一种自动化指梁系统及方法及翻板机构与流程

1.本发明涉及石油修井机械技术领域，具体地说是一种自动化指梁系统及方法及翻板机构。


背景技术：

2.二层台立柱排放是修井作业中劳动强度最大、安全风险最高的作业工序，目前二层台作业主要靠井架工在25米高空露天环境下进行。冬季寒冷、夏季炎热，长时间作业易疲劳，安全风险高。近年来，自动修井作业装备技术发展迅速，但仍未实现工业化推广应用。二层台整体结构改变较小，指梁端部增加了挡板机构，通过气动或电动控制开闭；指梁间距固定，不可调整。
3.二层台指梁数量较多，现有自动化指梁挡板多采用电/气驱动，管线及传感器数量较多，现场油泥较多，工作环境比较恶劣，故障率高，严重影响了整套自动化系统运行的稳定性；另外指梁焊接固定在二层台框架上，指梁间距无法调整，无法排放大规格钻杆或套管，未解决以上问题，设计了一种新型的自动化指梁系统。
4.公开(公告)号：cn107355189a，公开(公告)日：2017-11-17涉及石油修井设备中二层台自动排管作业系统，具体地说是一种二层台排管机器人，包括夹爪机构、联动臂、回转机构及小车行走机构，回转机构安装在小车行走机构上，联动臂的一端安装在该回转机构上，另一端连接有夹爪机构，夹爪机构、联动臂及回转机构随小车行走机构在二层台上往复移动，夹爪机构及联动臂随回转机构往复转动，夹爪机构随联动臂伸缩。实现了修井作业中二层台上自动排管功能，减少了作业中需要的工人数量，同时也减轻了工人的劳动强度，提高了安全系数。降低了作业成本，提高了作业效率。
5.公开(公告)号：cn201433719y，公开(公告)日：2010-03-31涉及一种新型二层台，包括台体、踏板，台体前端设有耳板，台体通过耳板与井架连接，台体后部中端设有踏板，台体两侧设有固定栏杆，台体后端设有活动栏杆，踏板两侧设有踏板栏杆。本实用新型在原来二层台的结构基础上进行了改进，减轻了重量，打开收起方便快捷，降低了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。
6.公开(公告)号：cn201087699y，公开(公告)日：2008-07-16涉及一种石油钻机的井架二层工作台。由纵梁、横梁、若干指梁及其他构件组成，纵梁与若干指梁焊接，在井架二层台四角分布四个相同的伸缩机构，伸缩机构由外缸筒、内缸筒、固定销轴、调节机构构成，外缸筒与纵梁焊接，内缸筒套装在外缸筒内，内、外缸筒可相对滑动，外缸筒和内缸筒之间对应有不同位置的连接销孔，调节机构可将外缸筒相对内缸筒向外伸出或缩回，实现二层台宽度的调节，从而实现井架二层工作台容量的增加。调节机构可以是机械伸缩机构，也可以是液压缸或气缸伸缩机构。运输时，调节机构将纵梁及指梁缩回一定行程，减小二层台宽度，满足运输的要求；工作时，调节机构将纵梁及指梁伸出一定行程，增加二层台的容量。
7.公开(公告)号：cn202187722u，公开(公告)日：2012-04-11涉及一种钻修机二层台，包括架体、横式指梁、伸缩走道台和吊轮，架体上铺设钢板网，架体两侧焊接有侧固定栏
杆，架体前端安装有前活动栏杆，前活动栏杆顶端安装有吊轮，架体内侧安装有可调节间距的横式指梁及长度可伸缩的伸缩走道台，伸缩走道台外侧安装走道台栏杆，各组成部分相互连接为一整体。本实用新型结构设计合理，安装方便，有效的提高了工作效率。
8.公开(公告)号：cn206418979u，公开(公告)日：2017-08-18公开了一种结构紧凑的二层台，包括：主体架、行走机构、回转座、管件夹持机构、第一驱动机构和第二驱动机构，其中：主体架的一侧设有猴台架体，猴台架体上设有直线延伸的直线滑轨；主体架包括相对布置在猴台架体两侧的第一排管架和第二排管架，第一排管架、第二排管架均包括若干个沿直线滑轨延伸方向排列布置的排管槽；行走机构安装在猴台架体上并通过第一驱动机构在直线滑轨上移动；回转座安装在行走机构上并通过第二驱动机构驱动绕z轴转动；管件夹持机构包括机械臂和机械手，管件夹持机构安装在回转座上，且与主体架之间预留有间距。本实用新型可以对排管架中任意位置处的管件进行调用或放置，且整个二层台转运方便。
