修井作业水龙头快速拆装方法及悬挂推扶机械手

技术领域

本发明涉及修井作业技术领域，尤其是涉及一种修井作业水龙头快速拆装方法及悬挂推扶机械手。

背景技术

在大修作业过程中，经常使用水龙头方钻杆来连接钻具在井下进行磨铣、打钻等旋转作业，此时需要2-3名操作人员先拆卸吊卡，再拖拽吊环和游车大钩挂接水龙头，水龙头方钻杆单根旋进后需要摘掉水龙头再挂吊卡，此操作过程频繁切换，流程繁琐，需多人配合作业，费时费力，现有自动化装备未实现作业自动化流程全覆盖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修井作业水龙头快速拆装方法及悬挂推扶机械手，简化了水龙头方钻杆的挂接与摘卸步骤，全自动化流程，拆装效率高，操作安全。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种修井作业水龙头快速拆装方法，包括：

摘卸步骤：悬挂推扶机械手抓取水龙头方钻杆总成，下放游车大钩，以使所述水龙头方钻杆总成压靠在所述悬挂推扶机械手上，吊卡的活门打开，所述悬挂推扶机械手带动所述水龙头方钻杆总成到达预存位置；

挂接步骤：所述悬挂推扶机械手带动所述水龙头方钻杆总成到达工作位，将所述水龙头方钻杆总成与所述吊卡连接。

进一步地，所述悬挂推扶机械手抓取水龙头方钻杆总成之前，还包括：

上提所述游车大钩，使所述水龙头方钻杆总成悬至待抓取高度。

进一步地，所述悬挂推扶机械手带动所述水龙头方钻杆总成到达预存位置，具体包括：

所述悬挂推扶机械手带动所述水龙头方钻杆总成缩回并回转至预存位置。

进一步地，所述悬挂推扶机械手带动所述水龙头方钻杆总成到达工作位之前，还包括：

上提所述游车大钩，使所述吊卡升至待接位置，并打开所述吊卡的活门。

进一步地，所述将所述水龙头方钻杆总成与所述吊卡连接，具体包括：

将所述水龙头方钻杆总成中的水龙头用于与所述吊卡连接的部位送入所述吊卡内，关闭所述吊卡的活门。

进一步地，所述将所述水龙头方钻杆总成与所述吊卡连接之后，还包括：

所述悬挂推扶机械手松开所述水龙头方钻杆总成并退回。

本发明还提供一种悬挂推扶机械手，包括回转机构、承重臂、伸缩机构以及用于夹取水龙头方钻杆总成的夹持机构；

所述回转机构用于安装在二层台总成上；

所述承重臂的一端与所述夹持机构转动连接，所述承重臂的另一端与所述回转机构连接，以在所述回转机构的带动下相对于所述二层台总成摆动；

所述伸缩机构安装于所述承重臂与所述夹持机构之间，以带动所述夹持机构相对于所述承重臂摆动。

进一步地，所述夹持机构包括外壳、驱动组件和夹爪；

所述承重臂、所述伸缩机构以及所述夹爪均与所述外壳转动连接；

所述驱动组件安装于所述外壳内，且所述驱动组件与所述夹爪传动连接，以驱动所述夹爪相对于所述外壳摆动。

进一步地，所述驱动组件包括推缸、主动齿以及与所述主动齿啮合的从动齿；

所述推缸的固定端与所述外壳连接，所述推缸的移动端与所述主动齿连接；

所述从动齿与所述夹爪连接。

进一步地，所述回转机构包括驱动件、蜗杆以及用于转动安装在所述二层台总成上的涡轮；

所述驱动件用于安装在所述二层台总成上；

所述蜗杆与所述驱动件连接；

所述涡轮与所述蜗杆啮合，所述承重臂与所述涡轮连接。

本发明提供的修井作业水龙头快速拆装方法及悬挂推扶机械手能产生如下有益效果：

相对于现有技术来说，本发明第一方面提供的修井作业水龙头快速拆装方法通过悬挂推扶机械手配合完成水龙头方钻杆总成的拆卸，最大程度上简化了水龙头方钻杆的挂接与摘卸步骤，省却人力拉拽大钩吊环、拆卸水龙头、推扶水龙头方钻杆总成的步骤，全自动化流程，拆装效率高，操作安全。

本发明第二方面提供的悬挂推扶机械手在使用时，回转机构带动承重臂相对于二层台总成摆动，伸缩机构做伸缩运动，以实现夹持机构相对于承重臂摆动，夹持机构用于夹取水龙头方钻杆总成，起到扶持转运的目的。

