一种高架猫道的制作方法

1.本发明涉及油气钻修井技术领域，特别涉及一种高架猫道。


背景技术：

2.在油气田钻修井机作业过程中，需要将钻杆、钻铤、套管、油管等杆具输送到台面，现有的输送设备主要为猫道，猫道从最原始最普通的机械结构形式演化到现在所采用的自动化猫道。
3.现有的自动化猫道主要有液压驱动和电驱动形式，液压驱动通过低位安装液压缸举升箱型横梁，将箱型横梁中杆具输送到高位的钻台面，电驱动是通过电机、减速器等传动机构，利用坡道将横梁拖动爬升到钻台面，两种形式都需要采用箱型横梁，横梁重量是杆具的很多倍，体积较大，搬家困难，从低位至高位的传送过程消耗极多的能量且效率较低，导致钻修井机工作成本较高，同时，随着目前钻修井作业机防喷作业安全要求提高，防喷器组合要求增加，钻修井机台面随之升高，进一步的增加了其体积和工作能耗。
4.所以，目前亟需要一种技术方案，以解决现有自动化猫道体积较大、搬家困难、能耗较大的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：针对背景技术中存在的问题，提供了一种高架猫道。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高架猫道，包括桁架机构和伸缩传送机构，所述桁架机构设置有横移滑车，所述伸缩传送机构通过第一旋转臂与所述横移滑车铰接，通过第二旋转臂与所述桁架机构铰接，所述第二旋转臂连接第一动力机构，所述第一动力机构用于驱动所述第二旋转臂与所述桁架机构铰接转动。
7.本发明的一种高架猫道，通过桁架机构能够将伸缩传送机构支撑保持在一定高度，只需要将杆具提升到伸缩传送机构台面，配合伸缩传送机构的摆升动作和伸缩动作，实现将杆具从低位运送至钻台面的过程，改变了原有液压或电驱动力直接作用在盛装杆具的箱型横梁的结构，实现节能降耗的目的，同时，通过设置伸缩传送机构，减少了原有箱型横梁的重量，进一步减少杆具传送的能耗，且优化了猫道结构，使杆具传送效率更高。
8.作为本发明的优选方案，所述桁架机构底部设置支撑机构，所述支撑机构包括底座和若干撑杆，所述撑杆顶部与所述桁架机构可拆卸连接，底部与所述底座可拆卸连接，所有所述撑杆能够构成若干平行四边形支架区和至少一个三角形支架区。多撑杆结构的支撑机构结构简单，顶端通过铰接结构与桁架机构可拆卸连接，底端通过铰接结构与底座可拆卸连接，使支撑机构能够与桁架机构进行折叠收拢，实现高架猫道在运输过程中的小型化，适应于油气田钻修井机经常搬家的特点，满足运输需求，且现场安装时，能够通过将桁架机构吊装到位后，再用撑杆进行固定，方便高架猫道的现场安装。
9.作为本发明的优选方案，所述高架猫道还包括举升机构和转移机构，所述举升机
构设置在所述桁架机构四周侧，所述转移机构设置在所述桁架机构顶侧，所述举升机构上滑动设置举升滑车，所述转移机构用于杆具在所述举升滑车和所述伸缩传送机构之间的转移。通过举升机构实现杆具的水平举升和下放，通过转移机构实现杆具在举升滑车与伸缩传送机构之间的转移，实现杆具在低位和高位之间的安全、快速、稳定传送，传送路径唯一，确保杆具传送过程的安全性，提高传送效率。
10.作为本发明的优选方案，所述举升机构包括举升臂，所述举升臂上设置有传动机构，所述举升滑车设置在所述传动机构上。所述传动机构用于带动所述举升滑车沿竖直方向移动。
11.作为本发明的优选方案，所述传动机构包括齿轮齿条机构和/或链轮链条机构，所述传动机构连接制动器。所述制动器用于在遇到紧急情况时对举升滑车进行及时刹车，确保传送安全。
12.作为本发明的优选方案，所述举升机构为至少两个，两个所述举升机构相对设置在所述伸缩传送机构传送方向的两侧，每一所述举升机构对应设置至少一个所述转移机构，相对设置的两个所述举升机构独立工作，单侧控制，一侧工作时，另一侧的举升滑车停留于高位。使该高架猫道能够适应于不同摆放环境下的杆具的快速、安全传送运输。
