一種液壓貓道推管驅動機構的制作方法

本發明涉及石油鉆井機械領域，尤其是鉆具（鉆桿、油管、套管等）上下鉆井平臺的輸送機械。

背景技術：

石油鉆井場鉆具上下鉆臺的裝置叫液壓坡道及鉆桿排放系統，或簡稱動力貓道。國外在上世紀六十年代已開始動力貓道的研究，最初研制出了可編程管子處理系統，首先應用于海洋鉆井平臺。海洋鉆井平臺作業空間小，操作人員少，設備不需經常拆裝，但自動化要求高。因此，可編程管子處理系統應用于海洋鉆井平臺取得了顯著的效果。

隨著科學技術的發展，為了能夠擴大市場和滿足不同客戶的要求，本世紀初國外開始研究開發適用于陸上石油鉆井平臺的鉆桿上下鉆臺及排放自動化貓道，并且在種類、型號上也開始多元化。經過數十年的發展，我國鉆機技術水平已有重大突破，產品質量穩步提高，除了滿足國內石油鉆探需要外還成批量出口到歐美、中東、前蘇聯和亞非等地區，但與之配套的石油鉆機輔助設備如鉆具輸送裝置等由于研究起步晚，目前我國鉆機在鉆井過程中，鉆桿的上下通過設置于貓道上的兩臺氣動絞車，以工人手工操作（裝拆卡住鉆桿的吊卡）配合貓道上氣動絞車采用拉、拽的方式進行。這種鉆桿上下鉆臺的方式需要的操作人員多、效率低、工人勞動強度大、安全性差，鉆桿損壞嚴重。

近年來國內少數石油機械制造廠商開始開發鉆桿自動輸送動力貓道，但大部分都是仿制國外技術且屬于低檔產品，如鋼絲繩牽引式動力貓道、簡單舉升式動力貓道，與國外同類產品相比存著自動化程度低、運行過程中貓道的振動和噪聲大，運行不平穩、裝備可靠性差等缺點，難以進入批量生產和工程化應用，與鉆機的整體技術水平不相稱，使得我國石油鉆探裝備的成套率低，不能滿足國際上高端市場的需求，難以在國際市場競爭中贏得商機。特別是俄羅斯，要求鉆機全部配套鉆具自動輸送貓道。另一方面，近年來國內一些石油鉆探企業如中石化、中國石油、中海油等具有石油鉆探能力的企業積極參與國際油田勘探業務的招投標。而國際招標方從安全、工期、勞動保護等方面考慮，要求投標方必須具備鉆桿自動輸送裝具等施工裝備，并且作為投標資質不可或缺的必備條件，在此要求下，中國企業不得不購買國外昂貴的鉆具自動輸送液壓坡道，或以極高的代價租賃國外設備。

技術實現要素：

本發明針對以上問題，提供了一種啟停平穩，運行可靠、制造成本低廉，維護方便的液壓貓道推管驅動機構。

本發明的技術方案是：包括框架和桁架，所述桁架通過升降機構設在框架的上方；

所述桁架具有一對對稱設置的C形體一，所述C形體一的口部朝內設置，所述桁架的一對C形體一內滑動連接設有滑車，所述滑車上設有推管小車。

所述滑車包括一對對稱設置的C形體二和一V形體，所述C形體二的口部朝外設置，所述V形體的兩頂端分別設有延伸體，所述V形體通過兩端延伸體連接在一對C形體二的上部之間；

還包括液壓馬達一、主鏈輪一、從鏈輪一和鏈條一，所述液壓馬達一固定在桁架的尾部，所述主鏈輪一連接在液壓馬達一的輸出軸上，所述從鏈輪一通過從動軸連接在桁架的頭部，所述鏈條一呈直線形且繞設在主鏈輪一和從鏈輪一上，所述鏈條一的兩端分別拉緊塊，所述拉緊塊連接在滑車的一對C形體二之間，所述拉緊塊位于V形體的下方。

還包括拖輪系統，所述拖輪系統設在桁架上、且用于支撐滑車，所述拖輪系統包括一對對稱設置的拖輪組件，所述拖輪組件包括支撐座和滑輪，所述滑輪設在支撐座上，所述滑輪接觸滑車的C形體二。