相对于现有技术来说，本发明第二方面提供的悬挂推扶机械手能够辅助插装水龙头方钻杆总成，提高拆装效率，且拆卸后无需将水龙头方钻杆总成倾斜存放在钻台鼠洞管内，水龙头方钻杆总成吊装在悬挂推扶机械手上，便于水龙头方钻杆总成的安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种悬挂推扶机械处于作业状态时的俯视图；

图2为本发明提供的一种悬挂推扶机械处于作业状态时的三维结构示意图；

图3为本发明提供的一种悬挂推扶机械的三维结构示意图；

图4为本发明提供的一种夹持机构的内部结构示意图。

图标：1-回转机构；11-蜗杆；12-涡轮；2-承重臂；3-伸缩机构；4-夹持机构；41-外壳；411-推扶臂；412-固定臂；42-驱动组件；421-推缸；422-主动齿；423-从动齿；43-夹爪；5-水龙头方钻杆总成；6-二层台总成。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明第一方面的实施例在于提供一种修井作业水龙头快速拆装方法，包括：

摘卸步骤：悬挂推扶机械手抓取水龙头方钻杆总成5，下放游车大钩，以使水龙头方钻杆总成5压靠在悬挂推扶机械手上，吊卡的活门打开，悬挂推扶机械手带动水龙头方钻杆总成5到达预存位置；

挂接步骤：悬挂推扶机械手带动水龙头方钻杆总成5到达工作位，将水龙头方钻杆总成5与吊卡连接。

上述修井作业水龙头快速拆装方法能够最大程度简化水龙头方钻杆的挂接与摘卸步骤，拆装效率高，操作安全。

在一些实施例中，为保证水龙头方钻杆总成5能够压靠在悬挂推扶机械手上，悬挂推扶机械手抓取水龙头方钻杆总成5之前，还包括：上提游车大钩，使水龙头方钻杆总成5悬至待抓取高度。

上提一定高度能够使得水龙头方钻杆总成5的待抓取位置基本与悬挂推扶机械手处于同一水平面，不需要悬挂推扶机械手上下移动，简化悬挂推扶机械手的结构。

悬挂推扶机械手抓取水龙头方钻杆总成5的过程中，悬挂推扶机械手通过自身的伸缩、回转机构逐渐靠近水龙头方钻杆总成5，并通过自身的夹爪抓取水龙头方钻杆总成5。

在一些实施例中，悬挂推扶机械手带动水龙头方钻杆总成5到达预存位置，具体包括：悬挂推扶机械手带动水龙头方钻杆总成5缩回并回转至预存位置。

在上述过程中，水龙头方钻杆总成5通过其上的凸台将自身重量完全压靠在悬挂推扶机械手夹爪上，悬挂推扶机械手夹爪夹持水龙头方钻杆总成5并通过自身的伸缩、回转机构带动水龙头方钻杆总成5到达预存位置。

在一些实施例中，悬挂推扶机械手带动水龙头方钻杆总成5到达工作位之前，还包括：上提游车大钩，使吊卡升至待接位置，并打开吊卡的活门，等待水龙头方钻杆总成5的接入。

在上述实施例的基础上，将水龙头方钻杆总成5与吊卡连接，具体包括：将水龙头方钻杆总成5中的水龙头用于与吊卡连接的部位送入吊卡内，关闭吊卡的活门，此时吊卡卡紧水龙头方钻杆总成5，实现水龙头方钻杆总成5的挂接。

在一些实施例中，将水龙头方钻杆总成5与吊卡连接之后，还包括：悬挂推扶机械手松开水龙头方钻杆总成5并退回，以不妨碍水龙头方钻杆总成5的正常作业。

以下对一种优选的修井作业水龙头快速拆装方法进行具体说明：

摘卸步骤：

1、上提游车大钩，使水龙头方钻杆总成5悬至待抓取高度，悬挂推扶机械手转动并伸出抓取水龙头方钻杆总成5，下放游车大钩，以使水龙头方钻杆总成5的重量完全压靠在悬挂推扶机械手上；

2、吊卡的活门打开，悬挂推扶机械手与已抓取的水龙头方钻杆总成5缩回并回转至存放水龙头方钻杆总成5的预存位置。

挂接步骤：

1、上提游车大钩，使吊卡升至待接位置，并打开吊卡的活门，悬挂推扶机械手带动水龙头方钻杆总成5旋转至工作位，将水龙头方钻杆总成5中水龙头与吊卡连接的部位送入吊卡内；

2、关闭吊卡的活门，悬挂推扶机械手松开水龙头方钻杆总成5并退回。

本发明第二方面的实施例在于提供一种悬挂推扶机械手，如图1至图4所示，本发明第二方面的实施例提供的悬挂推扶机械手包括回转机构1、承重臂2、伸缩机构3以及用于夹取水龙头方钻杆总成5的夹持机构4；

