一种油管摆排机械手

吴正银 张玉良 蔡守林

摘要：一种油管摆排机械手，属于油田修井作业中的安全辅助装置。油管摆排机械手包括操作组件、连接组件和夹持组件，通过将开关撬可转动地连接在手柄上，开关撬与连接体相连，实现在开关撬动作时，第二夹持手与第一夹持手相对分合;通过将支撑杆的一端固定在手柄上，第一夹持手固定在支撑杆的另一端上，以固定第一夹持手，当油管需要在地面摆排时，摁压开关撬，在连接体的作用下，使第二夹持手与第一夹持手之间分离，将油管放入到第一夹持手与第二夹持手中，松开开关撬，完成对油管的抓取，由于支撑杆长度足够长，因此支撑杆可作为人手的延伸，取代人手实现对油管的地面移动摆排操作，操作简便，安全可靠，保障操作人员的人身安全。

关键词：油管;摆排;机械手;人身安全

在油田的修井作业过程中，需要对下入油井的油管进行操作，操作包括对油管的井口操作和地面操作。井口操作针对的是油管竖立在井口上时，拉起或下放油管，地面操作针对的是油管放入到油管支架中时，推拉油管。在现有技术的油管地面操作中，主要是操作人员利用人手直接接触油管，将油管推拉到油管支架中，实现油管的移动摆排。

在实现装置的过程中，我们发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术利用人手直接接触油管来实现油管的移动摆排，操作人员操作费力且安全系数低，如果操作人员在操作中不注意，极易夹到操作人员的手，导致其手部骨折，威胁到操作人员的人身安全。

鉴于此，我们设计和开发了一种油管摆排机械手，作为人手的延伸，实现对油管的安全性操作。“机械手”作为一种人手延申工具，其为了实现人手的抓举和推拉功能，我们为其赋予了人手关节的灵活性，使其能够实现抓举和推拉，就此这种工具主要包括三个功能组件：操作组件、连接组件和夹持组件。其中，所述操作组件包括手柄和开关撬，所述开关撬的一端可转动地连接在所述手柄上;所述连接组件包括支撑杆、连接体和弹性缓冲器件，所述支撑杆的一端固定在所述手柄上，所述弹性缓冲器件固定在所述手柄内，所述连接体与所述弹性缓冲器件相连，所述开关撬的另一端与所述连接体相连;所述夹持组件包括相连的第一夹持手和第二夹持手，所述第一夹持手固定在所述支撑杆的另一端上，所述第二夹持手的一端与所述第一夹持手的一端通过第一销子连接，所述第二夹持手与所述连接体的另一端相连，从而在所述开关撬动作时，所述第二夹持手的另一端与所述第一夹持手的另一端相对分合。

为了更清楚地说明装置实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图在A-A处截面的结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、操作组件;

101、手柄;

102、开关撬;

103、支架螺栓;

1031、螺栓孔;

2、连接组件;

201、支撑杆;

202、连接体;

2021、第一板体;

2022、第二板体;

2023、拉杆;

20231、连接孔;

203、弹性缓冲器件;

3、夹持组件;

301、第一夹持手;

302、第二夹持手;

4、第一销子;

5、第二销子;

6、第三销子;

7、第四销子;

8、第五销子;

9、第六销子;

10、第七销子。

图例说明：操作组件1包括手柄101和开关撬102，开关撬102的一端可移动地连接在手柄101上;连接组件2包括支撑杆201、连接体202和弹性缓冲器件203，支撑杆201的一端固定在手柄101上，弹性缓冲器件203固定在手柄101内，连接体202与弹性缓冲器件203相连，开关撬102的另一端与连接体202相连;夹持组件3包括相连的第一夹持手301和第二夹持手302，第一夹持手301固定在支撑杆201的另一端上，第二夹持手302的一端与第一夹持手301的一端通过第一销子4连接，第二夹持手302与连接体202的另一端相连，从而在开关撬102动作时，第二夹持手302的另一端与第一夹持手301的另一端相对分合。

在油管的地面操作使用过程中，分为以下几步进行操作：

首先，对油管摆排机械手进行组装。

将第一夹持手301与第二夹持手302通过第一销子4固定连接;将弹性缓冲器件203通过螺栓孔1031固定在支架螺栓103上，进而固定在手柄101内;将拉杆2023伸入支撑杆201中，使得弹性缓冲器件203的一端挂设在拉杆2023的连接孔20231内，弹性缓冲器件与拉杆2023相连;将开关撬102通过第三销子6固定在手柄101中，通过第四销子7与拉杆2023相连;将第二板体2022伸入到通孔2011中通过第五销子8与拉杆2023的一端固定，利用第二销子5将第二板体2022固定在支撑杆201中;将第二板体2022利用第六销子9與第一板体2021相连，利用第七销子10将第一板体2021与第二夹持手302相连，完成油管摆排机械手的组装。

其次，使用油管摆排机械手进行油管在井口处的操作。

手持该油管摆排机械手，摁在开关撬102，使得第二夹持手302与第一夹持手301之间分离，在第一夹持手301与第二夹持手302之间的开口大于油管外径时，将油管放入到第一夹持手301与第二夹持手302中，再松开开关撬102，实现机械手对油管的抓取，利用机械手对油管进行地面的移动摆排操作。

总之，本装置利用操作组件、连接组件和夹持组件。当油管需要在地面摆排时，摁压开关撬，在连接体的作用下，使第二夹持手与第一夹持手之间分离，在第一夹持手与第二夹持手之间的开口大于油管外径时，将油管放入到第一夹持手与第二夹持手中，松开开关撬，实现机械手对油管的抓取，由于机械手的支撑杆长度足够长，因此支撑杆可以作为人手的延伸，取代人手实现对油管的地面移动摆排操作，操作简便，安全可靠，保障操作人员的人身安全。

参考文献：

[1]《机械设计手册》第五版

作者简介：

吴正银，男，1976年10月出生，青海油田井下作业公司高级技师，青海省优秀技能专家，毕业于中国石油大学机械设计制造及其自动化专业。通讯地址：青海省海西州茫崖市花土沟镇青海油田井下作业公司，邮编：816499