13.作为本发明的优选方案，所述转移机构包括第一转移臂和第二转移臂，所述第一转移臂与所述桁架机构铰接，所述第二转移臂与所述伸缩传送机构顶侧铰接，所述第一转移臂和所述第二转移臂分别连接第二动力机构。所述第二动力机构用于驱动所述第一转移臂与所述桁架机构铰接转动，驱动所述第二转移臂与所述伸缩传送机构顶侧铰接转动。
14.作为本发明的优选方案，所述伸缩传送机构包括传动连接的基座和滑臂，所述基座与所述第一旋转臂和所述第二旋转臂铰接连接，所述滑臂滑动设置在所述基座上，所述第二转移臂铰接连接在所述滑臂上，所述第二转移臂上设置用于限制杆具移动的卡槽。
15.作为本发明的优选方案，所述滑臂为至少两段，相邻所述滑臂之间传动连接。组成多级伸缩传动结构，实现杆具沿自身长度方向的传送。
16.作为本发明的优选方案，所述第一动力机构和所述第二动力机构包括伸缩缸。
17.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、通过桁架机构能够将伸缩传送机构支撑保持在一定高度，只需要将杆具提升到伸缩传送机构台面，配合伸缩传送机构的摆升动作和伸缩动作，实现将杆具从低位运送至钻台面的过程；2、改变了原有液压或电驱动力直接作用在盛装杆具的箱型横梁的结构，实现节能降耗的目的，使杆具传送成本更低；3、通过设置伸缩传送机构，减少了原有箱型横梁的重量，进一步减少杆具传送的能耗；4、优化了猫道结构，使杆具传送效率更高；本发明其他实施方式的有益效果是：1、多撑杆结构的支撑机构结构简单，使支撑机构能够与桁架机构进行折叠收拢，实现高架猫道在运输过程中的小型化，适应于油气田钻修井机经常搬家的特点，满足运输需求，且现场安装时，能够通过将桁架机构吊装到位后，再用撑杆进行固定，方便高架猫道的现场安装；
2、通过举升机构实现杆具的水平举升，通过转移机构将杆具从举升滑车转移至伸缩传送机构上，实现杆具从低位至高位的安全、快速、稳定传送，传送路径唯一，确保杆具传送过程的安全性，提高传送效率。
附图说明
18.图1是实施例1的一种高架猫道工作状态的结构示意图；图2是实施例1的一种高架猫道运输状态的结构示意图；图3是实施例1中所述伸缩传送机构的结构示意图；图4是实施例2的一种高架猫道工作状态的结构示意图；图5是实施例3中所述举升机构的结构示意图；图6是实施例3的一种高架猫道工作状态的结构示意图；图7是实施例4的一种高架猫道的侧视图；图8是图7中a处局部放大的结构示意图；图9是本发明的一种高架猫道工作状态的结构示意图。
19.图标：1-桁架机构，2-伸缩传送机构，21-基座，22-滑臂，23-卡槽，3-横移滑车，4-第一旋转臂，5-第二旋转臂，6-第一动力机构，7-支撑机构，71-底座，72-撑杆，8-举升机构，81-举升滑车，82-举升臂，83-传动机构，84-传动杆，9-转移机构，91-第一转移臂，92-第二转移臂，93-第二动力机构，10-杆具，20-钻台面。
具体实施方式
20.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.实施例1如图1-图4所示，本实施例的一种高架猫道，包括桁架机构1和伸缩传送机构2，所述桁架机构1设置有横移滑车3，所述伸缩传送机构2通过第一旋转臂4与所述横移滑车3铰接，通过第二旋转臂5与所述桁架机构1铰接，所述第二旋转臂5连接第一动力机构6，所述第一动力机构6用于驱动所述第二旋转臂5与所述桁架机构1铰接转动，所述伸缩传送机构2包括传动连接的基座21和滑臂22，所述基座21与所述第一旋转臂4和所述第二旋转臂5铰接连接，所述滑臂22滑动设置在所述基座21上。
23.本实施例的一种高架猫道，桁架机构1为钢框架结构件，呈长方体形状，横移滑车3设置在桁架机构1内横向设置的轨道上，使横移滑车3能够沿轨道横向移动，伸缩传送机构2的的基座21和滑臂22均为与待传送杆具10长度相适应的长条形结构件，基座21尾端通过第一旋转臂4与横移滑车3铰接，基座21中部靠前的底面通过第二旋转臂5与桁架机构1铰接，第二旋转臂5连接第一动力机构6，通过第一动力机构6带动第二旋转臂5相对桁架机构1沿铰接点转动，实现伸缩传送机构2与桁架机构1之间夹角的改变。
