1.本实用新型涉及井外油管搬运技术领域，是一种新型井口无人作业平台。
背景技术：2.油气井在正常的生产过程中会出现减产或者停产，对油气井进行修理或维护工作，统称为小修作业。小修作业的基本方法是把起下油管作为主要手段，把井中原来的工具及油管提出，然后按施工设计进行项目的施工，施工目的完成后，再通过油管把维修后的工具或泵下入到井内预定位置，以恢复油水井正常生产。
3.中国专利申请号：cn202010836659.6的发明专利公开了一种修井井口无人作业平台，工作台中部设有供油管穿过的法兰；工作台上还设有液压钳组件和推管组件，液压钳组件用于油管的上卸扣，液压钳组件的液压钳可沿法兰径向移动，推管组件用于将油管推离工作台。这种修井井口无人作业平台存在以下问题：一是不能可靠的固定住位于油井中的油管；二是平台的稳定性不好，容易变形；三是待安装油管和井中油管的对中性不好，容易错位。
技术实现要素：4.本实用新型提供了一种新型井口无人作业平台，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有修井进口无人作业平台存在的不能可靠的固定住位于油井中的油管、平台的稳定性不好、两根油管的对中性不好容易错位的问题。
5.本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种新型井口无人作业平台，包括工作台、卡瓦、扶正机械手、对中机构和送钳机构，工作台中部设有能够抱住油管的卡瓦；对应卡瓦后方位置的工作台上铰接有用于将油管扶正或推离工作台的扶正机械手；对应卡瓦和扶正机械手之间位置的工作台上铰接有对中机构；对应卡瓦左方位置的工作台上铰接有能够上卸油管丝扣的送钳机构。
6.下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
7.上述送钳机构可包括旋转机架、动力钳和第一直线执行机构，对应卡瓦左方位置的工作台上铰接有旋转机架，旋转机架左侧下部和对应旋转机架左方位置的工作台之间铰接有第一直线执行机构，第一直线执行机构能使旋转机架左右旋转；旋转机架上部设有能上卸油管丝扣的动力钳。
8.上述动力钳可为修井悬吊动力钳。
9.上述送钳机构还可包括缓冲装置和吊杆，对应动力钳上端外侧位置的旋转机架上设有缓冲装置，缓冲装置中部设有吊杆，吊杆下侧中部铰接有修井悬吊动力钳。
10.上述对中机构可包括对中摆架、第二直线执行机构、第三直线执行机构、左支架、右支架、第四直线执行机构、左对中瓦、第五直线执行机构和右对中瓦，对应卡瓦和扶正机械手之间位置的工作台上铰接有对中摆架，对中摆架上部前侧左右间隔铰接有第二直线执行机构和第三直线执行机构，第二直线执行机构下端和第三直线执行机构下端分别与工作
台对应位置铰接在一起，第二直线执行机构和第三直线执行机构能使对中摆架前后旋转；对中摆架上端左右间隔固定安装有左支架和右支架，左支架右侧中部固定安装有能够向右伸出的第四直线执行机构，第四直线执行机构右端固定安装有左对中瓦，对应第四直线执行机构位置的右支架左侧固定安装有能够向左伸出的第五直线执行机构，对应左对中瓦位置的第五直线执行机构左端固定安装有右对中瓦。
11.上述对中机构还可包括左导杆座、右导杆座、导杆、左滑块和右滑块，左支架前侧固定安装有左导杆座，右支架前侧固定安装有右导杆座，左导杆座和右导杆座之间上下间隔设有至少一根导杆，导杆外侧左右间隔设有左滑块和右滑块，左滑块后端与左对中瓦前侧固定安装在一起，右滑块后端与右对中瓦前侧固定安装在一起。
