一種排管機行走系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及石油鉆采設備機械制造【技術領域】，特別涉及一種排管機行走系統；其包括：上導軌、下導軌、上行走小車、下行走小車、立柱，所述上行走小車和所述下行走小車之間通過立柱連接；所述立柱下端與所述下行走小車間采用柔性鉸點連接，所述立柱上端與所述上行走小車間采用柔性鉸點連接并保留立柱的軸向自由度，所述立柱上端設置有限制所述上行走小車與所述下行走小車之間所述立柱最長長度的限制塊；本實用新型的目的在于提供一種允許排管機立柱有一定傾斜、降低控制系統的控制精度、節約成本、防傾覆、對系統失效提供機械保護的排管機行走系統。
【專利說明】一種排管機行走系統
[0001]【技術領域】
[0002]本實用新型涉及石油鉆采設備機械制造【技術領域】，特別涉及一種排管機行走系統。
【背景技術】
[0003]排管機是海洋鉆井平臺管子處理系統中最繁忙的設備，用于鉆臺管子儲存區與井口之間往返抓取和排放管子。為適應鉆柱及其他管具的長度，排管機立柱的高度通常會超過30米到40米。如果位于排管機立柱兩端的下行走小車和上行走在工作中產生誤差不同步或失效時，排管機立柱就會傾斜甚至傾覆，導致設備損壞。
[0004]現有的立柱上下導軌式排管機行走系統采用機械同步或者編碼器同解決排管機下行走小車和上行走小車同步性，對于排管機出現同步性失效、行走系統失效引起的傾斜、傾覆沒有機械性保護裝置。機械同步解決方式是將下行走小車與上行走小車通過一根同步軸連接到一起，由一個驅動源同時驅動下行走小車和上行走小車，從而實現同步行走。機械同步缺點在于下行走小車、上行走小車與立柱之間采用剛性連接，設備制作難度較大；同步軸不僅增加整個設備重量，而且同步軸布置在排管機立柱里面，不方便安裝和維修；而且剛性連接在排管機出現故障立柱傾斜時，容易對下行走小車和上行走小車造成破壞。編碼器同步是采用絕對值編碼器分別對下行走小車和上行走小車進行控制，由編碼器反饋下行走小車和上行走小車的位移、速度。當出現下行走小車和上行走小車出現不同步并未超出系統設定值時，由系統控制下行走小車和上行走小車的行走速度，以實現快等慢的控制方法；當超出系統設定值，系統自動報警停車，起到對設備的保護作用；編碼器同步的不足在于排管機工作時立柱可能處于傾斜狀態，立柱產生軸向的長度差得不到補充；編碼器失效時，排管機容易出現傾覆事故造成設備損壞。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種允許排管機立柱有一定傾斜、降低控制系統的控制精度、節約成本、防傾覆、對系統失效提供機械保護的排管機行走系統。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案:
[0007]—種排管機行走系統，其包括:上導軌、下導軌、上行走小車、下行走小車、立柱，所述下導軌安裝在鉆臺面上，所述上導軌安裝在井架上，所述上行走小車安裝在所述上導軌上，所述下行走小車安裝在所述下導軌上，所述上行走小車和所述下行走小車之間通過立柱連接；所述立柱下端與所述下行走小車間采用柔性鉸點連接，所述立柱上端與所述上行走小車間采用柔性鉸點連接并保留立柱的軸向自由度，所述立柱上端設置有限制所述上行走小車與所述下行走小車之間所述立柱最長長度的限制塊；采用柔性鉸點的連接方式，允許排管機立柱有一定傾斜，由于保留了立柱的軸向自由度，使立柱傾斜后軸向的長度差能夠得到補償，避免了剛性連接在立柱傾斜時造成的破壞，這樣做也降低了控制系統的控制精度，節約成本，而所述立柱上端設置的限制塊，也在系統失效時提供機械保護，防止了設備的傾覆和損壞。
[0008]優選的技術方案，所述立柱上端與所述上行走小車間的柔性鉸點連接包括關節軸承，所述立柱上端固定有與其同軸向的連接管，所述關節軸承安裝在所述上行走小車下端，所述連接管穿過所述關節軸承并與其配合，所述限制塊為定位螺母，所述定位螺母安裝在所述連接管上端穿過所述關節軸承的部分，所述關節軸承的設置，使所述立柱與所述上行走小車之間形成一個柔性鉸點，所述連接管的設置方式，保證了所述立柱的軸向自由度。
