一种海工顶驱的吊环机构的制作方法

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1.本发明属于海洋勘探顶驱技术领域，尤其涉及一种海工顶驱的吊环机构。

背景技术：

2.石油顶驱的主轴在更换钻杆时，需要吊环机构配合工作人员将相应的钻杆摆动到设定的位置，用以配合顶驱完成管柱的提吊、拧卸作业。
3.而在海洋工程勘察船上，由于船体空间狭小，但又需要将钻探顶驱系统安装在船上；对钻探顶驱系统提出了有限空间和轻量化的要求；目前的海工顶驱的吊环机构还无法满足上述需求，因此需要一种能够在船上配合顶驱完成管柱的提吊、拧卸作业的吊环机构。

技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.针对现有存在的技术问题，本发明提供一种海工顶驱的吊环机构，满足了现有海洋勘察船上海工顶驱系统中管柱的提吊、拧卸作业时有限空间的需求。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
8.一种海工顶驱的吊环机构，包括：摆架油缸组件、摆架组件、连杆组件和吊环组件；
9.所述摆架油缸组件设置在海工顶驱的背钳上；
10.所述摆架组件铰接在海工顶驱的变速箱的外壁上；
11.所述摆架油缸组件的驱动端与所述摆架组件铰接；
12.所述连杆组件的两端分别与所述摆架组件的末端和所述吊环组件连接；
13.所述吊环组件的底部设置顶驱的钻杆吊卡；
14.所述摆架油缸组件能够驱动所述摆架组件的下摆以变速箱的铰接处为定点自由摆动；
15.所述摆架组件在摆动时，能够通过所述连杆组件同步带动所述吊环组件摆动，并同步带动吊卡摆动到预定的位置，用以装卸钻杆到预定的位置。
16.优选地，所述摆架组件包括：y型摆架本体、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件；
17.所述y型摆架本体包括：头部、第一下摆悬臂和第二下摆悬臂；
18.所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的结构相同；
19.所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂对称设置在所述头部的底部两侧；
20.所述第一下摆悬臂、第二下摆悬臂和所述头部为一体成形结构；
21.所述第一连接组件可拆卸地设置在所述头部的顶部；
22.所述y型摆架本体借助于所述第一连接组件与变速箱的外壁连接；
23.所述第二连接组件可拆卸地设置在所述头部的底部；
24.所述摆架油缸组件的驱动端借助于所述第二连接件与所述y型摆架本体连接；
25.所述第三连接组件可拆卸地设置在所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的末端；
26.所述连杆组件借助于所述第三连接组件与所述y型摆架本体连接。
27.优选地，所述第二连接组件包括：第一连接销单元和第二连接销单元；
28.所述第一连接销单元和所述第二连接销单元的结构相同；
29.所述第一连接销单元和所述第二连接销单元对称设置在所述头部的底部的两侧。
30.优选地，所述第三连接组件包括：第三连接销单元和第四连接销单元；
31.所述第三连接销单元和所述第四连接销单元的结构相同；
32.所述第三连接销单元和所述第四连接销单元分别对称设置在所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的末端。
33.优选地，所述摆架油缸组件包括：第一摆架油缸单元和第二摆架油缸单元；
34.所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元的结构相同；
35.所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸对称固定在顶驱背嵌的两侧壁上；
36.所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元均与顶驱系统的控制端控制连接。
37.优选地，所述第一摆架油缸单元包括：油缸连接座和摆架油缸；
38.所述油缸连接座固定设置在顶驱背嵌的一侧；
39.所述摆架油缸安装在所述油缸连接座上；
40.所述摆架油缸的输出端通过所述第一连接销单元与所述y型摆架本体连接。
41.优选地，所述连杆组件包括：第一连杆单体和第二连杆单体；
