◇中石化四机石油机械有限公司 安 杰

本文主要介绍了一种典型的双臂折叠式管柱排放系统，主要包括直线行走机构、旋转机构、折叠臂以及机械手等结构部分，结构紧凑，折叠臂能够在较小的回转半径内实现较大的末端位移，保证机械手抓实现钻杆在二层台（立根排放区）与井口之间灵活抓取与摆放的功能，适用于陆地钻井平台。

钻井过程中，钻杆立根不断从二层台（立根区）向井口转移接单根，施工者劳动强度大，操作风险系数高。动作重复并且效率低下[1-2]。随着人们对钻井效率和安全作业意识的不断提高，钻采工人对装备的要求日益苛刻，管柱排放系统自动化是石油钻机的发展趋势。国外美国 NOV公司和挪威的 MH公司的管柱自动排放系统相当成熟，自动化与智能化程度高，基本实现管柱排放无人化作业；国内石油装备公司与不少科研机构都有所研究但推广较慢，其中江苏诚创、四川宏华、宝石机械、沈阳新松、烟台杰瑞等已具备相当实力，但与国外产品相比功能上仍有差距。因此，研发自动化管柱处理系统，逐步完成石油钻机井口机械化到半自动化、自动化，实现模仿到领先国外的跨越发展，具有重要的意义。

1 总体方案研究

1.1 方案设计

钻机管排架结构大多为X-Y型（见图1），二层台排管区域在两侧矩形指梁范围内，框架中间布置走道与翻转舌台，井口中心距离最近的走道边沿也有相当距离。二层台机器人要实现钻杆在立根排放区或者大小鼠洞之间的灵活抓取与摆放，就必须确保系统能够整体纵向平移与360°旋转，机械手臂展跨距要保证能延伸到指梁根部钻杆处以及井口中心、大小鼠洞位置。……