12.上述扶正机械手可包括旋转摆架、第六直线执行机构和叉板，对应卡瓦后方位置的工作台上铰接有旋转摆架，旋转摆架下端中部与对应旋转摆架前方位置的工作台之间铰接有第六直线执行机构，第二执行机构能使旋转摆架前后旋转；旋转摆架上端后侧中部设有叉板，叉板后端设有上下贯通且开口向后的v型槽。
13.上述还可包括接油部、扶梯和护栏，对应卡瓦下部外侧位置工作台下侧设有接油部，工作台后端右侧设有扶梯，工作台上侧四边均设有护栏。
14.上述还可包括调节支腿和水平调节脚座，工作台四角下侧均设有能够调节工作台高度的调节支腿，每个调节支腿下端均设有水平调节脚座。
15.本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，钢结构工作台整体刚度好、抵抗变形能力强，卡瓦能够将油井中的油管固定住防止其晃动，扶正机构上的v型槽可以确保悬空的油管轴线与卡瓦轴线基本重合，对中机构能使悬空的油管下端与油井中的油管上端完全对齐，送钳机构将动力钳送到油管接箍处，动力钳扣住油管接箍使公扣端和母扣端相对旋转，实现卸扣或扣合。通过使用本装置能够快速、稳定地将油管提出或放入油井，实现机械自动化的提放油管，具有操作简单安全、稳定性高和对中性好的特点。
附图说明
16.附图1为本实用新型最佳实施例的主视结构示意图。
17.附图2为附图1中的立体结构示意图。
18.附图3为附图1中的送钳机构放大的立体结构示意图。
19.附图4为附图1中的对中机构放大的立体结构示意图。
20.附图5为附图1中的扶正机械手放大的立体结构示意图。
21.附图中的编码分别为：1为工作台，2为卡瓦，3为旋转机架，4为第一直线执行机构，5为修井悬吊动力钳，6为缓冲装置，7为吊杆，8为对中摆架，9为第二直线执行机构，10为第三直线执行机构，11为左支架，12为右支架，13为第四直线执行机构，14为左对中瓦，15为第五直线执行机构，16为右对中瓦，17为左导杆座，18为右导杆座，19为导杆，20为左滑块，21为右滑块，22为旋转摆架，23为第六直线执行机构，24为叉板，25为v型槽，26为接油部，27为扶梯，28为护栏，29为调节支腿，30为水平调节脚座。
具体实施方式
22.本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来
确定具体的实施方式。
23.在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
24.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
25.如附图1、2、3、4、5所示，该新型井口无人作业平台包括工作台1、卡瓦2、扶正机械手、对中机构和送钳机构，工作台1中部设有能够抱住油管的卡瓦2；对应卡瓦2后方位置的工作台1上铰接有用于将油管扶正或推离工作台1的扶正机械手；对应卡瓦2和扶正机械手之间位置的工作台1上铰接有对中机构；对应卡瓦2左方位置的工作台1上铰接有能够上卸油管丝扣的送钳机构。
26.根据需求，工作台1为双层钢结构焊接工作台1，工作台1上可针对每个执行机构的位置和形状设置不同结构的支撑梁，每根支撑梁均焊接在工作台1的主框架上，这样的结构强度高、整体刚度好、抵抗变形能力强还能很好地承受动力荷载，此外工作台1上侧在不影响各执行机构正常工作的情况下固定安装有钢网格板，方便作业人员能站在工作台1上进行检修或其他作业，还便于油管内的残油能够用顺着钢格板流下去不会寄存在工作台1面上，工作台1的四个侧面设有防尘板，为方便检修观察防尘板上还可设置检修窗；卡瓦2可选择现有技术中的气动卡瓦或液压卡瓦，两者所需动力源均可从修井机上引入，但油井作业常用的是气动卡瓦，其用来把钻杆或套管夹紧在转盘上。