24.具体的，本实施例中第一动力机构6优选为伸缩液缸，铰接在第二旋转臂5中部靠
下的位置，如图4所示视角，伸缩液缸伸长时，第二旋转臂5顺时针转动，实现伸缩传送机构2的整体摆升，伸缩传送机构2整体由水平状态被摆升为倾斜状态，第二旋转臂5旋转至竖直再继续旋转时，第一旋转臂4受伸缩传送机构2移动的力带动进行顺时针旋转，支撑伸缩传送机构2尾端抬高，使伸缩传送机构2倾斜度逐渐减小，且保持在被第一旋转臂4和第二旋转臂5举升的高位状态，使得只需要调整伸缩液缸的长度，即可实现对伸缩传送机构2的高度和倾角的调整，使伸缩传送机构2与钻台面高度相适应，通过滑臂22和基座21的传动连接，实现杆具10在伸缩传送机构2和钻台面之间的传送。
25.具体的，第一动力机构6也可以为伸缩电缸。
26.具体的，各铰接点设置为带孔耳板与销轴的组合结构，能够通过销轴的取下和安装实现各铰接点的拆装，方便该高架猫道的组装和拆卸。
27.优选的，本实施例的所述伸缩传送机构2为多级伸缩传送结构，包括基座21和至少两级滑臂22，位于最上层的滑臂22顶部台面设置v型卡槽，用于限制杆具10的移动和滚动，并设置限位块，用于限制杆具沿v型卡槽纵向的移动，相邻滑臂22之间通过齿轮齿条机构和/或链路链条机构进行传动连接，实现杆具10沿自身纵向方向的传送。
28.具体的，以基座21和两级滑臂22为例，基座21上沿纵向设置环形链条，通过连接动力源的链轮驱动旋转，靠近基座21的一级滑臂与环形链条通过齿捏合连接，且一级滑臂与基座21通过带滚轮的导轨滑动连接，二级滑臂设置在一级滑臂上，通过与贯穿且滚动设置在一级滑臂上的齿轮或链轮配合，实现二级滑臂与一级滑臂的相对移动，可根据实际情况，调整滑臂22数量，改变多级伸缩传送结构2长度，使该高架猫道能够适应于不同长度杆具10的传送。
29.本实施例的一种高架猫道，伸缩传送机构2的伸缩传送原理与仓储物流中多级伸缩货叉的伸缩传送原理相似，能够通过滑臂22与滑臂22之间、滑臂22与基座21之间的相对移动过程，实现杆具10沿自身纵向方向的传送移动，实现杆具10在伸缩传送机构2与钻台面之间的来回传送，通过桁架机构1能够将伸缩传送机构2支撑保持在一定高度，只需要将杆具10提升到伸缩传送机构2台面，配合伸缩传送机构2的摆升动作和伸缩动作，实现将杆具10从低位运送至钻台面的过程，改变了原有液压或电驱动力直接作用在盛装杆具10的箱型横梁的结构，结构简单，控制方便，减少了传统杆具10传送过程中箱型横梁的重量，优化了猫道结构，使杆具10传送效率更高，实现了杆具10传送的节能降耗的目的。
30.实施例2如图1-图4所示，本实施例的一种高架猫道，结构与实施例1相同，区别在于：所述桁架机构1底部设置支撑机构7，所述支撑机构7包括底座71和若干撑杆72，所述撑杆72顶部与所述桁架机构1可拆卸连接，底部与所述底座71可拆卸连接，所有所述撑杆72能够构成若干平行四边形支架区和至少一个三角形支架区。
31.本实施例的一种高架猫道，在桁架机构1底部设置多根撑杆72，撑杆72两端设置双耳板结构，分别与底座71和上层桁架机构1上的固定耳板通过销轴铰接，如图1-图2所示，高架猫道运输时，撑杆72之间构成平行四边形支架区，能够将桁架机构1折叠到靠近底座71，满足运输尺寸要求，如图1-图4所示，高架猫道使用时，通过吊车吊装桁架机构到位，吊装后通过调整撑杆与桁架机构的铰接位置，安装斜向安装的撑杆72，使撑杆72之间构成至少一个三角形支架区，将桁架机构1通过撑杆72支撑在工作状态的高位，保持桁架机构1和伸缩
传送机构2在高位状态的稳定设置，方便高架猫道的运输和现场安装。
32.实施例3如图6-图9所示，本实施例的一种高架猫道，结构与实施例1相同，区别在于：所述高架猫道还包括举升机构8和转移机构9，所述举升机构8设置在所述桁架机构1沿杆具10长度方向的左侧或右侧，所述转移机构9设置在所述桁架机构1顶侧，所述举升机构8上滑动设置举升滑车81，所述转移机构9用于将杆具10从所述举升滑车81转移至所述伸缩传送机构2上。
