一種油管擺排機(jī)械手

吳正銀 張玉良 蔡守林

摘要：一種油管擺排機(jī)械手，屬于油田修井作業(yè)中的安全輔助裝置。油管擺排機(jī)械手包括操作組件、連接組件和夾持組件，通過(guò)將開(kāi)關(guān)撬可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在手柄上，開(kāi)關(guān)撬與連接體相連，實(shí)現(xiàn)在開(kāi)關(guān)撬動(dòng)作時(shí)，第二夾持手與第一夾持手相對(duì)分合;通過(guò)將支撐桿的一端固定在手柄上，第一夾持手固定在支撐桿的另一端上，以固定第一夾持手，當(dāng)油管需要在地面擺排時(shí)，摁壓開(kāi)關(guān)撬，在連接體的作用下，使第二夾持手與第一夾持手之間分離，將油管放入到第一夾持手與第二夾持手中，松開(kāi)開(kāi)關(guān)撬，完成對(duì)油管的抓取，由于支撐桿長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，因此支撐桿可作為人手的延伸，取代人手實(shí)現(xiàn)對(duì)油管的地面移動(dòng)擺排操作，操作簡(jiǎn)便，安全可靠，保障操作人員的人身安全。

關(guān)鍵詞：油管;擺排;機(jī)械手;人身安全

在油田的修井作業(yè)過(guò)程中，需要對(duì)下入油井的油管進(jìn)行操作，操作包括對(duì)油管的井口操作和地面操作。井口操作針對(duì)的是油管豎立在井口上時(shí)，拉起或下放油管，地面操作針對(duì)的是油管放入到油管支架中時(shí)，推拉油管。在現(xiàn)有技術(shù)的油管地面操作中，主要是操作人員利用人手直接接觸油管，將油管推拉到油管支架中，實(shí)現(xiàn)油管的移動(dòng)擺排。

在實(shí)現(xiàn)裝置的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：

現(xiàn)有技術(shù)利用人手直接接觸油管來(lái)實(shí)現(xiàn)油管的移動(dòng)擺排，操作人員操作費(fèi)力且安全系數(shù)低，如果操作人員在操作中不注意，極易夾到操作人員的手，導(dǎo)致其手部骨折，威脅到操作人員的人身安全。

鑒于此，我們?cè)O(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一種油管擺排機(jī)械手，作為人手的延伸，實(shí)現(xiàn)對(duì)油管的安全性操作。“機(jī)械手”作為一種人手延申工具，其為了實(shí)現(xiàn)人手的抓舉和推拉功能，我們?yōu)槠滟x予了人手關(guān)節(jié)的靈活性，使其能夠?qū)崿F(xiàn)抓舉和推拉，就此這種工具主要包括三個(gè)功能組件：操作組件、連接組件和夾持組件。其中，所述操作組件包括手柄和開(kāi)關(guān)撬，所述開(kāi)關(guān)撬的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述手柄上;所述連接組件包括支撐桿、連接體和彈性緩沖器件，所述支撐桿的一端固定在所述手柄上，所述彈性緩沖器件固定在所述手柄內(nèi)，所述連接體與所述彈性緩沖器件相連，所述開(kāi)關(guān)撬的另一端與所述連接體相連;所述夾持組件包括相連的第一夾持手和第二夾持手，所述第一夾持手固定在所述支撐桿的另一端上，所述第二夾持手的一端與所述第一夾持手的一端通過(guò)第一銷子連接，所述第二夾持手與所述連接體的另一端相連，從而在所述開(kāi)關(guān)撬動(dòng)作時(shí)，所述第二夾持手的另一端與所述第一夾持手的另一端相對(duì)分合。

為了更清楚地說(shuō)明裝置實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖在A-A處截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的附圖標(biāo)記分別表示：

1、操作組件;

101、手柄;

102、開(kāi)關(guān)撬;

103、支架螺栓;

1031、螺栓孔;

2、連接組件;

201、支撐桿;

202、連接體;