[0009]優選的技術方案，所述上行走小車上安裝有可伸縮式萬向聯軸器，所述可伸縮式萬向聯軸器下端與所述連接管頂部連接，所述立柱在實際運作過程中的回轉運動通過所述連接管和所述可伸縮式萬向聯軸器傳遞給所述上行走小車，配合所述上行走小車上的編碼器對所述上行走小車的行走進行控制。
[0010]優選的技術方案，所述立柱下端與所述下行走小車間的采用柔性鉸點連接包括萬向節，所述立柱通過萬向節與所述下行走小車連接，萬向節的設定使所述立柱與所述下行走小車之間形成一個柔性鉸點，避免了剛性連接在立柱傾斜時造成的破壞。
[0011]優選的技術方案，所述上行走小車、所述下行走小車分別獨立驅動自身移動。
[0012]優選的技術方案，所述上行走小車、所述下行走小車上配備雙編碼器系統進行反饋控制。
[0013]優選的技術方案，所述上行走小車上通過行走組件與所述上導軌連接，所述行走組件為輪組，其分布在所述上行走小車周圍，所述輪組與所述上導軌配合。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的有益效果:
[0015]允許排管機立柱有一定傾斜、降低控制系統的控制精度、節約成本、防傾覆、對系統失效提供機械保護。
[0016]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0017]圖1是本實用新型結構正視圖。
[0018]圖2是本實用新型結構側視圖。
[0019]圖3是本實用新型立柱與上行走小車連接處的結構示意圖。
[0020]圖4是本實用新型上行走小車和下行走小車同步運行和不同步運行的示意圖。
[0021]圖5是本實用新型立柱傾覆臨界點的示意圖。
[0022]圖6是圖2中A處局部放大圖。
[0023]圖7是圖5中B處局部放大圖。
[0024]圖8是圖4中C處局部放大圖。
[0025]圖9是圖4中D處局部放大圖。
[0026]圖中標記:1-下導軌，2-下行走小車，3-立柱，4-上導軌，5-上行走小車，6_萬向節，7-連接管，8-關節軸承，9-定位螺母，10-可伸縮式萬向聯軸器，11-行走組件。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0028]實施例1
[0029]根據圖1，一種排管機行走系統，其包括:上導軌4、下導軌1、上行走小車5、下行走小車2、立柱3，所述下導軌I安裝在鉆臺面上，所述上導軌4安裝在井架上且高于管具立根高度，所述上行走小車5安裝在所述上導軌4上，所述下行走小車2安裝在所述下導軌I上，所述上行走小車5和所述下行走小車2之間通過立柱3連接；
[0030]根據圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、，所述立柱3上端固定有與其同軸向的連接管7，所述上行走小車5下端安裝有關節軸承8，所述連接管7穿過所述關節軸承8并與其配合，所述連接管7上端穿過所述關節軸承8的部分安裝有定位螺母9，所述關節軸承8的設置，使所述立柱3與所述上行走小車5之間形成一個柔性鉸點，所述連接管7的設置方式，保證了所述立柱3的軸向自由度，所述定位螺母9的設置使所述立柱3的軸向自由度保持在一個范圍，由于立柱3傾斜時，所述連接管7伸出所述上行走小車5的部分會增長，所述定位螺母9的設定保證了立柱3不會因為過度傾斜而使連接管7脫離定位螺母9的配合，從而使設備傾覆；
[0031]所述上行走小車5上安裝有可伸縮式萬向聯軸器10，所述可伸縮式萬向聯軸器10下端與所述連接管7頂部連接，所述立柱3通過萬向節6與所述下行走小車2連接，所述上行走小車5、所述下行走小車2分別獨立驅動自身移動，所述上行走小車5、所述下行走小車2上配備雙編碼器系統進行反饋控制，所述上行走小車5上通過行走組件11與所述上導軌4連接，所述行走組件11為輪組，其分布在所述上行走小車5周圍，所述輪組與所述上導軌4配合。
