一種油管擺排機械手

吳正銀 張玉良 蔡守林

摘要：一種油管擺排機械手，屬于油田修井作業中的安全輔助裝置。油管擺排機械手包括操作組件、連接組件和夾持組件，通過將開關撬可轉動地連接在手柄上，開關撬與連接體相連，實現在開關撬動作時，第二夾持手與第一夾持手相對分合;通過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，當油管需要在地面擺排時，摁壓開關撬，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，松開開關撬，完成對油管的抓取，由于支撐桿長度足夠長，因此支撐桿可作為人手的延伸，取代人手實現對油管的地面移動擺排操作，操作簡便，安全可靠，保障操作人員的人身安全。

關鍵詞：油管;擺排;機械手;人身安全

在油田的修井作業過程中，需要對下入油井的油管進行操作，操作包括對油管的井口操作和地面操作。井口操作針對的是油管豎立在井口上時，拉起或下放油管，地面操作針對的是油管放入到油管支架中時，推拉油管。在現有技術的油管地面操作中，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，實現油管的移動擺排。

在實現裝置的過程中，我們發現現有技術至少存在以下問題：

現有技術利用人手直接接觸油管來實現油管的移動擺排，操作人員操作費力且安全系數低，如果操作人員在操作中不注意，極易夾到操作人員的手，導致其手部骨折，威脅到操作人員的人身安全。

鑒于此，我們設計和開發了一種油管擺排機械手，作為人手的延伸，實現對油管的安全性操作?！皺C械手”作為一種人手延申工具，其為了實現人手的抓舉和推拉功能，我們為其賦予了人手關節的靈活性，使其能夠實現抓舉和推拉，就此這種工具主要包括三個功能組件：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關撬，所述開關撬的一端可轉動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，所述連接體與所述彈性緩沖器件相連，所述開關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，從而在所述開關撬動作時，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分合。

為了更清楚地說明裝置實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖在A-A處截面的結構示意圖。

圖中的附圖標記分別表示：

1、操作組件;

101、手柄;

102、開關撬;

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。

圖例說明：操作組件1包括手柄101和開關撬102，開關撬102的一端可移動地連接在手柄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，連接體202與彈性緩沖器件203相連，開關撬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，從而在開關撬102動作時，第二夾持手302的另一端與第一夾持手301的另一端相對分合。

在油管的地面操作使用過程中，分為以下幾步進行操作：

首先，對油管擺排機械手進行組裝。

將第一夾持手301與第二夾持手302通過第一銷子4固定連接;將彈性緩沖器件203通過螺栓孔1031固定在支架螺栓103上，進而固定在手柄101內;將拉桿2023伸入支撐桿201中，使得彈性緩沖器件203的一端掛設在拉桿2023的連接孔20231內，彈性緩沖器件與拉桿2023相連;將開關撬102通過第三銷子6固定在手柄101中，通過第四銷子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，完成油管擺排機械手的組裝。

其次，使用油管擺排機械手進行油管在井口處的操作。

手持該油管擺排機械手，摁在開關撬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之間的開口大于油管外徑時，將油管放入到第一夾持手301與第二夾持手302中，再松開開關撬102，實現機械手對油管的抓取，利用機械手對油管進行地面的移動擺排操作。

總之，本裝置利用操作組件、連接組件和夾持組件。當油管需要在地面擺排時，摁壓開關撬，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口大于油管外徑時，將油管放入到第一夾持手與第二夾持手中，松開開關撬，實現機械手對油管的抓取，由于機械手的支撐桿長度足夠長，因此支撐桿可以作為人手的延伸，取代人手實現對油管的地面移動擺排操作，操作簡便，安全可靠，保障操作人員的人身安全。

參考文獻：

[1]《機械設計手冊》第五版

作者簡介：

吳正銀，男，1976年10月出生，青海油田井下作業公司高級技師，青海省優秀技能專家，畢業于中國石油大學機械設計制造及其自動化專業。通訊地址：青海省海西州茫崖市花土溝鎮青海油田井下作業公司，郵編：816499