回转机构1用于安装在二层台总成6上；

承重臂2的一端与夹持机构4转动连接，承重臂2的另一端与回转机构1连接，以在回转机构1的带动下相对于二层台总成6摆动；

伸缩机构3安装于承重臂2与夹持机构4之间，以带动夹持机构4相对于承重臂2摆动。

具体在夹取水龙头方钻杆总成5时，回转机构1带动承重臂2相对于二层台总成6摆动，伸缩机构3带动夹持机构4相对于承重臂2摆动，以使得夹持机构4靠近水龙头方钻杆总成5，夹持机构4夹取水龙头方钻杆总成5。反之，松开水龙头方钻杆总成5时，夹持机构4释放水龙头方钻杆总成5，在回转机构1以及伸缩机构3的带动下，夹持机构4远离水龙头方钻杆总成5。

具体地，如图3所示，承重臂2的转动轴线平行于夹持机构4的转动轴线，且二者的转动轴线均垂直于二层台总成6的作业面。

以下对夹持机构4的结构进行具体说明:

在一些实施例中，如图4所示，夹持机构4包括外壳41、驱动组件42和夹爪43；承重臂2、伸缩机构3以及夹爪43均与外壳41转动连接；驱动组件42安装于外壳41内，且驱动组件42与夹爪43传动连接，以驱动夹爪43相对于外壳41摆动。

伸缩机构3在伸缩过程中带动外壳41相对于承重臂2转动，以使得夹爪43靠近或远离水龙头方钻杆总成5；驱动组件42驱动夹爪43相对于外壳41摆动，实现对水龙头方钻杆总成5的夹持与释放。

其中，如图3和图4所示，外壳41包括推扶臂411和固定臂412，推扶臂411的一端与承重臂2铰接，固定臂412固定安装在推扶臂411上，驱动组件42安装于固定臂412内。

在至少一个实施例中，如图3所示，推扶臂411和固定臂412均采用方钢。方钢结构牢固，起到牢固支撑的作用。

需要说明的是，凡是能够驱动夹爪43相对于外壳41摆动的结构都可以是上述实施例所提及的驱动组件42。例如：驱动组件42可以为电机等旋转运动机构，也可以为气压缸、液压缸、直线电机等直线运动机构与传动机构的结合，传动机构用于将直线运动机构的直线运动转化为旋转运动。

在一些实施例中，如图4所示，驱动组件42包括推缸421、主动齿422以及与主动齿422啮合的从动齿423；推缸421的固定端与外壳41连接，推缸421的移动端与主动齿422连接；从动齿423与夹爪43连接。

当需要张开夹爪时，面向图4的方向，推缸421的移动端带动主动齿422向右移动，在主动齿422的带动下，位于上方的从动齿423逆时针转动，带动上方的夹爪43逆时针转动，同理，位于下方的夹爪43顺时针转动，实现夹爪43的张开动作。同理，当需要闭合夹爪时，推缸421的移动端带动主动齿422向左移动。

其中，推缸421可以采用液压缸或者气压缸。

其中，主动齿422采用齿条，面向图4的方向，其上下两侧均具有啮合齿，其上侧的啮合齿与上方的从动齿423啮合，其下侧的啮合齿与下方的从动齿423啮合。

另外，从动齿423与夹爪43通过转轴与外壳41转动连接，从动齿423与夹爪43均与转轴键连接，当从动齿423转动时，转轴带动夹爪43同步转动。

以下对回转机构1的结构进行具体说明：

在一些实施例中，如图3所示，回转机构1包括驱动件（图中未示出）、蜗杆11以及用于转动安装在二层台总成6上的涡轮12；驱动件用于安装在二层台总成6上；蜗杆11与驱动件连接；涡轮12与蜗杆11啮合，承重臂2与涡轮12连接。

具体在使用时，驱动件驱动蜗杆11自转，在蜗杆11的带动下涡轮12相对于二层台总成6转动，从而带动承重臂2摆动。蜗轮蜗杆结构传动稳定，且能够降低转速，保证承重臂2稳定摆动。

当然，上述回转机构1也可以通过电机等结构代替。

具体地，承重臂2通过连接架与涡轮12连接。

以下对伸缩机构3的结构进行具体说明：

在一些实施例中，伸缩机构3可以为液压缸也可以为气压缸。

在至少一个实施例中，伸缩机构3为液压缸。其具体包括缸体和活塞杆，其缸体的一端与承重臂2铰接，缸体的另一端与活塞杆滑动连接，活塞杆背离缸体的一端与外壳41铰接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。