專利名稱:一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，包括底座、升降臂及水平輸送機構，升降臂固定于底座上。升降臂包括升降段及驅動段，驅動段內安裝有驅動裝置，升降段上滑動連接有升降連接件，驅動裝置啟動后，帶動螺桿旋轉，旋轉的螺桿通過螯合螺柱從而帶動升降連接件上下移動。采用螯合方式實現升降功能，設計巧妙，結構簡單，操作簡便，制造成本低，且升降效果良好。同時，引入紅外線測距離傳感器輔助升降，一方面使得工作人員能夠直觀的掌握具體升降高度，方便對其進行調控；另一方面，能夠實現定量升降，提高升降精確度。本實用新型具有實用性強，使用范圍廣的特點。
【專利說明】一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種升降機構，尤其是一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構。
【背景技術】
[0002]油田是單一地質構造(或地層)因素控制下的、同一產油氣面積內的油氣藏總和。一個油氣田可能有一個或多個油氣藏。在同一面積內主要為油藏的稱油田，主要為氣藏的稱氣田。按控制產油氣面積內的地質因素，將油氣田分為3類:①構造型油氣田。指產油氣面積受單一的構造因素控制，如褶皺和斷層。②地層型油氣田，區域背斜或單斜構造背景上由地層因素控制(如地層的不整合、尖滅和巖性變化等)的含油面積。③復合型油氣田。產油氣面積內不受單一的構造或地層因素控制，而受多種地質因素控制的油氣田。在油田開采中抽油機為常見的機具設備。
[0003]鐵鉆工是先進的鉆桿/鉆具上扣/卸扣工具，鐵鉆工由主鉗背鉗、旋扣器及升降機構組成，它能夠上扣/卸扣的管串直徑范圍是2-7/8至10”，上扣/卸扣的全部操作都集成在一個氣動控制盒上，按一次按鈕即可完成所有操作，同時該氣動控制盒可以安裝在安全的地方，實現遠程控制。
[0004]升降機構是鐵鉆工的重要組成部分，升降機構能夠實現垂直方向上的位移，一方面用于控制主鉗背鉗上扣或卸扣，另一方面能夠使得貼鉆工變得靈活，從而擴大其使用范圍。現有的鐵鉆工升降機構需要工作人員配合進行作業，結構較為復雜，操作困難。同時，現有的鐵鉆工升降機構無法實現定量位移，故其不可避免的存在操作誤差。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，采用螯合方式實現升降功能，設計巧妙，結構簡單，操作簡便，制造成本低，且升降效果良好。同時，引入紅外線測距離傳感器輔助升降，一方面使得工作人員能夠直觀的掌握具體升降高度，方便對其進行調控；另一方面，能夠實現定量升降，提高升降精確度。
[0006]為了解決上述技術問題，采用如下技術方案:
[0007]一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，包括底座、升降臂及水平輸送機構，升降臂固定于底座上，水平輸送機構連接于底座的一側，其特征在于:底座上設有控制臺；升降臂中空，升降臂的下端設有旋轉盤，旋轉盤與控制臺相匹配，旋轉盤固定于底座上；升降臂包括升降段及驅動段，驅動段內安裝有驅動箱，驅動箱內包括有驅動電機、蝸輪及蝸桿，驅動電機固定于驅動箱內，驅動電機與控制臺相匹配，驅動電機上連接有蝸桿，蝸桿與蝸輪相匹配，蝸桿與蝸輪相互螯合；蝸輪上連接有螺桿，螺桿的上端位于升降段內；升降段上滑動連接有升降連接件，升降連接件包括連接頭、升降頭及中間塊，連接頭及升降頭分別連接于中間塊的兩端，中間塊上設有紅外線反射板，升降段的上端設有紅外線測距離傳感器，紅外線反射板與紅外線測距離傳感器相匹配；升降頭位于升降段內，升降頭包括液壓缸、平衡機構及搖桿機構，液壓缸與控制臺相匹配，液壓缸的兩端分別鉸接平衡機構的兩端，搖桿機構包括左搖桿機構與右搖桿機構，左搖桿機構與右搖桿機構分別鉸接于液壓缸的兩端，左搖桿機構與右搖桿機構分別鉸接于平衡機構的兩端；左搖桿機構與右搖桿機構上均連接有螺柱，螺柱與螺桿相匹配；