42.所述第一连杆单体和所述第二连杆单体的结构相同；
43.其中，所述第一连杆单体的两端均设有销孔；
44.所述第一连杆单体的两端均通过所述销孔分别与所述第一下摆悬臂和所述吊环组件连接。
45.优选地，所述吊环组件包括：第一吊环杆和第二吊环杆；
46.所述第一吊环杆和所述第二吊环杆的结构相同；
47.其中，所述第一吊环杆的两端均设有连接孔；
48.所述第一吊环杆的端部通过所述连接孔连接吊卡。
49.优选地，所述第一吊环杆上还设有吊环衔接件；
50.所述第一栏杆单体通过所述吊环衔接件与所述第一吊环杆连接。
51.优选地，所述吊环衔接件包括：连接底座和连接板；
52.所述连接底座和所述连接板之间设置所述第一吊环杆；
53.所述连接底座和所述连接板通过四个螺栓组件连接。
54.(三)有益效果
55.本发明的有益效果是：本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构，具有以下有益效果：
56.(1)满足有限空间的顶驱管柱自动移摆作业。
57.(2)配合顶驱完成管柱的提吊、拧卸作业。
58.(3)四连杆结构完成吊环的摆动满足轻量化海洋顶驱小形体的需求。
59.(4)吊环油缸与背钳连接，结构紧凑，方便管柱的提吊作业；吊环与吊卡合理衔接等。
附图说明
60.图1为本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构的侧面结构示意图；
61.图2为本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构的正面结构示意图；
62.图3为本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构的摆架组件背面结构示意图；
63.图4为本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构的摆架组件的立体结构示意图；
64.图5为本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构中第一连杆单体的结构示意图；
65.图6为本发明提供的一种海工顶驱的吊环机构中吊环衔接件的结构示意图。
66.【附图标记说明】
67.1：摆架油缸组件；2：摆架组件；3：连杆组件；4：吊环组件；
68.5：吊环衔接件；501：连接底座；502：连接板；
69.6：第一连接组件；7：第二连接组件；8：第三连接组件。
具体实施方式
70.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
71.如图1-图6所示：本实施例中公开了一种海工顶驱的吊环机构，包括：摆架油缸组件1、摆架组件2、连杆组件3和吊环组件4。
72.详细地，该摆架油缸组件1设置在海工顶驱的背钳上；所述摆架组件2铰接在海工顶驱的变速箱的外壁上；所述摆架油缸组件1的驱动端与所述摆架组件2铰接；所述连杆组件3的两端分别与所述摆架组件2的末端和所述吊环组件4连接。
73.本实施例中吊环组件4的底部设置顶驱的钻杆吊卡；所述摆架油缸组件1能够驱动所述摆架组件2的下摆以变速箱的铰接处为定点自由摆动；所述摆架组件2在摆动时，能够通过所述连杆组件3同步带动所述吊环组件4摆动，并同步带动吊卡摆动到预定的位置，用以装卸钻杆到预定的位置。
74.应说明的是：海洋工程勘察船上，由于船体空间狭小，但又需要将钻探顶驱系统安装在船上，因此，对钻探顶驱系统提出了有限空间和轻量化的要求；海上勘探作业时，在船上安装井架、井架上安装了升沉补偿架和反扭矩梁架和海工顶驱；该海工顶驱需要在船上完成管柱的提吊、拧卸作业。本实施例中的吊环机构能够配合在船上完成管柱的提吊、拧卸作业，同时满足了船上有限空间和轻量化的要求。
75.该连杆组件3和吊环组件4构成了四连杆结构；而四连杆结构又能够完成吊环的摆动，满足轻量化海洋顶驱小形体的需求。
76.本实施例中的摆架组件2包括：y型摆架本体、第一连接组件6、第二连接组件7和第三连接组件8；所述y型摆架本体包括：头部、第一下摆悬臂和第二下摆悬臂；所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的结构相同；所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂对称设置在所述头部的底部两侧。
