向下支架，底层提升基座21的垂直支架下端通过铰链销5铰接在底座1上。底层提升单元的提升主动轮22、提升支撑轮23和提升挠性传动元件安装在提升基座21的左边，顶层提升单元的提升主动轮22、提升支撑轮23和提升挠性传动元件安装在提升基座21的右边，上下相邻提升单元上的提升主动轮22、提升支撑轮23和提升挠性传动元件在提升基座21上的安装位置错开，有利于管柱逐层输送。顶层提升单元的提升基座21在垂直方向上设有导轨，底层提升单元的提升基座21上设置有相配合的导轨。两层提升基座搭接部位上，沿垂线方向相间设置一排相互对应的定位销孔，作业中，根据平台高度，将两层提升基座21沿导轨相对移动，调整搭接长度，在适宜的位置利用定位销定位。

参见图3，每个垂直支架的上部和下部各安装一个提升支撑轮23，提升主动轮22安装在横向中支架中间位置，提升挠性传动元件绕在提升主动轮22和提升支撑轮23上，两个垂直支架上的两个提升主动轮22通过中心同步杆6连接。提升驱动动力驱动中心同步杆6、提升主动轮22旋转，带动提升链条24运动。绕过左侧垂直支架上部和下部提升支撑轮23的提升挠性传动元件与左侧垂直支架平行，绕过右侧垂直支架上部和下部提升支撑轮23的提升挠性传动元件与右侧垂直支架平行。图中提升主动轮22顺时针方向旋转，提升基座21右侧的提升挠性传动元件上升，左侧的提升挠性传动元件下降。提升基座21两侧的提升挠性传动元件上总是有一个以上的提升钩25，从而实现多根管柱同时上升或下降。本实施例的提升驱动动力是提升驱动液压马达，提升主动轮22和提升支撑轮23是提升主动链轮和提升支撑链轮，提升挠性传动元件是提升链条24。提升主动链轮上留有提升钩25通过的空隙。图中没有显示出提升驱动液压马达。现有技术的诸多旋转驱动动力可供提升驱动动力选择，例如电动机等。提升钩25间隔安装在链条链节的销轴上，其上下两面有承载管柱的圆弧形的凹形面251。凹形面251突出在垂直支架之外。

参见图1，同一个提升单元的左右两侧提升链条24上的提升钩25相互对应，两侧提升链条24上相互对应的提升钩25与底座1的距离相同，即相对应的提升钩25在一条水平线上。

顶部两个平行的垂直支架上部固定连接有横向上支架，水平基座41铰接在横向上支架上，管柱翻转机构安装在水平基座41上。管柱翻转机构有两组，一组位于提升基座21的右侧，另一组位于提升基座21的左侧，两组管柱翻转机构以水平基座41对称设置，参见图3。每组管柱翻转机构中，在水平基座41的前部和后部各有一个管柱翻转机构，参见图1。管柱翻转机构的翻爪31偏向内端的中部铰接在水平基座41上，管柱翻转机构的翻爪驱动缸32的缸体铰接在水平基座41上，翻爪驱动缸32的缸杆铰接翻爪31的外端。在翻爪驱动缸32的作用下，翻爪31绕其与水平基座41铰接的铰接轴转动。本实施例管柱水平输送机构的水平输送驱动动力是安装在水平基座41上的水平输送驱动液压马达，水平输送挠性传动元件是水平输送链条45，水平输送主动轮是安装在水平基座41上的水平输送主动链轮，水平输送支撑轮是安装在水平基座41上的水平输送支撑链轮。水平输送驱动液压马达驱动水平输送主动链轮旋转，带动水平输送链条45运动。托管盘42是一节一节的分体结构，各节间隔的固定安装在水平输送链条链节的销轴上，托管盘42用于承载管柱。管柱水平输送机构分三段设置，水平基座41两端的两段管柱水平输送机构较短，中间的一段管柱水平输送机构较长，相邻两段管柱水平输送机构之间留有翻爪内端插入的间隙。管柱翻转机构的翻爪位置与管柱水平输送机构之间间隙对应。图中没有显示水平输送驱动液压马达和水平输送主动链轮。