27.可根据实际需要，对上述新型井口无人作业平台作进一步优化或/和改进：
28.如附图1、2、3所示，送钳机构包括旋转机架3、动力钳和第一直线执行机构4，对应卡瓦2左方位置的工作台1上铰接有旋转机架3，旋转机架3左侧下部和对应旋转机架3左方位置的工作台1之间铰接有第一直线执行机构4，第一直线执行机构4能使旋转机架3左右旋转；旋转机架3上部设有能上卸油管丝扣的动力钳。根据需求，送钳机构可位于工作台1上层，而工作台1上对应位置设置有安装送钳机构的支撑板，旋转机架3也是钢结构且能沿其与工作台1的铰接轴线旋转，为了能够准确控制旋转机架3的旋转角度和位置而设置了第一直线执行机构4，第一直线执行机构4可为现有技术中的气缸或液压缸，考虑到旋转机架3的自重和需要携带的负重可选择液压缸，这主要是因为同体积的液压缸功率更大；动力钳为现有技术中常用的液压动力钳，其由主钳和背钳两大部分组成，工作时背钳夹住油管接箍活接头，主钳夹持油管按顺时针或逆时针方向旋转，从而实现上、卸扣作业。
29.如附图1、2、3所示，动力钳为修井悬吊动力钳5。这样设置主要是考虑到修井悬吊动力钳5更适合悬吊在空中使用，具有结构简单、操作方便、性能可靠、输出扭矩大的特点。
30.如附图1、2、3所示，送钳机构还包括缓冲装置6和吊杆7，对应动力钳上端外侧位置的旋转机架3上设有缓冲装置6，缓冲装置6中部设有吊杆7，吊杆7下侧中部铰接有修井悬吊动力钳5。根据需求，为了使修井悬吊动力钳5能够平稳的动作以及减少上卸扣过程中受到的冲击振动，缓冲装置6可为现有技术中的气弹簧或者是中间有导向柱的机械弹簧，考虑到气弹簧体积大、寿命短及成本高的缺点，本实施例中选择了由机械弹簧和导向柱组成的缓冲装置6，为了实现更好的缓冲效果，在送钳机构上端右侧前后间隔设置了两根导向柱，每根导向柱外均套装有机械弹簧，机械弹簧上侧设有吊杆7，吊杆7前后两端分别套装在对应的导向柱外，吊杆7中部与修井悬吊动力钳5上端铰接在一起，修井悬吊动力钳5在自重作用
下始终竖直。
31.如附图1、2、4所示，对中机构包括对中摆架8、第二直线执行机构9、第三直线执行机构10、左支架11、右支架12、第四直线执行机构13、左对中瓦14、第五直线执行机构15和右对中瓦16，对应卡瓦2和扶正机械手之间位置的工作台1上铰接有对中摆架8，对中摆架8上部前侧左右间隔铰接有第二直线执行机构9和第三直线执行机构10，第二直线执行机构9下端和第三直线执行机构10下端分别与工作台1对应位置铰接在一起，第二直线执行机构9和第三直线执行机构10能使对中摆架8前后旋转；对中摆架8上端左右间隔固定安装有左支架11和右支架12，左支架11右侧中部固定安装有能够向右伸出的第四直线执行机构13，第四直线执行机构13右端固定安装有左对中瓦14，对应第四直线执行机构13位置的右支架12左侧固定安装有能够向左伸出的第五直线执行机构15，对应左对中瓦14位置的第五直线执行机构15左端固定安装有右对中瓦16。
32.根据需要，考虑到本装置的运行流程（扶正机械手会在对中机构之前动作）以及对中机构仅在放油管过程中使用，对中摆架8的位置和旋转不能影响扶正机械手的旋转或折叠，因此在扶正机械手和卡瓦2之间位置的工作台1上设置安装对中摆架8的支撑梁，使对中摆架8折叠收进工作台1后位于扶正机械手下方，凸起部分不会影响扶正机械手动作；对中摆架8能沿其与工作台1的铰接轴线旋转，为了能准确控制对中摆架8的旋转角度和位置、避开卡瓦2，左右间隔设置第二直线执行机构9和第三直线执行机构10，第二直线执行机构9和第三直线执行机构10均为现有技术