9.公开(公告)号：cn203188942u，公开(公告)日：2013-09-11一种新型多功能二层台，属于石油钻采机械领域。主要由二层台架、钻具自动排放设备安装装置、矩阵指梁、挡风墙及栏杆总成、斜撑组成。二层台架由型材、板材焊接而成，二层台架设有走台、拉拽装置、安装板、绞车支座、连接板，翻板、限位杆、操作台组成；钻具自动排放设备安装装置由斜撑、片架、连接杆、立柱桁架和提升设备组成。斜撑、片架、连接杆、立柱为焊接结构，各部件一端用销子连接形成一个桁架，另一端和二层台架上设有的耳板连接在一起。提升设备通过销子连接在片架上。矩阵指梁由指梁、钻杆架和钻铤架组成。指梁一端用销子连接在二层台架上，另一端悬空；钻杆架、钻铤架用螺栓连接在指梁和二层台架上。
10.公开(公告)号：cn106593324a，公开(公告)日：2017-04-26涉及一种石油钻井机二层台排管机器人及方法。其技术方案是：包括管柱爪、伸缩臂、回转机构、滑动底座、伸缩导轨和翻转二层台，管柱爪铰接在伸缩臂的一端，伸缩臂的上端连接于回转机构，回转机构设置在滑动底座上，滑动底座可在伸缩导轨上动力行走，伸缩导轨安装于翻转二层台底部。本有益效果是：实现二层台管柱自动排放的全机械化连续作业，大幅度减少操作人员的劳动强度，极大得降低了钻井作业的事故率，同时降低工人工作危险性，安全性大大提高，节约了人工成本，与动力吊卡配合，实现二层台无人化作业，完美解决了特殊状态下需要释放二层台和导轨特定方位所占空间的问题。
11.总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种自动化指梁系统及方法及翻板机构，改造了自动化指梁系统结构设计，采用机械驱动，极大减少管线及传感器数量，同时可满足指梁间距调整需要。设计了活动指梁，可以通过翻转让位调节间距，根据需要存放不同直径的管柱；指梁端部的翻板机构采用纯机械驱动，结构更加安全可靠，同时执行臂不但能作为翻板机构的驱动件，而且还起到了门闩梁的作用，防止机械手在夹管运管过程中管柱倒向井架的弊端。
13.为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
14.一种自动化指梁系统，包括两组矩阵型的指梁，并且对称布置在二层台框架两侧，所述指梁的前端安装翻板机构；
15.还包括能够开启翻板机构的执行臂；
16.所述执行臂包括臂架、执行电动缸，所述臂架后端与二层台猴台上的二层台排管机械手连接固定，臂架前端竖向安装执行电动缸，执行电动缸与翻板机构为上下相互对应。
17.进一步地，所述翻板机构包括驱动推杆、指梁端部壳体、翻板连杆、翻板推杆、翻板、卡口式连接块；
18.所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；
19.所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；
20.所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰接；
21.所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；
22.所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。
23.进一步地，所述翻板机构还包括盖板、复位弹簧；
24.所述复位弹簧套装在驱动推杆上，并且整体位于前竖孔内，复位弹簧下端顶住前竖孔内壁开设的下内卡台上，复位弹簧上端顶住驱动推杆外壁设置的上卡台上，前竖孔上端口安装盖板，盖板对上卡台轴向限位。
25.进一步地，所述矩阵型的指梁包括相间隔设置的活动指梁、固定指梁；
26.所述活动指梁包括矩形管，所述矩形管前端与翻板机构的卡口式连接块连接，矩形管的后端通过定位翻转机构与二层台框架连接。
27.进一步地，所述定位翻转机构包括指梁连接块、指梁连接块上销轴、指梁连接块下销轴、铰接座；
28.所述铰接座固定在二层台框架上，铰接座上开设翻转孔和水平定位销孔；
29.所述指梁连接块通过指梁连接块上销轴与铰接座的翻转孔铰接，指梁连接块底部设置一个顶杆，该顶杆的后端顶住二层台框架，能使活动指梁保持水平定位；所述顶杆开设定位孔，该定位孔与铰接座的水平定位销孔对应对齐，并穿入指梁连接块下销轴定位，所述指梁连接块前端与矩形管左端连接固定。