第二个实施例与第一个实施例的区别是：提升驱动动力是提升驱动电机，提升主动轮22和提升支撑轮23是提升主动同步带轮和提升支撑同步带轮，提升挠性传动元件是提升同步带，提升钩25相间的排布在提升同步带上。一个垂直支架的上部和下部各安装一个提升支撑同步带轮；另一个垂直支架的上部安装第三个提升支撑同步带轮，下部安装提升主动同步带轮。提升驱动电机驱动提升主动同步带轮旋转。管柱水平输送机构的水平输送驱动动力是安装在水平基座41上的水平输送驱动电机，水平输送挠性传动元件是水平输送同步带，水平输送主动轮是安装在水平基座41上的水平输送主动同步带轮，水平输送支撑轮是安装在水平基座41上的水平输送支撑同步带轮。水平输送驱动电机驱动水平输送主动同步带轮旋转，带动水平输送同步带运动。分体结构的托管盘42的各节间隔的固定安装在水平输送同步带上。第二个实施例没有附图。

Claims (9)

1.一种石油管柱连续输送装置，其特征在于提升单元的提升基座（21）在水平方向上相对、平行排布，提升基座（21）上安装提升主动轮（22）和提升支撑轮（23）；提升挠性传动元件绕在提升主动轮（22）和提升支撑轮（23）上；提升钩（25）相间的排布在提升挠性传动元件上，其上下两面有承载管柱的凹形面（251）；提升挠性传动元件上相对应的提升钩（25）在一条水平线上，运行速度相同；至少两层提升单元相互连接，下层提升基座（21）的上部与相邻上层提升基座（21）的下部搭接连接。

2.根据权利要求1所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于上层提升单元的提升基座（21）在垂直方向上设有导轨，相邻下层提升单元的提升基座（21）上设置有相配合的导轨；相邻两层提升基座搭接部位上有相互对应的定位销孔，定位销孔与定位销配合。

3.根据权利要求1所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于处于上升或下降行程中的提升挠性传动元件上至少有两个提升钩（25）。

4.根据权利要求1或2所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于提升基座（21）呈框架结构；提升基座（21）两侧的提升挠性传动元件与提升基座（21）的框架平行。

5.根据权利要求1或3所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于提升挠性传动元件是链条，提升主动轮（22）和提升支撑轮（23）是链轮，提升钩（25）间隔安装在链条链节的销轴上。

6.根据权利要求1或3所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于提升挠性传动元件是同步带，提升主动轮（22）和提升支撑轮（23）是同步带轮。

7.根据权利要求1所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于顶部提升单元提升基座（21）的上面设置管柱翻转机构和管柱水平输送机构；管柱翻转机构安装在水平基座（41）上，水平基座（41）连接在顶部提升单元提升基座（21）的上端；管柱翻转机构有两组，一组位于提升基座（21）的一侧，另一组位于提升基座（21）的另一侧，两组管柱翻转机构是以水平基座41对称设置；每组管柱翻转机构中，至少在水平基座41的前部和后部各有一个管柱翻转机构；管柱翻转机构的翻爪（31）的中部铰接在水平基座（41）上，管柱翻转机构的翻爪驱动缸（32）的缸体铰接在水平基座（41）上，翻爪驱动缸（32）的缸杆铰接翻爪（31）的外端；管柱水平输送机构的水平输送驱动动力安装在水平基座（41）上，驱动水平输送主动轮；水平输送挠性传动元件绕在水平输送主动轮和水平输送支撑轮上，分体结构的托管盘（42）间隔的固定安装在水平输送挠性传动元件上；水平输送机构分段设置，相邻两段之间留有翻爪内端插入的间隙。

8.根据权利要求1所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于水平基座（41）铰接在顶部提升单元提升基座（21）的上端，底部提升单元提升基座（21）的下端与底座1铰接。

9.根据权利要求1所述的一种石油管柱连续输送装置，其特征在于提升单元提升基座（21）上的提升主动轮（22）通过中心同步杆（6）连接。

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