還包括液壓馬達二、主鏈輪二、從鏈輪二和鏈條二，所述液壓馬達二設在滑車的尾部，所述液壓馬達二具有雙輸出軸、且兩端分別連接主鏈輪二，所述從鏈輪二具有一對且通過從動軸連接在滑車的頭部，所述主鏈輪二一一對應從鏈輪二，所述鏈條二呈環形且繞設在主鏈輪二和從鏈輪二上，所述鏈條二位于C形體二的口部，所述鏈條二通過連接板連接推管小車。

所述推管小車的底部設有滑座，所述滑座內設有T形槽，所述V形體的兩端延伸體分別位于滑座的T形槽內，所述連接邊連接在滑座的底面。

所述T形槽的兩端內壁上分別設有滾針平面軸承。

還包括一對擋輪，一對擋輪分別一一設在C形體一的口部，所述擋輪位于C形體二的口部內。

所述升降機構包括升降組一和升降組二，所述升降組一和升降組二分別連接在桁架的兩端。

本發明在工作中，當桁架向上推舉到上止點位置，液壓馬達一順時針轉動，帶動主鏈輪一順時針旋轉，鏈條一帶動拉緊塊驅動滑車向前移動到前止點位置；雙輸出軸液壓馬達二順時針旋轉，帶動主鏈輪二順時針旋轉，鏈條二帶動連接板驅動推管小車向前移動到前止點位置，將鉆桿沿滑車上V形體內的凹槽頂出，此時鉆機上的機械手夾住鉆桿一端將鉆桿取走，完成向前輸管一個行程。本發明結構緊湊，安全性高。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖，

圖2是圖1的動作過程圖，

圖3是圖2中A-A面的旋轉放大圖，

圖4是圖2中B-B面的旋轉放大圖，

圖5是圖3中C-C面的剖視圖，

圖6是圖4中E處的局部放大圖；

圖中1是桁架，100是C形體一，2是拖輪系統，21是支撐座，22是滑輪，3是液壓馬達一，41是主鏈輪一，42是從鏈輪一，5是鏈條一，6是拉緊塊，7是擋輪，8是滑車，81是C形體二，82是V形體，83是延伸體，9是液壓馬達二，10是主鏈輪二，11是鏈條二，12是連接板，13是平面滾針軸承，14是推管小車，15是框架，161是升降組一，162是升降組二，17是滑座，170是T形槽，18是鉆桿。

具體實施方式

本發明如圖1-6所示，包括框架15和桁架1，所述桁架通過升降機構設在框架的上方；所述桁架1具有一對對稱設置的C形體一100，所述C形體一的口部朝內設置，所述桁架的一對C形體一內滑動連接設有滑車8，所述滑車上設有推管小車14。工作中，桁架升起，滑車滑動，再推管小車將鉆桿頂出。

所述滑車8包括一對對稱設置的C形體二81和一V形體82（用于放置鉆具，如鉆桿等），所述C形體二的口部朝外設置，所述V形體的兩頂端分別設有延伸體83，所述V形體通過兩端延伸體連接在一對C形體二的上部之間；

還包括液壓馬達一3、主鏈輪一41、從鏈輪一42和鏈條一5，所述液壓馬達一3固定在桁架1的尾部，所述主鏈輪一41連接在液壓馬達一的輸出軸上，所述從鏈輪一42通過從動軸連接在桁架的頭部，工作中，從動軸設在桁架的頭部，從鏈輪一設在從動軸上；所述鏈條一5呈直線形且繞設在主鏈輪一和從鏈輪一上，所述鏈條一的兩端分別拉緊塊6，所述拉緊塊連接在滑車的一對C形體二之間，所述拉緊塊位于V形體的下方。滑車通過鏈輪傳動連接在桁架上，鏈條一通過拉緊塊帶動滑車動作，方便操作，運行平穩。

還包括拖輪系統2，所述拖輪系統設在桁架1上、且用于支撐滑車，所述拖輪系統包括一對對稱設置的拖輪組件，所述拖輪組件包括支撐座21和滑輪22，所述滑輪設在支撐座上，所述滑輪接觸滑車的C形體二；設置拖輪系統，起到可靠支撐滑車，使得滑車運動穩定。