30.为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
31.一种用于自动化指梁系统的翻板机构，包括驱动推杆、指梁端部壳体、翻板连杆、翻板推杆、翻板、卡口式连接块；
32.所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；
33.所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；
34.所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰
接；
35.所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；
36.所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。
37.进一步地，所述翻板机构还包括盖板、复位弹簧；
38.所述复位弹簧套装在驱动推杆上，并且整体位于前竖孔内，复位弹簧下端顶住前竖孔内壁开设的下内卡台上，复位弹簧上端顶住驱动推杆外壁设置的上卡台上，前竖孔上端口安装盖板，盖板对上卡台轴向限位。
39.为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
40.一种自动化指梁系统的使用方法，包括以下步骤：
41.把二层台框架与井架连接，二层台排管机械手安装在猴台上，猴台与二层台框架连接固定，猴台的驱动系统带动二层台排管机械手前后移动；
42.机械手移动到猴台最前端，猴台驱动系统停止工作，机械手的伸缩机构工作，继续向前移动，移动至井架处，机械手夹持住井架内的管柱后，机械手的伸缩机构开始回缩，回缩完毕后，伸缩机构停止工作；猴台的驱动系统开始工作，带动机械手往后移动，使夹持的管柱到达指梁位置；
43.此时，臂架一直跟随机械手运行，臂架一直在井架与指梁之间作为阻挡架使用，防止了被夹管柱在运行过程中，管柱倒向井架的可能性，另一方面被夹持管柱到达指梁位置时，臂架端部的执行电动缸也到达翻板机构的驱动推杆的上方，执行电动缸下压驱动推杆，翻板连杆推动翻板推杆上行，把翻板向上翻转顶起，这样翻板就对指梁间隔呈现出打开状态；
44.机械手自身旋转，被夹管柱跟随旋转，对齐指梁端部间隔处；
45.机械手的伸缩机构再次工作，带动管柱进入指梁间隔，把管柱排好，机械手的夹爪松开管柱；
46.机械手复位于猴台上，完成一个抓管、运管、排管的工作流程，以此类推，开始下一个流程循环。
47.进一步地，如果需要放置管径比较大的管柱，指梁的间隔放不开时，可以把活动指梁的指梁连接块下销轴抽出，然后向上旋转活动指梁至90度即可。
48.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
49.改造了自动化指梁系统结构设计，采用机械驱动，极大减少管线及传感器数量，同时可满足指梁间距调整需要。
50.设计了活动指梁，可以通过翻转让位调节间距，根据需要存放不同直径的管柱。
51.指梁端部的翻板机构采用纯机械结构，结构更加安全可靠。这样只在执行臂上安装一个电动驱动机构即可，解决了以往以技术每个指梁端都设置电气驱动机构造成的浪费以及线路杂乱的弊端。
52.同时执行臂不但能作为翻板机构的驱动件，而且还起到了门闩梁的作用，防止机械手在夹管运管过程中管柱倒向井架的弊端，这样就不用特意设置门闩梁，执行臂做到了一物多用。
附图说明
53.图1为本发明一种自动化指梁系统的俯视结构示意图；
54.图2为本发明一种自动化指梁系统的执行臂的俯视结构示意图；
55.图3为本发明一种自动化指梁系统的执行臂的主视结构示意图；
56.图4为本发明一种自动化指梁系统的活动指梁的主视剖面结构示意图；
57.图5为本发明一种自动化指梁系统的活动指梁的俯视结构示意图；
58.图6为本发明一种自动化指梁系统的活动指梁翻转让增大指梁间隔后的结构示意图；
59.图7为图1的局部放大图。
60.图中：执行臂1、活动指梁2、固定指梁3、二层台排管机械手 4、二层台框架5；
61.臂架1-1，执行电动缸1-2；