中的液压缸或气缸，考虑到对中摆架8的自重和携带的负重选择液压缸，这主要是因为同体积的液压缸功率更大；左对中瓦14和右对中瓦16可组成圆筒形对中筒，其能可靠地抱住上下两根油管，使上下两根油管的接箍对齐为动力钳上扣做准备，此外还可在对中筒上端设置喇叭口型的导向口；左对中瓦14和右对中瓦16分别由第四直线执行机构13和第五直线执行机构15控制其位移，左对中瓦14和右对中瓦16既可以同时移动又可以单独移动，对中调节效果更好、更精准；第四直线执行机构13和第五直线执行机构15均为现有技术中的液压缸或气缸，此外由于对中调节所需功率不大，第四直线执行机构13和第五直线执行机构15均可选择气缸，气缸与液压缸相比响应会更快、工作更平稳。
33.如附图1、2、4所示，对中机构还包括左导杆座17、右导杆座18、导杆19、左滑块20和右滑块21，左支架11前侧固定安装有左导杆座17，右支架12前侧固定安装有右导杆座18，左导杆座17和右导杆座18之间上下间隔设有至少一根导杆19，导杆19外侧左右间隔设有左滑块20和右滑块21，左滑块20后端与左对中瓦14前侧固定安装在一起，右滑块21后端与右对中瓦16前侧固定安装在一起。通过这样设置，可以给悬空的左对中瓦14和右对中瓦16增加一个支撑，防止因第四直线执行机构13和第五直线执行机构15的伸出端变形而影响左对中瓦14和右对中瓦16的对中精度。
34.如附图1、2、5所示，扶正机械手包括旋转摆架22、第六直线执行机构23和叉板24，对应卡瓦2后方位置的工作台1上铰接有旋转摆架22，旋转摆架22下端中部与对应旋转摆架22前方位置的工作台1之间铰接有第六直线执行机构23，第二执行机构能使旋转摆架22前后旋转；旋转摆架22上端后侧中部设有叉板24，叉板24后端设有上下贯通且开口向后的v型槽25。根据需求，为便于运输本装置和避免运行过程中扶正机械手干扰其他机构，扶正机械手安装可在工作台1的下层且其能够折叠后收进工作台1内，工作台1上还设置有能安装扶
正机械手的支撑梁，旋转摆架22为钢构框架，自身稳定性好，旋转摆架22能沿其与工作台1的铰接轴线旋转，为了能准确控制旋转摆架22的旋转角度和位置而设置了第六直线执行机构23，第六直线执行机构23可为现有技术中的气缸或液压缸，考虑到旋转机架3的自重和需要推送的油管重量可选择液压缸，这主要是因为同体积的液压缸功率更大；叉板24上的v型槽25稳定性好，只要设置好位置其能可靠地托住油管下端，由于v型槽25具有对中性，其能使被托扶油管的轴线与卡瓦2的轴线基本重合，给对中机构工作奠定基础；此外v型槽25槽底尖角通常会出现应力集中，为了防止v型槽25开裂可将v型槽25槽底倒圆或者设置卸荷槽。
35.如附图1、2所示，还包括接油部26、扶梯27和护栏28，对应卡瓦2下部外侧位置工作台1下侧设有接油部26，工作台1后端右侧设有扶梯27，工作台1上侧四边均设有护栏28。通过这样设置，接油部26可收集油管上滴落的油水或者井口溢出的油水，接油部26呈漏斗状或者其他的凹陷的槽体，在接油部26的底部还可设有放油阀，以便排出接油部26所收集到的油水，防止其污染井口环境；扶梯27方便既方便检修人员维护本装置又方便作业过程中作业人员登台查看情况，扶梯27可以是固定式扶梯27也可以是折叠扶梯27；护栏28可以起到防护作用，护栏28的结构、高度和位置均可根据工作需要设置。