[0032]所述下行走小車2和上行走小車5采用獨立驅動單元，下行走小車2和上行走小車5配備雙編碼器系統進行反饋控制，當一個編碼器系統出現故障時，另一個編碼器系統能自動替代其工作，并發出故障報警；這樣就避免在設備有故障時的危險操作，使控制系統更加穩定；所述連接管7和立柱3間采用螺栓連接，方便安裝和調整；所述定位螺母9在連接管7上初始安裝位置是可調節的；通過調整定位螺母9的初始安裝位置和連接管7與立柱3連接高度，可以調整定位螺母9到關節軸承8之間的距離；當下行走小車2、上行走小車5行走出現不同步時，立柱3會傾斜；立柱3傾斜會在與下行走小車2、上行走小車5連接產生一定的角度；與此同時，立柱3傾斜會產生沿軸向的長度差；所述立柱3與下行走小車2、上行走小車5間都采用柔性鉸點連接，使立柱3傾斜后軸向的長度差能夠得到補償，很好的釋放了立柱3傾斜產生的角度；可伸縮式萬向聯軸器10此時也會自動補償，將回轉運作有效傳遞；當行走控制失效時，立柱3傾覆，定位螺母9到關節軸承8之間的距離將全部補償立柱3傾覆產生的軸向長度差；此時定位螺母9與關節軸承8接觸，立柱3和管具的重量將會有一半的載荷通過連接管7、定位螺母9作用到關節軸承8上，利用關節軸承8軸向載荷和徑向載荷承載特點，將載荷通過行走組件11傳遞到上導軌4，很好的防止了立柱3的傾覆。
[0033]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種排管機行走系統，其包括:上導軌、下導軌、上行走小車、下行走小車、立柱，所述下導軌安裝在鉆臺面上，所述上導軌安裝在井架上，所述上行走小車安裝在所述上導軌上，所述下行走小車安裝在所述下導軌上，所述上行走小車和所述下行走小車之間通過立柱連接；其特征在于，所述立柱下端與所述下行走小車間采用柔性鉸點連接，所述立柱上端與所述上行走小車間采用柔性鉸點連接并保留立柱的軸向自由度，所述立柱上端設置有限制所述上行走小車與所述下行走小車之間所述立柱最長長度的限制塊。
2.根據權利要求1所述的一種排管機行走系統，其特征在于，所述立柱上端與所述上行走小車間的柔性鉸點連接包括關節軸承，所述立柱上端固定有與其同軸向的連接管，所述關節軸承安裝在所述上行走小車下端，所述連接管穿過所述關節軸承并與其配合，所述限制塊為定位螺母，所述定位螺母安裝在所述連接管上端穿過所述關節軸承的部分。
3.根據權利要求1所述的一種排管機行走系統，其特征在于，所述上行走小車上安裝有可伸縮式萬向聯軸器，所述可伸縮式萬向聯軸器下端與所述連接管頂部連接。
4.根據權利要求1所述的一種排管機行走系統，其特征在于，所述立柱下端與所述下行走小車間的采用柔性鉸點連接包括萬向節，所述立柱通過萬向節與所述下行走小車連接。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種排管機行走系統，其特征在于，所述上行走小車、所述下行走小車分別獨立驅動自身移動。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種排管機行走系統，其特征在于，所述上行走小車、所述下行走小車上配備雙編碼器系統進行反饋控制。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的一種排管機行走系統，其特征在于，所述上行走小車上通過行走組件與所述上導軌連接，所述行走組件為輪組，其分布在所述上行走小車周圍，所述輪組與所述上導軌配合。
【文檔編號】E21B19/15GK203476252SQ201320605277
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】何波, 高杭, 李志剛, 常健, 于芳 申請人:四川宏華石油設備有限公司