62.驱动推杆2-1、盖板2-2、复位弹簧2-3、指梁端部壳体2-4、翻板连杆固定铰耳2-5、翻板连杆2-6、翻板推杆2-7、翻板2-8、翻板推杆连接销轴2-9、翻板销轴固定铰耳2-10、翻板固定销轴 2-11、卡口式连接块2-12、螺栓2-13、矩形管2-14、指梁连接块 2-15、指梁连接块上销轴2-16、指梁连接块下销轴2-18、铰接座 2-17、螺栓2-19。
具体实施方式
63.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
64.实施例1：
65.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
66.一种自动化指梁系统，包括两组矩阵型的指梁，并且对称布置在二层台框架5两侧，所述指梁的前端安装翻板机构；
67.还包括能够开启翻板机构的执行臂1；
68.所述执行臂包括臂架1-1、执行电动缸1-2，所述臂架后端与二层台猴台上的二层台排管机械手4连接固定，臂架前端竖向安装执行电动缸，执行电动缸与翻板机构为上下相互对应。
69.进一步地，所述翻板机构包括驱动推杆2-1、指梁端部壳体2-4、翻板连杆固定铰耳2-5、翻板连杆2-6、翻板推杆2-7、翻板2-8、翻板推杆连接销轴2-9、翻板销轴固定铰耳2-10、翻板固定销轴 2-11、卡口式连接块2-12、螺栓2-13、螺栓2-19。
70.所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；
71.所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；
72.所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰接；
73.所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与
翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；
74.所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。
75.进一步地，所述翻板机构还包括盖板2-2、复位弹簧2-3；
76.所述复位弹簧套装在驱动推杆上，并且整体位于前竖孔内，复位弹簧下端顶住前竖孔内壁开设的下内卡台上，复位弹簧上端顶住驱动推杆外壁设置的上卡台上，前竖孔上端口安装盖板，盖板对上卡台轴向限位。
77.进一步地，所述矩阵型的指梁包括相间隔设置的活动指梁、固定指梁；
78.所述活动指梁包括矩形管2-14，所述矩形管前端与翻板机构的卡口式连接块连接，矩形管的后端通过定位翻转机构与二层台框架连接。
79.进一步地，所述定位翻转机构包括指梁连接块2-15、指梁连接块上销轴2-16、指梁连接块下销轴2-18、铰接座2-17；
80.所述铰接座固定在二层台框架上，铰接座上开设翻转孔和水平定位销孔；
81.所述指梁连接块通过指梁连接块上销轴与铰接座的翻转孔铰接，指梁连接块底部设置一个顶杆，该顶杆的后端顶住二层台框架，能使活动指梁保持水平定位；所述顶杆开设定位孔，该定位孔与铰接座的水平定位销孔对应对齐，并穿入指梁连接块下销轴定位，所述指梁连接块前端与矩形管左端连接固定。
82.活动指梁2与固定指梁3相互交错固定安装二层台框架5上，执行臂1固定安装在二层台排管机械手4一侧，可随二层台排管机械手4一起移动。
83.执行电缸1-2固定安装在臂架1-1上。
84.盖板2-2将驱动推杆2-1、复位弹簧2-3封闭在指梁端部壳体 2-4腔内；驱动推杆2-1通过翻板连杆固定铰耳2-5、翻板连杆2-6 与翻板推杆2-7连接一起，组成连杆机构；翻板2-8通过翻板销轴固定铰耳2-10、翻板固定销轴2-11与指梁端部壳体2-4连接；指梁端部壳体2-4与卡口式连接块2-12通过连接螺栓2-13固定；指梁连接块2-15与铰接座2-17通过指梁连接块上销轴2-16与指梁连接块下销轴2-18连接。
85.执行臂1上的执行电缸1-2活塞动作伸出，驱动推杆2-1下压，复位弹簧2-3压缩，连杆机构带动翻板2-8动作打开；管柱从指梁端部排放至活动指梁2与固定指梁3之间。二层台排管机械手4缩回，执行电缸1-2复位，驱动推杆2-1在复位弹簧2-3作用下复位，翻板2-8自动关闭。