33.具体的，本实施例的举升机构8优选包括两个排列设置的举升臂82，每个举升臂82包括平行设置的两个竖向导轨，每个举升臂82的两个竖向导轨之间分别设置上部链轮和下部链轮，并张紧环形链条，上部链轮和下部链轮分别固定在对应的轴承座上，通过轴承座固定在对应的竖向导轨上，上部链轮输入端通过联轴器连接传动杆84，传动杆84通过联轴器连接电机减速器的输出轴，每个举升臂82上的举升滑车81两侧与竖向导轨滑动连接，中部与链条可拆卸连接，举升滑车81上设置能够托举卡持杆具10的凹槽部，通过电机减速器带动链轮旋转，实现两个举升臂82上举升滑车81的同步提升和下放，从而实现钻杆、套管、油管、钻铤等杆具10的稳定提升或下放，使杆具10被传送至位于转移机构9的操作范围内，能够通过转移机构9将杆具10从举升滑车81传送至伸缩传送机构2，或，从伸缩传送机构2传送至举升滑车81。
34.优选的，举升臂82的数量可根据实际情况进行调整，可以设置为一个也可以设置为多个，设置为一个时，通过调整两个竖向导轨之间的距离，增加举升滑车81上凹槽部的长度，实现杆具10的稳定托举，设置为多个时，纵向相邻的所有举升臂上的传动机构83通过上述传动杆84传动连接，每个举升臂82上分别设置举升滑车81，实现不同长度的杆具的多点位稳定托举。
35.优选的，每个举升臂82的两个竖向导轨之间的链轮链条机构也可以根据实际情况调整为齿轮齿条机构、皮带传动机构等传输机构，能够通过电机减速器、燃油发动机等驱动。
36.优选的，本实施例的举升机构8的电机减速器连接制动器，用于实现举升滑车81在移动过程中遇到紧急情况时的及时刹车，且电机控制设计自锁功能，可以将举升滑车81停止在举升臂82上的任何位置上，以提高杆具10传送过程的安全性。
37.具体的，本实施例的转移机构9优选包括第一转移臂91和第二转移臂92，第一转移臂91和第二转移臂92均垂直于杆具10纵向设置，第一转移臂91底部通过两个伸缩缸与桁架机构1铰接，两个伸缩缸排列连接在第一转移臂91纵向的底部，通过调整两个伸缩缸的伸长或缩短，能够适应性的改变第一转移臂91相对桁架机构1的倾斜方向和倾斜角度，第二转移臂92与第一转移臂91错位设置，第二转移臂92一端与伸缩传送机构2最上层的滑臂22铰接连接，另一端为自由端，第二转移臂92通过连接伸缩缸实现与伸缩传送机构2的自动化铰接转动，第二转移臂92顶面设置v型凹槽，当第二转移臂92贴合在伸缩传送机构2顶面时，能够在伸缩传送机构2上形成用于限制杆具10滚动的v型卡槽。
38.本实施例的一种高架猫道，通过举升机构8实现杆具10的水平举升和下放，通过转移机构9实现杆具10在举升机构8和伸缩传送机构2之间的传送，实现杆具10从低位至高位或从高位至低位的安全、快速、稳定传送，传送路径唯一，能够确保杆具10传送过程的安全
性，提高传送效率。
39.实施例4如图1-图9所示，本实施例的一种高架猫道，结构与实施例3相同，区别在于：所述举升机构8为两个，两个所述举升机构8相对设置在所述伸缩传送机构2传送方向的左侧和右侧，每一所述举升机构8分别对应设置所述转移机构9。
40.本实施例的一种高架猫道，在实施例1的基础上，上部采用桁架机构1，桁架机构1底部采用撑杆72与底座71进行连接，杆具10通过举升机构8水平托举至转移机构9的旋转范围内后，通过转移机构9传送至伸缩传送机构2顶部的滑臂22上，通过伸缩传送机构2的伸缩，沿杆具10自身纵向方向传送，同时，在传送方向的左侧和右侧分别设置举升机构8，使两个举升机构8配合作业，一个举升机构8用于杆具10从地面至桁架机构1顶面的举升，另一个举升机构8用于杆具10从桁架机构1顶面至地面的下放，实现杆具10从地面至钻台面的双向输送，且两个举升机构8独立工作，单侧控制，一侧工作时，另一侧的举升滑车81停留于高位，避免误操作造成安全隐患，确保安全。