77.所述第一下摆悬臂、第二下摆悬臂和所述头部为一体成形结构；所述第一连接组
件6可拆卸地设置在所述头部的顶部；所述y型摆架本体借助于所述第一连接组件6与变速箱的外壁连接；所述第二连接组件7可拆卸地设置在所述头部的底部。所述摆架油缸组件1的驱动端借助于所述第二连接件7与所述y型摆架本体连接；所述第三连接组件8可拆卸地设置在所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的末端；所述连杆组件3借助于所述第三连接组件8与所述y型摆架本体连接。
78.该y型摆架本体的设计不仅能够有效地达到集约空间的目的，而且还能够最大化地减少设备的重量，满足船上载重的需求。
79.本实施例中所述的第二连接组件7包括：第一连接销单元和第二连接销单元；所述第一连接销单元和所述第二连接销单元的结构相同；所述第一连接销单元和所述第二连接销单元对称设置在所述头部的底部的两侧。
80.本实施例中所述的第三连接组件8包括：第三连接销单元和第四连接销单元；所述第三连接销单元和所述第四连接销单元的结构相同；所述第三连接销单元和所述第四连接销单元分别对称设置在所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的末端。
81.上述连接组件均为现有的标准连接件，在此不再详细展开说明。
82.本实施例中所述的摆架油缸组件1包括：第一摆架油缸单元和第二摆架油缸单元；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元的结构相同；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸对称固定在顶驱背嵌的两侧壁上；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元均与顶驱系统的控制端控制连接。
83.应说明的是：将摆架油缸组件1安装在顶驱的背钳上，不仅能够提高设备的灵活度，而且大大地提高了船上空间的利用率，同时还增强了整个吊环机构的结构强度和稳定性；在实际使用上，还具有方便拆卸更换的优点。
84.相应地，吊环油缸与背钳连接，结构紧凑，方便管柱的提吊作业；吊环与吊卡合理衔接。
85.本实施例中所述的第一摆架油缸单元包括：油缸连接座和摆架油缸；所述油缸连接座固定设置在顶驱背嵌的一侧；所述摆架油缸安装在所述油缸连接座上；所述摆架油缸的输出端通过所述第一连接销单元与所述y型摆架本体连接。
86.如图5所示：本实施例中所述的连杆组件3包括：第一连杆单体和第二连杆单体；所述第一连杆单体和所述第二连杆单体的结构相同。
87.其中，所述第一连杆单体的两端均设有销孔；所述第一连杆单体的两端均通过所述销孔分别与所述第一下摆悬臂和所述吊环组件连接。
88.本实施例中所述的吊环组件4包括：第一吊环杆和第二吊环杆；所述第一吊环杆和所述第二吊环杆的结构相同；其中，所述第一吊环杆的两端均设有连接孔；所述第一吊环杆的端部通过所述连接孔连接吊卡。
89.如图6所示：本实施例中所述的第一吊环杆上还设有吊环衔接件5；所述第一栏杆单体通过所述吊环衔接件5与所述第一吊环杆连接。
90.详细地，本实施例中所述吊环衔接件5包括：连接底座501和连接板502；所述连接底座501和所述连接板502之间设置所述第一吊环杆；所述连接底座501和所述连接板502通过四个螺栓组件连接。
91.应说明的是：连杆组件3和吊环组件4均为双单体结构，在实际应用中，第一吊环杆
和第二吊环杆分别与所述第一连杆单体和所述第二连杆单体对应连接。
92.这里所述的所述第一连杆单体和所述第二连杆单体分别与所述第三连接销单元和第四连接销单元对应连接；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元分别与所述第一连接销单元和所述第二连接销单元对应连接。
93.相应地，本实施例中提供的吊环机构在摆架油缸组件的驱动控制下不仅满足有限空间的顶驱管柱自动移摆作业，还能够配合顶驱完成管柱的提吊、拧卸作业。