86.人工作业排放大规格管柱时，将指梁连接块下销轴2-18拆卸，将活动指梁2旋转后与二层台框架5固定连接。
87.一种自动化指梁系统的使用方法，包括以下步骤：
88.把二层台框架与井架连接，二层台排管机械手安装在猴台上，猴台与二层台框架连接固定，猴台的驱动系统带动二层台排管机械手前后移动；因为二层台框架、井架、二层台排管机械手、猴台等部件本身以及相互的连接关系为本领域的现有技术，所以不再对这些构造赘述，本领域技术人员都是清楚的。
89.机械手移动到猴台最前端，猴台驱动系统停止工作，机械手的伸缩机构工作，继续向前移动，移动至井架处，机械手夹持住井架内的管柱后，机械手的伸缩机构开始回缩，回缩完毕后，伸缩机构停止工作；猴台的驱动系统开始工作，带动机械手往后移动，使夹持的
管柱到达指梁位置；
90.此时，臂架一直跟随机械手运行，臂架一直在井架与指梁之间作为阻挡架使用，防止了被夹管柱在运行过程中，管柱倒向井架的可能性，另一方面被夹持管柱到达指梁位置时，臂架端部的执行电动缸也到达翻板机构的驱动推杆的上方，执行电动缸下压驱动推杆，翻板连杆推动翻板推杆上行，把翻板向上翻转顶起，这样翻板就对指梁间隔呈现出打开状态；
91.机械手自身旋转，被夹管柱跟随旋转，对齐指梁端部间隔处；
92.机械手的伸缩机构再次工作，带动管柱进入指梁间隔，把管柱排好，机械手的夹爪松开管柱；
93.机械手复位于猴台上，完成一个抓管、运管、排管的工作流程，以此类推，开始下一个流程循环。
94.如果需要放置管径比较大的管柱，指梁的间隔放不开时，可以把活动指梁的指梁连接块下销轴抽出，然后向上旋转活动指梁至90 度，然后通过拉紧或者拉绳固定后，然后指梁间隔就是固定指梁的间隔了，由于固定指梁为现有技术，就不再赘述。
95.活动指梁上的翻板机构以及定位翻转机构为本发明新创造的技术构造，固定指梁上的翻板机构同活动指梁上的翻板机构相同，为本发明新创造的技术构造，同时与翻板机构对应的执行臂也为本发明新创造的技术构造。
96.本发明改造了自动化指梁系统结构设计，采用机械驱动，极大减少管线及传感器数量，同时可满足指梁间距调整需要。
97.设计了活动指梁，可以通过翻转让位调节间距，根据需要存放不同直径的管柱。
98.指梁端部的翻板机构采用纯机械结构，结构更加安全可靠。这样只在执行臂上安装一个电动驱动机构即可，解决了以往以技术每个指梁端都设置电气驱动机构造成的浪费以及线路杂乱的弊端。
99.同时执行臂不但能作为翻板机构的驱动件，而且还起到了门闩梁的作用，防止机械手在夹管运管过程中管柱倒向井架的弊端，这样就不用特意设置门闩梁，执行臂做到了一物多用。
100.实施例2：
101.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
102.一种自动化指梁系统，包括两组矩阵型的指梁，并且对称布置在二层台框架5两侧，所述指梁的前端安装翻板机构；
103.还包括能够开启翻板机构的执行臂1；
104.所述执行臂包括臂架1-1、执行电动缸1-2，所述臂架后端与二层台猴台上的二层台排管机械手4连接固定，臂架前端竖向安装执行电动缸，执行电动缸与翻板机构为上下相互对应。
105.进一步地，所述翻板机构包括驱动推杆2-1、指梁端部壳体2-4、翻板连杆固定铰耳2-5、翻板连杆2-6、翻板推杆2-7、翻板2-8、翻板推杆连接销轴2-9、翻板销轴固定铰耳2-10、翻板固定销轴 2-11、卡口式连接块2-12、螺栓2-13、螺栓2-19。
106.所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；
107.所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；
108.所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰接；
109.所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；
110.所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。