41.优选的，两个相对设置的举升机构8分别配套设置电机、减速器和制动器，且电机控制分别设计自锁功能，实现相对设置的两个举升机构8的独立、安全工作。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高架猫道，其特征在于，包括桁架机构（1）和伸缩传送机构（2），所述桁架机构（1）设置有横移滑车（3），所述伸缩传送机构（2）通过第一旋转臂（4）与所述横移滑车（3）铰接，通过第二旋转臂（5）与所述桁架机构（1）铰接，所述第二旋转臂（5）连接第一动力机构（6），所述第一动力机构（6）用于驱动所述第二旋转臂（5）与所述桁架机构（1）铰接转动。2.如权利要求1所述的一种高架猫道，其特征在于，所述桁架机构（1）底部设置支撑机构（7），所述支撑机构（7）包括底座（71）和若干撑杆（72），所述撑杆（72）顶部与所述桁架机构（1）可拆卸连接，底部与所述底座（71）可拆卸连接，所有所述撑杆（72）能够构成若干平行四边形支架区和至少一个三角形支架区。3.如权利要求1所述的一种高架猫道，其特征在于，所述高架猫道还包括举升机构（8）和转移机构（9），所述举升机构（8）设置在所述桁架机构（1）四周侧，所述转移机构（9）设置在所述桁架机构（1）顶侧，所述举升机构（8）上滑动设置举升滑车（81），所述转移机构（9）用于杆具（10）在所述举升滑车（81）和所述伸缩传送机构（2）之间的转移。4.如权利要求3所述的一种高架猫道，其特征在于，所述举升机构（8）包括至少一个举升臂（82），所述举升臂（82）上设置有传动机构（83），所述举升滑车（81）设置在所述传动机构（83）上；所述举升臂（82）为两个以上时，纵向相邻的所述传动机构（83）通过传动杆（84）传动连接。5.如权利要求4所述的一种高架猫道，其特征在于，所述传动机构（83）包括齿轮齿条机构和/或链轮链条机构，所述传动机构（83）连接制动器。6.如权利要求5所述的一种高架猫道，其特征在于，所述举升机构（8）为至少两个，两个所述举升机构（8）相对设置在所述伸缩传送机构（2）传送方向的两侧，每一所述举升机构（8）对应设置至少一个所述转移机构（9）；相对设置的两个所述举升机构（8）独立工作，单侧控制，一侧工作时，另一侧的举升滑车（81）停留于高位。7.如权利要求6所述的一种高架猫道，其特征在于，所述转移机构（9）包括第一转移臂（91）和第二转移臂（92），所述第一转移臂（91）与所述桁架机构（1）铰接，所述第二转移臂（92）与所述伸缩传送机构（2）顶侧铰接，所述第一转移臂（91）和所述第二转移臂（92）分别连接第二动力机构（93）。8.如权利要求7所述的一种高架猫道，其特征在于，所述伸缩传送机构（2）包括传动连接的基座（21）和滑臂（22），所述基座（21）与所述第一旋转臂（91）和所述第二旋转臂（5）铰接连接，所述滑臂（22）滑动设置在所述基座（21）上，所述第二转移臂（92）铰接连接在所述滑臂（22）上，所述第二转移臂（92）上设置用于限制杆具（10）移动的卡槽（94）。9.如权利要求8所述的一种高架猫道，其特征在于，所述滑臂（22）为至少两段，相邻所述滑臂（22）之间传动连接。10.如权利要求7所述的一种高架猫道，其特征在于，所述第一动力机构（6）和所述第二动力机构（93）包括伸缩缸。

技术总结
本发明涉及油气钻修井技术领域，特别涉及一种高架猫道，包括桁架机构和伸缩传送机构，所述桁架机构设置有横移滑车，所述伸缩传送机构通过第一旋转臂与所述横移滑车铰接，通过第二旋转臂与所述桁架机构铰接，所述第二旋转臂连接第一动力机构，所述第一动力机构用于驱动所述第二旋转臂与所述桁架机构铰接转动。通过桁架机构能够将伸缩传送机构支撑保持在一定高度，只需要将杆具提升到伸缩传送机构台面，配合伸缩传送机构的摆升动作和伸缩动作，即可实现将杆具从低位运送至钻台面，结构原理简单，控制方便，优化了猫道结构，减少了原有箱型横梁的重量，降低了杆具传送的能耗，实现节能降耗的目的，且使杆具传送效率更高。且使杆具传送效率更高。且使杆具传送效率更高。


技术研发人员：梁建明 卢国良 陈文清 梁帅
受保护的技术使用者：四川宏华石油设备有限公司
技术研发日：2022.01.05
技术公布日：2023/7/13