[0008]水平輸送機構內安裝有輸送電機，輸送電機與控制臺相匹配，輸送電機上連接有主動輪，主動輪上連接有導帶，導帶的另一端連接有從動輪；導帶上設有桿件固定座，桿件固定座內設有伸縮夾鉗，伸縮夾鉗與控制臺相匹配。
[0009]進一步，升降段內安裝有電子探頭。電子探頭能夠監測升降段內的運行工況并直觀的反映給工作人員，可及時監測故障，及時作出調整，延長其使用壽命。
[0010]進一步，驅動段內的兩端設有立柱，驅動箱的兩端均設有緊固件，緊固件固定于立柱。固定驅動箱，避免其發生滑移而影響升降作業。
[0011 ] 進一步，升降段上設有第一開口，第一開口處設有滑桿，中間塊上設有滑動套環，滑桿與滑動套環相匹配，滑動套環連接升降頭。實現升降連接件能夠在升降段內上下滑動。
[0012]進一步，左搖桿機構包括支架、左搖臂、左螺柱座及左連接桿，支架的左端鉸接左搖臂，左搖臂的一端鉸接平衡機構及液壓缸，左搖臂的另一端鉸接左螺柱座，左螺柱座上安裝有螺柱，左連接桿的一端鉸接支架，左連接桿的另一端鉸接左螺柱座。在液壓缸的控制下螺柱能夠夾緊螺桿，進而實現旋轉的螺桿帶動螺柱上下移動，結構簡單。
[0013]進一步，右搖桿機構包括支架、右搖臂、右螺柱座及右連接桿，支架的右端鉸接右搖臂，右搖臂的一端鉸接平衡機構及液壓缸，右搖臂的另一端鉸接右螺柱座，右螺柱座上安裝有螺柱，右連接桿的一端鉸接支架，右連接桿的另一端鉸接右螺柱座。在液壓缸的控制下螺柱能夠夾緊螺桿，進而實現旋轉的螺桿帶動螺柱上下移動，結構簡單。
[0014]進一步，水平輸送機構的上端設有擋板。擋板能夠控制鉆桿與鉆具的位移范圍，避免其位置跑偏。
[0015]進一步，水平輸送機構的上端設有第二開口，第二開口與導帶相互配合，第二開口的兩端設有擋板。
[0016]由于采用上述技術方案，具有以下有益效果:
[0017]本實用新型為一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，采用螯合方式實現升降功能，設計巧妙，結構簡單，操作簡便，制造成本低，且升降效果良好。同時，引入紅外線測距離傳感器輔助升降，一方面使得工作人員能夠直觀的掌握具體升降高度，方便對其進行調控；另一方面，能夠實現定量升降，提高升降精確度。
[0018]驅動電機控制螺桿旋轉，蝸輪及蝸桿一方面起傳動作用，另一方面起減速作用，從而使螺桿獲得正常的旋轉速度，結構簡單。旋轉盤能夠帶動升降臂旋轉，故升降臂能夠旋轉至任意角度位置，靈活性強，工作范圍擴大，工作效率顯著提高。紅外線反射板、紅外線測距離傳感器及紅外線反射板具有如下工作過程:一方面，紅外線測距離傳感器發出紅外線，該紅外線經紅外線反射板反射后重新回到紅外線測距離傳感器，紅外線測距離傳感器得到發射與回歸的時間差，并結合紅外線傳播速度計算得到升降連接件的垂直高度。故工作人員能夠實時掌握升降連接件的垂直高度，方便工作人員對其進行調控；另一方面，工作人員可使升降連接件運動至目標高度，首先控制升降連接件運動，當運動到該目標高度時，工作人員控制升降連接件停止運動，從而實現定量升降功能。實現本實用新型功能多樣化，操作簡便化，升降精確化。升降頭通過螺柱夾緊螺桿，螺柱與螺桿相互螯合，旋轉的螺桿與螺柱產生相對移動，進而實現螺柱升降。具有結構簡單，設計巧妙，成本低廉的優點。水平輸送機構用于輸送鉆桿及鉆具，利用導帶實現輸送，借助桿件固定座實現固定鉆桿及鉆具，進一步減輕了工作人員工作量，使得鐵鉆工整體性，工作的連貫性更強。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對實用新型作進一步說明:
[0020]圖1為本實用新型一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型中升降臂的結構示意圖；
[0022]圖3為本實用新型中升降頭的結構示意圖；
[0023]圖4為本實用新型中驅動箱的結構示意圖；
[0024]圖5為本實用新型中驅動電機與蝸輪及蝸桿的連接示意圖；
[0025]圖6為本實用新型中水平輸送機構的結構示意圖；
[0026]圖7圖6中A向的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1至圖7所示，一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，包括底座1、升降臂3及水平輸送機構14，底座I是支撐結構，用于支撐升降臂3，使得升降機構能夠穩定的安裝于地面上。底座I上設有控制臺2，控制臺2上設有若干按鈕，工作人員可通過控制這些按鈕調節升降機構，操作十分方便。
[0028]升降臂3安裝于底座I的上端，升降臂3的內部中空，包括升降段6及驅動段4。驅動段4的下端設有旋轉盤5，旋轉盤5固定于底座I上。旋轉盤5受控制臺2控制，當旋轉盤5旋轉時，升降臂3隨之旋轉，使得升降臂3的任意部分均能旋轉至360°的任意位置。故升降臂3可作用于多方向，工作范圍大，靈活性強，因而減少了對升降機構的搬移。驅動段4內的兩端設有立柱18，立柱18分別連接驅動段4的上下兩端，立柱18上固定有驅動箱16，通過驅動箱16兩端的緊固件17實現固定，采用焊接發方式固定。故驅動箱16是一個固定結構，在工作時不會發生滑移。驅動箱16內安裝有驅動電機39、蝸輪41及蝸桿40，驅動電機39受控制臺2控制，驅動電機39為可雙向旋轉，故實現升降的功能。驅動電機39的輸出端連接蝸桿40，蝸桿40連接蝸輪41。蝸桿40與蝸輪41上有相匹配的輪齒，故蝸輪41與蝸桿40連接后，其輪齒相互螯合，當蝸桿40旋轉時，蝸輪41隨之旋轉。蝸輪41上連接有螺桿19，螺桿19向上延伸，穿出驅動箱16，穿過驅動段4連接至升降段6內。當控制臺2控制驅動電機39啟動后，蝸桿40旋轉，帶動蝸輪41旋轉，進而帶動螺桿19旋轉，實現驅動螺桿19旋轉。驅動電機39輸出的轉速較大，通過蝸輪41及蝸桿40的減速作用后，螺桿19的旋轉速度明顯減慢，符合升降要求。
[0029]升降段6內設置有第一開口(圖中未標出)，第一開口的長度根據設計要求設置。第一開口處設有滑桿11，滑桿11的長度與第一開口的長度一致。滑桿11上滑動連接有升降連接件7，升降連接件7包括連接頭8、升降頭20及中間塊9，連接頭8與升降頭20分別連接于中間塊9的兩端。連接頭8位于升降臂3外，連接頭8用于連接鐵鉆工的支臂結構，從而帶動支臂運動。中間塊9上設有滑動套環10，滑動套環10與滑桿11相匹配，滑動套環10能在滑桿11上滑動，從而使升降連接件7能夠在滑桿11上滑動。中間塊9的上端設有紅外線反射板12，升降段6的上端設有紅外線測距離傳感器13，紅外線反射板12與紅外線測距離傳感器13相匹配。紅外線測距離傳感器13與紅外線反射板12安裝于同一垂直線上，即紅外線測距離傳感器13發射的紅外線正好投射到紅外線反射板12上。紅外線測距離傳感器13與紅外線反射板12有如下的工作過程:一方面，工作時，紅外線測距離傳感器13發出紅外線，將此發射時間記為t1;該紅外線向下投射到紅外線反射板12上，紅外線在紅外線反射板12上發生反射，反射后的紅外線重新回到紅外線測距離傳感器13，將此紅外線回歸時間記為t2。