111.进一步地，所述翻板机构还包括盖板2-2、复位弹簧2-3；
112.所述复位弹簧套装在驱动推杆上，并且整体位于前竖孔内，复位弹簧下端顶住前竖孔内壁开设的下内卡台上，复位弹簧上端顶住驱动推杆外壁设置的上卡台上，前竖孔上端口安装盖板，盖板对上卡台轴向限位。
113.进一步地，所述矩阵型的指梁包括相间隔设置的活动指梁、固定指梁；
114.所述活动指梁包括矩形管2-14，所述矩形管前端与翻板机构的卡口式连接块连接，矩形管的后端通过定位翻转机构与二层台框架连接。
115.实施例3：
116.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
117.一种自动化指梁系统，包括两组矩阵型的指梁，并且对称布置在二层台框架5两侧，所述指梁的前端安装翻板机构；
118.还包括能够开启翻板机构的执行臂1；
119.所述执行臂包括臂架1-1、执行电动缸1-2，所述臂架后端与二层台猴台上的二层台排管机械手4连接固定，臂架前端竖向安装执行电动缸，执行电动缸与翻板机构为上下相互对应。
120.进一步地，所述翻板机构包括驱动推杆2-1、指梁端部壳体2-4、翻板连杆固定铰耳2-5、翻板连杆2-6、翻板推杆2-7、翻板2-8、翻板推杆连接销轴2-9、翻板销轴固定铰耳2-10、翻板固定销轴 2-11、卡口式连接块2-12、螺栓2-13、螺栓2-19。
121.所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；
122.所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；
123.所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰接；
124.所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；
125.所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。
126.虽然以上所有的实施例均使用图1至图6，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，
部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些都在本发明的保护范围内。
127.本技术中凡是没有展开论述的零部件本身、本技术中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。
128.在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
129.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
130.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
131.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自动化指梁系统，包括两组矩阵型的指梁，并且对称布置在二层台框架两侧，所述指梁的前端安装翻板机构；其特征在于，还包括能够开启翻板机构的执行臂；所述执行臂包括臂架、执行电动缸，所述臂架后端与二层台猴台上的二层台排管机械手连接固定，臂架前端竖向安装执行电动缸，执行电动缸与翻板机构为上下相互对应。2.根据权利要求1所述的一种自动化指梁系统，其特征在于，所述翻板机构包括驱动推杆、指梁端部壳体、翻板连杆、翻板推杆、翻板、卡口式连接块；所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰接；所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。3.根据权利要求2所述的一种自动化指梁系统，其特征在于，所述翻板机构还包括盖板、复位弹簧；所述复位弹簧套装在驱动推杆上，并且整体位于前竖孔内，复位弹簧下端顶住前竖孔内壁开设的下内卡台上，复位弹簧上端顶住驱动推杆外壁设置的上卡台上，前竖孔上端口安装盖板，盖板对上卡台轴向限位。