2021、第一板體;

2022、第二板體;

2023、拉桿;

20231、連接孔;

203、彈性緩沖器件;

3、夾持組件;

301、第一夾持手;

302、第二夾持手;

4、第一銷子;

5、第二銷子;

6、第三銷子;

7、第四銷子;

8、第五銷子;

9、第六銷子;

10、第七銷子。

圖例說(shuō)明：操作組件1包括手柄101和開(kāi)關(guān)撬102，開(kāi)關(guān)撬102的一端可移動(dòng)地連接在手柄101上;連接組件2包括支撐桿201、連接體202和彈性緩沖器件203，支撐桿201的一端固定在手柄101上，彈性緩沖器件203固定在手柄101內(nèi)，連接體202與彈性緩沖器件203相連，開(kāi)關(guān)撬102的另一端與連接體202相連;夾持組件3包括相連的第一夾持手301和第二夾持手302，第一夾持手301固定在支撐桿201的另一端上，第二夾持手302的一端與第一夾持手301的一端通過(guò)第一銷子4連接，第二夾持手302與連接體202的另一端相連，從而在開(kāi)關(guān)撬102動(dòng)作時(shí)，第二夾持手302的另一端與第一夾持手301的另一端相對(duì)分合。

在油管的地面操作使用過(guò)程中，分為以下幾步進(jìn)行操作：

首先，對(duì)油管擺排機(jī)械手進(jìn)行組裝。

將第一夾持手301與第二夾持手302通過(guò)第一銷子4固定連接;將彈性緩沖器件203通過(guò)螺栓孔1031固定在支架螺栓103上，進(jìn)而固定在手柄101內(nèi);將拉桿2023伸入支撐桿201中，使得彈性緩沖器件203的一端掛設(shè)在拉桿2023的連接孔20231內(nèi)，彈性緩沖器件與拉桿2023相連;將開(kāi)關(guān)撬102通過(guò)第三銷子6固定在手柄101中，通過(guò)第四銷子7與拉桿2023相連;將第二板體2022伸入到通孔2011中通過(guò)第五銷子8與拉桿2023的一端固定，利用第二銷子5將第二板體2022固定在支撐桿201中;將第二板體2022利用第六銷子9與第一板體2021相連，利用第七銷子10將第一板體2021與第二夾持手302相連，完成油管擺排機(jī)械手的組裝。

其次，使用油管擺排機(jī)械手進(jìn)行油管在井口處的操作。

手持該油管擺排機(jī)械手，摁在開(kāi)關(guān)撬102，使得第二夾持手302與第一夾持手301之間分離，在第一夾持手301與第二夾持手302之間的開(kāi)口大于油管外徑時(shí)，將油管放入到第一夾持手301與第二夾持手302中，再松開(kāi)開(kāi)關(guān)撬102，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手對(duì)油管的抓取，利用機(jī)械手對(duì)油管進(jìn)行地面的移動(dòng)擺排操作。

總之，本裝置利用操作組件、連接組件和夾持組件。當(dāng)油管需要在地面擺排時(shí)，摁壓開(kāi)關(guān)撬，在連接體的作用下，使第二夾持手與第一夾持手之間分離，在第一夾持手與第二夾持手之間的開(kāi)口大于油管外徑時(shí)，將油管放入到第一夾持手與第二夾持手中，松開(kāi)開(kāi)關(guān)撬，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手對(duì)油管的抓取，由于機(jī)械手的支撐桿長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，因此支撐桿可以作為人手的延伸，取代人手實(shí)現(xiàn)對(duì)油管的地面移動(dòng)擺排操作，操作簡(jiǎn)便，安全可靠，保障操作人員的人身安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版

作者簡(jiǎn)介：

吳正銀，男，1976年10月出生，青海油田井下作業(yè)公司高級(jí)技師，青海省優(yōu)秀技能專家，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)。通訊地址：青海省海西州茫崖市花土溝鎮(zhèn)青海油田井下作業(yè)公司，郵編：816499