紅外線測距離傳感器13得到發射與回歸的時間差(t2-ti)，并將該時間差記錄，并結合紅外線傳播速度V計算得到紅外線測距離傳感器13與中間塊9的距離x，x =再通過紅外線測距離傳感器13的固有高度減去X即得到了中間塊9 (或升降連接件7)的垂直高度h。故工作人員能夠實時掌握升降連接件7的垂直高度，方便工作人員對其進行調控。另一方面，工作人員可將升降連接件7移動至目標高度，首先控制升降連接件7運動，在升降連接件7運動時，紅外線測距離傳感器13實時監測其垂直高度，當運動到該目標高度時，工作人員控制升降連接件7停止運動，從而實現定量升降功能。
[0030]升降頭20位于升降段6內，升降頭20由升降頭底座27、液壓缸30、平衡機構及搖桿機構組成。升降頭底座27固定于滑動套環10，平衡機構安裝于升降頭底座27內，平衡機構包括左平衡桿28與右平衡桿29，左平衡桿28與右平衡桿29相互鉸接。液壓缸30安裝于升降頭底座27內，液壓缸30的兩端分別鉸接左平衡桿28與右平衡桿29，液壓缸30與控制臺2相匹配，控制臺2能夠控制液壓缸30工作。搖桿機構包括左搖桿機構與右搖桿機構:左搖桿機構包括支架31、左搖臂32、左螺柱座33及左連接桿34，支架31固定于升降頭底座27內，支架31的左端鉸接左搖臂32，左搖臂32的一端鉸接左平衡桿28及液壓缸30，左搖臂32的另一端鉸接左螺柱座33，左螺柱座33上安裝有螺柱35，左連接桿34的一端鉸接支架31，左連接桿34的另一端鉸接左螺柱座33。右搖桿機構包括支架31、右搖臂36、右螺柱座37及右連接桿38，支架31的右端鉸接右搖臂36，右搖臂36的一端鉸接右平衡桿29及液壓缸30，右搖臂36的另一端鉸接右螺柱座37，右螺柱座37上安裝有螺柱35，右連接桿38的一端鉸接支架31，右連接桿38的另一端鉸接右螺柱座37。螺柱35與螺桿19相匹配，螺柱35與螺桿19相互螯合，當螺桿19旋轉時，螺柱35與螺桿19能夠發生相對移動。由于螺桿19固定不動，故螺柱35能夠沿著螺桿19上下移動，從而帶動升降連接件7上下移動。工作原理如下:控制臺2啟動液壓缸30，液壓缸30帶動左搖桿機構與右搖桿機構相向運動，使得兩個螺柱35共同夾緊螺桿19，實現升降功能。同時，升降段6內安裝有電子探頭21。電子探頭21能夠監測升降段6內的運行工況并直觀的反映給工作人員，可及時監測故障，及時作出調整，延長其使用壽命。
[0031]水平輸送機構14的上端設有第二開口(圖中未標出)，第二開口的兩端設有擋板15。水平輸送機構14內安裝有輸送電機45，輸送電機45與控制臺2相匹配，輸送電機45上連接有主動輪46，主動輪46上連接有導帶42，導帶42的另一端連接有從動輪47 ;導帶42上設有桿件固定座43，桿件固定座43內設有伸縮夾鉗44，伸縮夾鉗44與控制臺2相匹配。其工作過程如下:首先工作人員預先將鉆桿或者鉆具通過第二開口擺放至桿件固定座43內，控制臺2控制伸縮夾鉗44夾緊鉆桿或鉆具。當工作時，啟動輸送電機45，鉆桿或鉆具隨著導帶42運動，實現水平輸送功能。擋板15能夠控制鉆桿與鉆具的位移范圍，避免其位置跑偏。