4.根据权利要求2或3所述的一种自动化指梁系统，其特征在于，所述矩阵型的指梁包括相间隔设置的活动指梁、固定指梁；所述活动指梁包括矩形管，所述矩形管前端与翻板机构的卡口式连接块连接，矩形管的后端通过定位翻转机构与二层台框架连接。5.根据权利要求4所述的一种自动化指梁系统，其特征在于，所述定位翻转机构包括指梁连接块、指梁连接块上销轴、指梁连接块下销轴、铰接座；所述铰接座固定在二层台框架上，铰接座上开设翻转孔和水平定位销孔；所述指梁连接块通过指梁连接块上销轴与铰接座的翻转孔铰接，指梁连接块底部设置一个顶杆，该顶杆的后端顶住二层台框架，能使活动指梁保持水平定位；所述顶杆开设定位孔，该定位孔与铰接座的水平定位销孔对应对齐，并穿入指梁连接块下销轴定位，所述指梁连接块前端与矩形管左端连接固定。6.一种用于自动化指梁系统的翻板机构，其特征在于，包括驱动推杆、指梁端部壳体、翻板连杆、翻板推杆、翻板、卡口式连接块；所述翻板其中一端通过翻板固定销轴铰接在梁端部壳体上表面上的翻板销轴固定铰耳上；所述指梁端部壳体后端具有卡头，卡头插入卡口式连接块的卡口内，同时指梁端部壳体、卡口式连接块同时开设相对应的螺栓孔，并通过螺栓连接固定；所述翻板连杆的中部位置与指梁端部壳体下表面设置的翻板连杆固定铰耳相铰接；
所述驱动推杆装入指梁端部壳体开设的前竖孔内，驱动推杆的底端伸出前竖孔与翻板连杆的前端部铰接；驱动推杆的顶端与上方的执行电动缸的动力输出端相对应；所述翻板推杆装入指梁端部壳体开设的后竖孔内，翻板推杆底端伸出后竖孔与翻板连杆的后端部铰接；所述翻板推杆上端通过翻板推杆连接销轴与翻板底面铰接。7.根据权利要求6所述的一种用于自动化指梁系统的翻板机构，其特征在于，所述翻板机构还包括盖板、复位弹簧；所述复位弹簧套装在驱动推杆上，并且整体位于前竖孔内，复位弹簧下端顶住前竖孔内壁开设的下内卡台上，复位弹簧上端顶住驱动推杆外壁设置的上卡台上，前竖孔上端口安装盖板，盖板对上卡台轴向限位。8.一种自动化指梁系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：把二层台框架与井架连接，二层台排管机械手安装在猴台上，猴台与二层台框架连接固定，猴台的驱动系统带动二层台排管机械手前后移动；机械手移动到猴台最前端，猴台驱动系统停止工作，机械手的伸缩机构工作，继续向前移动，移动至井架处，机械手夹持住井架内的管柱后，机械手的伸缩机构开始回缩，回缩完毕后，伸缩机构停止工作；猴台的驱动系统开始工作，带动机械手往后移动，使夹持的管柱到达指梁位置；此时，臂架一直跟随机械手运行，臂架一直在井架与指梁之间作为阻挡架使用，防止了被夹管柱在运行过程中，管柱倒向井架的可能性，另一方面被夹持管柱到达指梁位置时，臂架端部的执行电动缸也到达翻板机构的驱动推杆的上方，执行电动缸下压驱动推杆，翻板连杆推动翻板推杆上行，把翻板向上翻转顶起，这样翻板就对指梁间隔呈现出打开状态；机械手自身旋转，被夹管柱跟随旋转，对齐指梁端部间隔处；机械手的伸缩机构再次工作，带动管柱进入指梁间隔，把管柱排好，机械手的夹爪松开管柱；机械手复位于猴台上，完成一个抓管、运管、排管的工作流程，以此类推，开始下一个流程循环。9.根据权利要求8所述的一种自动化指梁系统的使用方法，其特征在于，如果需要放置管径比较大的管柱，指梁的间隔放不开时，可以把活动指梁的指梁连接块下销轴抽出，然后向上旋转活动指梁至90度即可。

技术总结
本发明公开了一种自动化指梁系统及方法及翻板机构，包括两组矩阵型的指梁，并且对称布置在二层台框架两侧，所述指梁的前端安装翻板机构；还包括能够开启翻板机构的执行臂；所述执行臂包括臂架、执行电动缸，所述臂架后端与二层台猴台上的二层台排管机械手连接固定，臂架前端竖向安装执行电动缸，执行电动缸与翻板机构为上下相互对应。本发明改造了自动化指梁系统结构设计，采用机械驱动，极大减少管线及传感器数量，同时可满足指梁间距调整需要。同时可满足指梁间距调整需要。同时可满足指梁间距调整需要。


技术研发人员：孙宝京 朱桂林 盛拥军 王贺 尹锐 高铭崧 范新冉 缪明才
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/22