36.如附图1、2所示，还包括调节支腿29和水平调节脚座30，工作台1四角下侧均设有能够调节工作台1高度的调节支腿29，每个调节支腿29下端均设有水平调节脚座30。通过这样设置，调节支腿29用于调节工作台1整体的高度，能够适应不同的油井现场，根据需求调节支腿29可以是液压杆、相互螺接的螺杆和杆套等常见的长度可以调节的杆件；水平调节脚座30为现有技术中的水平调节脚座，常用来根据每个支腿处的具体地形进行局部微调使工作台1每个支腿都能够与地面可靠接触，防止作业过程中工作台1晃动。
37.本实用新型最佳实施例的使用过程：
38.使用本实用新型上提油管时，先将修井机的液压吊卡下放至油管接箍下方，让吊卡扣住油管并锁紧吊卡，然后打开工作台1上的气动卡瓦2松开油管，上提吊卡至下一接箍被提出油井至合适位置，关闭气动卡瓦2并使其固定住下面那根油管；送钳机构旋转动作将液压动力钳移动至井口，液压动力钳的主钳和背钳分别卡住上下两根油管，主钳旋转将上下两根油管接箍内的丝扣卸开，送钳机构动作带着液压动力钳退回初始位置；继续上提吊卡使上下两根油管分离，扶正机械手旋转使v型槽25托住油管下端，扶正机械手继续旋转将油管下端推离工作台1送至油管输送机上，扶正机械手退回初始位置；接着下放吊卡将油管通过油管输送机送至管排架，吊卡下放到油管平放在输送机时停止，然后先打开吊卡，接着上提吊卡；重复以上动作，直至将油井中的油管全部取出。
39.使用本实用新型下放油管时，先通过油管由输送机将油管送至井口，通过修井机下放吊卡，扣住油管上端上提，上提一定高度后扶正机械手旋转至工作台1后端准备接住油管，当v型槽25托住油管后，吊卡继续上提油管，同时扶正机械手边往回旋转边用v型槽25托住油管一侧（防止油管下端晃动）；当油管与上一根油管接箍基本对齐时，对中机构旋转至井口并用左对中瓦14和右对中瓦16从左右两侧同时抱住上下两根油管使他们的油管接箍对齐，此时扶正机械手退回初始位置，继续下放吊卡至两根油管的接箍能对接上，对中机构松开油管并退回初始位置；送钳机构动作将液压动力钳送至井口，液压动力钳的主钳和背钳分别卡住上下两根油管，主钳旋转将上下两根油管接箍内的丝扣扣合，然后退回液压动
力钳，打开修井机的气动卡瓦，下放吊卡至合适位置，再关闭修井机的气动卡瓦，打开吊卡，上提吊卡，重复以上动作，本油井内的所有油管全部下放完。
40.因此本实用新型能够高效、可靠地完成油井小修时的提放油管的工作，实现机械自动化的提放油管，具有操作简单安全、稳定性高和对中性好的特点。而在整个运行的过程中，本装置位置相对固定，避免每次修井都要调整设备位置，操作的重复性好，小修作业时工作效率高。
41.以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
技术特征：1.一种新型井口无人作业平台，其特征在于包括工作台、卡瓦、扶正机械手、对中机构和送钳机构，工作台中部设有能够抱住油管的卡瓦；对应卡瓦后方位置的工作台上铰接有用于将油管扶正或推离工作台的扶正机械手；对应卡瓦和扶正机械手之间位置的工作台上铰接有对中机构；对应卡瓦左方位置的工作台上铰接有能够上卸油管丝扣的送钳机构。2.根据权利要求1所述的新型井口无人作业平台，其特征在于送钳机构包括旋转机架、动力钳和第一直线执行机构，对应卡瓦左方位置的工作台上铰接有旋转机架，旋转机架左侧下部和对应旋转机架左方位置的工作台之间铰接有第一直线执行机构，第一直线执行机构能使旋转机架左右旋转；旋转机架上部设有能上卸油管丝扣的动力钳。3.根据权利要求2所述的新型井口无人作业平台，其特征在于动力钳为修井悬吊动力钳。4.根据权利要求3所述的新型井口无人作业平台，其特征在于送钳机构还包括缓冲装置和吊杆，对应动力钳上端外侧位置的旋转机架上设有缓冲装置，缓冲装置中部设有吊杆，吊杆下侧中部铰接有修井悬吊动力钳。5.