[0032]以上僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的技術特征并不局限于此。任何以本實用新型為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，包括底座、升降臂及水平輸送機構，所述升降臂固定于所述底座上，所述水平輸送機構連接于所述底座的一側，其特征在于:所述底座上設有控制臺；所述升降臂中空，所述升降臂的下端設有旋轉盤，所述旋轉盤與所述控制臺相匹配，所述旋轉盤固定于所述底座上；所述升降臂包括升降段及驅動段，所述驅動段內安裝有驅動箱，所述驅動箱內包括有驅動電機、蝸輪及蝸桿，所述驅動電機固定于所述驅動箱內，所述驅動電機與所述控制臺相匹配，所述驅動電機上連接有蝸桿，所述蝸桿與所述蝸輪相匹配，所述蝸桿與所述蝸輪相互螯合；所述蝸輪上連接有螺桿，所述螺桿的上端位于所述升降段內；所述升降段上滑動連接有升降連接件，所述升降連接件包括連接頭、升降頭及中間塊，所述連接頭及所述升降頭分別連接于所述中間塊的兩端，所述中間塊上設有紅外線反射板，所述升降段的上端設有紅外線測距離傳感器，所述紅外線反射板與所述紅外線測距離傳感器相匹配；所述升降頭位于所述升降段內，所述升降頭包括液壓缸、平衡機構及搖桿機構，所述液壓缸與所述控制臺相匹配，所述液壓缸的兩端分別鉸接所述平衡機構的兩端，所述搖桿機構包括左搖桿機構與右搖桿機構，所述左搖桿機構與所述右搖桿機構分別鉸接于所述液壓缸的兩端，所述左搖桿機構與所述右搖桿機構分別鉸接于所述平衡機構的兩端；所述左搖桿機構與所述右搖桿機構上均連接有螺柱，所述螺柱與所述螺桿相匹配； 所述水平輸送機構內安裝有輸送電機，所述輸送電機與所述控制臺相匹配，所述輸送電機上連接有主動輪，所述主動輪上連接有導帶，所述導帶的另一端連接有從動輪；所述導帶上設有桿件固定座，所述桿件固定座內設有伸縮夾鉗，所述伸縮夾鉗與所述控制臺相匹配。2.根據權利要求1所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述升降段內安裝有電子探頭。3.根據權利要求1所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述驅動段內的兩端設有立柱，所述驅動箱的兩端均設有緊固件，所述緊固件固定于所述立柱。4.根據權利要求1所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述升降段上設有第一開口，所述第一開口處設有滑桿，所述中間塊上設有滑動套環，所述滑桿與所述滑動套環相匹配，所述滑動套環連接所述升降頭。5.根據權利要求1所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述左搖桿機構包括支架、左搖臂、左螺柱座及左連接桿，所述支架的左端鉸接所述左搖臂，所述左搖臂的一端鉸接所述平衡機構及所述液壓缸，所述左搖臂的另一端鉸接所述左螺柱座，所述左螺柱座上安裝有所述螺柱，所述左連接桿的一端鉸接所述支架，所述左連接桿的另一端鉸接所述左螺柱座。6.根據權利要求1所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述右搖桿機構包括支架、右搖臂、右螺柱座及右連接桿，所述支架的右端鉸接所述右搖臂，所述右搖臂的一端鉸接所述平衡機構及所述液壓缸，所述右搖臂的另一端鉸接所述右螺柱座，所述右螺柱座上安裝有所述螺柱，所述右連接桿的一端鉸接所述支架，所述右連接桿的另一端鉸接所述右螺柱座。7.根據權利要求1所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述水平輸送機構的上端設有擋板。8.根據權利要求7所述一種應用于油田開采的鐵鉆工升降機構，其特征在于:所述水平輸送機構的上端設有第二開口，所述第二開口與所述導帶相互配合，所述第二開口的兩端設有所述擋板。
【文檔編號】E21B19-16GK204299503SQ201420655421
【發明者】連宏, 賓建軍, 劉廷鵬, 張澗 [申請人]杭州海勒科技有限公司