還包括液壓馬達二9、主鏈輪二10、從鏈輪二和鏈條二11，所述液壓馬達二9設在滑車的尾部，所述液壓馬達二9具有雙輸出軸、且兩端分別連接主鏈輪二10，所述從鏈輪二具有一對且通過從動軸連接在滑車的頭部，工作中，從動軸設在滑車的頭部，從鏈輪二設在從動軸上動作；所述主鏈輪二一一對應從鏈輪二，所述鏈條二呈環形且繞設在主鏈輪二和從鏈輪二上，所述鏈條二11位于C形體二的口部，所述鏈條二11通過連接板12連接推管小車。推管小車通過鏈輪傳動連接在滑車上，結構緊湊，啟停平穩，動作可靠。

所述推管小車的底部設有滑座17，所述滑座內設有T形槽170，所述V形體的兩端延伸體分別位于滑座的T形槽內，所述連接邊連接在滑座的底面；使得推管小車與滑車定位可靠，便于推管小車動作。

如圖6所示，所述T形槽170的兩端內壁上分別設有滾針平面軸承13，滾針平面軸承的滾針分別接觸滑車上延伸體的上表面、側面和下表面，使得推管小車滑動可靠。

還包括一對擋輪7，一對擋輪分別一一設在C形體一的口部，所述擋輪位于C形體二的口部內，使得滑車在前進、后退過程中不跑偏，動作可靠。

所述升降機構包括升降組一161和升降組二162，所述升降組一和升降組二分別連接在桁架的兩端；設置升降組一和升降組二（可為液壓缸、氣缸等等），兩者升降不同的高度，便于桁架傾斜，便于輸管。

本發明的工作過程為：

一、向前推管：

當桁架向上推舉到上止點位置，液壓馬達一3（即針擺減速液壓馬達）順時針轉動，帶動主鏈輪一4順時針旋轉，鏈條一5帶動拉緊塊6驅動滑車8向前移動到前止點位置；液壓馬達二9（即蝸輪減速雙軸輸出液壓馬達）順時針旋轉，帶動主鏈輪二10順時針旋轉，鏈條二11帶動連接板12驅動推管小車14向前移動到前止點位置，將鉆桿18沿滑車的V形體內的凹槽頂出，此時鉆機上的機械手夾住鉆桿一端將鉆桿取走，完成向前輸管一個行程。

二、向后推管：

推管小車14到達前止位，鉆機上的機械手將鉆桿送至滑車8上V形體的凹槽內，鉆桿沿凹槽下滑至推管小車的擋板位置，液壓馬達二9（即蝸輪減速雙軸輸出液壓馬達）逆時針旋轉，帶動主鏈輪二10逆時針旋轉，鏈條二11帶動連接板12驅動推管小車14向后移動到后止點位置，鉆桿全部落入滑車8的凹槽內；液壓馬達一3（即針擺減速液壓馬達）逆時針轉動，帶動主鏈輪一4逆時針旋轉，鏈條一5帶動拉緊塊6驅動滑車8向前移動到后止點位置；完成向后輸管一個行程。

本發明具有以下優點：

1、采用針擺減速液壓馬達和蝸輪減速雙軸輸出液壓馬達，結構緊湊，啟停平穩，扭矩大，可無極調速；與升降機構均由液壓站提供動力，運行平穩可靠，振動小噪音低，安全性高；

2、采用鏈輪、鏈條傳動，制造成本低，維護保養方便；

3推管采用二級推送，滑車行走距離可在0~3800mm之間自由調節；推管小車行走距離可在0~5000mm之間自由調節（鉆桿長度標準8~10.5m）；有限空間的結構保證最大化的推管距離。

3、采用托輪系統支撐滑車，雙鏈驅動滑車運行，擋輪進行機械糾偏，確保滑車運行平穩，流暢；

4、雙鏈條驅動推管小車，同時在滑車和推管小車滑軌接觸面增加滾針平面軸承，保證推管小車運行平穩，過程中推管小車與滑車接觸面保持滾動接觸，減少摩擦，避免推管小車與滑車卡頓，導致設備故障。