根据权利要求1或2或3或4所述的新型井口无人作业平台，其特征在于对中机构包括对中摆架、第二直线执行机构、第三直线执行机构、左支架、右支架、第四直线执行机构、左对中瓦、第五直线执行机构和右对中瓦，对应卡瓦和扶正机械手之间位置的工作台上铰接有对中摆架，对中摆架上部前侧左右间隔铰接有第二直线执行机构和第三直线执行机构，第二直线执行机构下端和第三直线执行机构下端分别与工作台对应位置铰接在一起，第二直线执行机构和第三直线执行机构能使对中摆架前后旋转；对中摆架上端左右间隔固定安装有左支架和右支架，左支架右侧中部固定安装有能够向右伸出的第四直线执行机构，第四直线执行机构右端固定安装有左对中瓦，对应第四直线执行机构位置的右支架左侧固定安装有能够向左伸出的第五直线执行机构，对应左对中瓦位置的第五直线执行机构左端固定安装有右对中瓦。6.根据权利要求5所述的新型井口无人作业平台，其特征在于对中机构还包括左导杆座、右导杆座、导杆、左滑块和右滑块，左支架前侧固定安装有左导杆座，右支架前侧固定安装有右导杆座，左导杆座和右导杆座之间上下间隔设有至少一根导杆，导杆外侧左右间隔设有左滑块和右滑块，左滑块后端与左对中瓦前侧固定安装在一起，右滑块后端与右对中瓦前侧固定安装在一起。7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的新型井口无人作业平台，其特征在于扶正机械手包括旋转摆架、第六直线执行机构和叉板，对应卡瓦后方位置的工作台上铰接有旋转摆架，旋转摆架下端中部与对应旋转摆架前方位置的工作台之间铰接有第六直线执行机构，第二执行机构能使旋转摆架前后旋转；旋转摆架上端后侧中部设有叉板，叉板后端设有上下贯通且开口向后的v型槽。8.根据权利要求5所述的新型井口无人作业平台，其特征在于扶正机械手包括旋转摆架、第六直线执行机构和叉板，对应卡瓦后方位置的工作台上铰接有旋转摆架，旋转摆架下端中部与对应旋转摆架前方位置的工作台之间铰接有第六直线执行机构，第二执行机构能使旋转摆架前后旋转；旋转摆架上端后侧中部设有叉板，叉板后端设有上下贯通且开口向后的v型槽。9.根据权利要求1或2或4或6或8所述的新型井口无人作业平台，其特征在于还包括接
油部、扶梯和护栏，对应卡瓦下部外侧位置工作台下侧设有接油部，工作台后端右侧设有扶梯，工作台上侧四边均设有护栏。10.根据权利要求1或2或4或6或8所述的新型井口无人作业平台，其特征在于还包括调节支腿和水平调节脚座，工作台四角下侧均设有能够调节工作台高度的调节支腿，每个调节支腿下端均设有水平调节脚座。
技术总结本实用新型涉及井外油管搬运技术领域，是一种新型井口无人作业平台，其包括工作台、卡瓦、扶正机械手、对中机构和送钳机构，工作台中部设有能够抱住油管的卡瓦。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，钢结构工作台整体刚度好、抵抗变形能力强，卡瓦能够将油井中的油管固定住防止其晃动，扶正机构上的V型槽可以确保悬空的油管轴线与卡瓦轴线基本重合，对中机构能使悬空的油管下端与油井中的油管上端完全对齐，送钳机构将动力钳送到油管接箍处，动力钳扣住油管接箍使公扣端和母扣端相对旋转，实现卸扣或扣合。通过使用本装置能够快速、稳定地将油管提出或放入油井，实现机械自动化的提放油管，具有操作简单安全、稳定性高和对中性好的特点。的特点。的特点。
技术研发人员：李波 谷涛 康向东 陈龙 王涛 骆嘉鹏 刘志九 曹勇 张德全 余游
受保护的技术使用者：克拉玛依市众城石油装备研究院有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/7/4