94.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种海工顶驱的吊环机构，其特征在于，包括：摆架油缸组件、摆架组件、连杆组件和吊环组件；所述摆架油缸组件设置在海工顶驱的背钳上；所述摆架组件铰接在海工顶驱的变速箱的外壁上；所述摆架油缸组件的驱动端与所述摆架组件铰接；所述连杆组件的两端分别与所述摆架组件的末端和所述吊环组件连接；所述吊环组件的底部设置顶驱的钻杆吊卡；所述摆架油缸组件能够驱动所述摆架组件的下摆以变速箱的铰接处为定点自由摆动；所述摆架组件在摆动时，能够通过所述连杆组件同步带动所述吊环组件摆动，并同步带动吊卡摆动到预定的位置，用以装卸钻杆到预定的位置。2.根据权利要求1所述的吊环机构、其特征在于，所述摆架组件包括：y型摆架本体、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件；所述y型摆架本体包括：头部、第一下摆悬臂和第二下摆悬臂；所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的结构相同；所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂对称设置在所述头部的底部两侧；所述第一下摆悬臂、第二下摆悬臂和所述头部为一体成形结构；所述第一连接组件可拆卸地设置在所述头部的顶部；所述y型摆架本体借助于所述第一连接组件与变速箱的外壁连接；所述第二连接组件可拆卸地设置在所述头部的底部；所述摆架油缸组件的驱动端借助于所述第二连接件与所述y型摆架本体连接；所述第三连接组件可拆卸地设置在所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的末端；所述连杆组件借助于所述第三连接组件与所述y型摆架本体连接。3.根据权利要求2所述的吊环机构，其特征在于，所述第二连接组件包括：第一连接销单元和第二连接销单元；所述第一连接销单元和所述第二连接销单元的结构相同；所述第一连接销单元和所述第二连接销单元对称设置在所述头部的底部的两侧。4.根据权利要求3所述的吊环机构，其特征在于，所述第三连接组件包括：第三连接销单元和第四连接销单元；所述第三连接销单元和所述第四连接销单元的结构相同；所述第三连接销单元和所述第四连接销单元分别对称设置在所述第一下摆悬臂和所述第二下摆悬臂的末端。5.根据权利要求2所述的吊环机构，其特征在于，所述摆架油缸组件包括：第一摆架油缸单元和第二摆架油缸单元；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元的结构相同；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸对称固定在顶驱背嵌的两侧壁上；所述第一摆架油缸单元和所述第二摆架油缸单元均与顶驱系统的控制端控制连接。6.根据权利要求5所述的吊环机构，其特征在于，所述第一摆架油缸单元包括：油缸连接座和摆架油缸；所述油缸连接座固定设置在顶驱背嵌的一侧；
所述摆架油缸安装在所述油缸连接座上；所述摆架油缸的输出端通过所述第一连接销单元与所述y型摆架本体连接。7.根据权利要求3所述的吊环机构，其特征在于，所述连杆组件包括：第一连杆单体和第二连杆单体；所述第一连杆单体和所述第二连杆单体的结构相同；其中，所述第一连杆单体的两端均设有销孔；所述第一连杆单体的两端均通过所述销孔分别与所述第一下摆悬臂和所述吊环组件连接。8.根据权利要求7所述的吊环机构，其特征在于，所述吊环组件包括：第一吊环杆和第二吊环杆；所述第一吊环杆和所述第二吊环杆的结构相同；其中，所述第一吊环杆的两端均设有连接孔；所述第一吊环杆的端部通过所述连接孔连接吊卡。9.根据权利要求5所述的吊环机构，其特征在于，所述第一吊环杆上还设有吊环衔接件；所述第一栏杆单体通过所述吊环衔接件与所述第一吊环杆连接。10.根据权利要求6所述的吊环机构，其特征在于，所述吊环衔接件包括：连接底座和连接板；所述连接底座和所述连接板之间设置所述第一吊环杆；所述连接底座和所述连接板通过四个螺栓组件连接。

技术总结

本发明涉及一种海工顶驱的吊环机构，包括：摆架油缸组件、摆架组件、连杆组件和吊环组件；摆架油缸组件设置在海工顶驱的背钳上；摆架组件铰接在海工顶驱的变速箱的外壁上；摆架油缸组件的驱动端与摆架组件铰接；连杆组件的两端分别摆架组件的末端和吊环组件连接；吊环组件的底部设置顶驱的钻杆吊卡；摆架油缸组件能够驱动摆架组件的下摆以变速箱的铰接处为定点自由摆动；摆架组件在摆动时，能够通过连杆组件同步带动吊环组件摆动，并同步带动吊卡摆动到预定的位置，用以装卸钻杆到预定的位置。本发明提供的海工顶驱的吊环机构满足了现有海洋勘察船上海工顶驱系统中管柱的提吊、拧卸作业时有限空间的需求。卸作业时有限空间的需求。卸作业时有限空间的需求。