管具卧排机械手设计与分析
常规自动化管具排放系统是自动化钻井设备的重要组成部分,它能够通过动力猫道、二层台机械手及扶正机械手完成起下钻过程中管具的抓取、移动等操作,该系统主要应用于处理立根的钻机。随着钻井技术的发展,井下工具寿命时间增长,起下钻频率越来越低,因此,在浅井或中深井中单根钻机的应用越来越广泛。
若单根钻机配置上述常规自动化管具排放系统,则需要设计相应的二层台和立根盒结构,使得钻台底座和井架模块变大,并且井架承载严重,不利于钻机的快速移运和搬迁。针对上述单根钻机自动化管具排放系统存在的问题,本文提出了一种管具卧排机械手,该机械手能从钻台下方将位于卧式排放架的管具起升运往井口,实现对管具的自动抓取、翻转、移动和对中等基本动作,直接将管具移送至顶驱下方,替代了动力猫道、二层台机械手及扶正机械手,并简化了自动化管具排放流程。
本文主要内容包括以下几个方面:根据管具卧排机械手的功能确定了其结构由臂部和两组由8只夹持手指错位组成的末端夹持器构成。根据管具特征设计了末端夹持器,其中采用了连杆与夹持手指组成的机构实现了末端夹持手指的同步运动,根据钻机特征和管具位置设计了机械手臂部的结构尺寸 ...