[发明专利]井下连续油管磁扣式支撑套件自动拆除设备及拆除方法

权利要求书

1.井下连续油管磁扣式支撑套件自动拆除设备，其特征在于：包括机柜，机柜的底部设置有工控计算机和备用电源，机柜的底板中部开设有第一U型缺口，在第一U型缺口周围设置有可变轮距探测器，机柜的顶板上设置有连续油管出口，连续油管出口位于第一U型缺口的正上方，连续油管出口处设置有连续油管导向对辊组件；机柜内下方固定有隔板，隔板两侧设置有料斗安装接口，料斗安装接口插设有料斗，料斗上固定有两根横杆，横杆的端部固定有圆锥形的防脱橡胶圈；在隔板上还设置有磁扣式套件拆除机器人；

可变轮距探测器设置有两组，可变轮距探测器关于第一U型缺口对称设置，每组可变轮距探测器包括安装板和H型的联动架，联动架上铰接有两组摇臂架，两组摇臂架的下端部分别通过两根销轴铰接在安装板上，销轴与摇臂架为固定连接，其中一组摇臂架的上端转动连接有大辊轮，另外一组摇臂架下端的销轴上设置有扭簧，该销轴端部安装有编码器，编码器与工控计算机连接；

两组可变轮距探测器的大辊轮之间形成支撑套件探测区域，支撑套件探测区域位于第一U型缺口的正上方；

磁扣式套件拆除机器人包括半齿轮底盘，半齿轮底盘具有半圈外齿，半齿轮底盘的圆心处设置有第二U型缺口，半齿轮底盘通过推力轴承安装在隔板上，第二U型缺口与第一U型缺口上下设置，隔板上安装有减速机和伺服电机，伺服电机与减速机传动连接，减速机的动力输出轴上安装有齿轮，齿轮与半齿轮底盘的外齿相啮合；半齿轮底盘上表面安装有两组磁吸式拆除组件，两组磁吸式拆除组件关于半齿轮底盘的圆心对称设置；每组磁吸式拆除组件包括内花键导轨，内花键导轨内具有花键槽，内花键导轨内安装有花键轴，花键轴可沿内花键导轨上下滑动，花键轴的顶端固定安装有舵机，舵机的输出轴端部安装有电动推杆，电动推杆的推杆端部固定有抓手，抓手为竖向设置的半圆形管，抓手上开设有通孔，通孔的半径大于防脱橡胶圈的底面半径，抓手的上端固定有挡板，抓手的两侧壁分别设置有一排磁铁；半齿轮底盘上安装有监测相机，监测相机、伺服电机和舵机分别与工控计算机连接。

2.根据权利要求1所述的井下连续油管磁扣式支撑套件自动拆除设备，其特征在于：连续油管导向对辊组件包括辊轮支架，辊轮支架上转动连接有两个小辊轮，两个小辊轮之间形成连续油管夹装区域，连续油管夹装区域位于连续油管出口的正上方。

3.根据权利要求2所述的井下连续油管磁扣式支撑套件的拆除方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在工作前，首先将从井下伸出的连续油管依次穿过第一U型缺口、两组可变轮距探测器的大辊轮之间的支撑套件探测区域、第二U型缺口、连续油管出口和连续油管导向对辊组件的连续油管夹装区域，此时两个小辊轮对连续油管保持夹持力，两个大辊轮对连续油管保持夹持力，连续油管处于竖直状态，至此设备工作前准备工作就绪；

(2)打开工控计算机，待程序完成自检及初始化设定，连续油管在外部机械的拖拽下缓慢从井下抽出，在连续油管通过两个大辊轮之间的支撑套件探测区域时，不会使摇臂架发生大角度摆动，当套装有支撑套件的连续油管通过支撑套件探测区域时，由于该段直径急剧增大，引起摇臂架摆动，编码器将该数据传送给工控计算机，工控计算机控制监测相机开始工作，半齿轮底盘处于初始位置，此时两个抓手相对设置，且两个料斗上的横杆与两个抓手上的通孔位于同一条直线上；

(3)当有支撑套件的连续油管进入磁扣式套件拆除机器人的工作区域时，监测相机拍摄回的画面返回给工控计算机，工控计算机根据拍摄画面调整支撑套件的对开面与抓手平行；

(4)支撑套件碰触到抓手上端的挡板，随着连续油管的上升带动抓手一起向上运动，花键轴在内花键导轨向上滑动，与支撑套件上端碰触到抓手上端挡板的同时，电动推杆启动，推动抓手开始抓持动作，其中一个抓手上的磁铁逐渐伸入伸到自锁卡扣支撑件的支撑管体的安装孔内，另外一个抓手上的磁铁逐渐伸入到卡针支撑件的支撑管体的安装孔内，直至电动推杆确认行程达到抓持目的，则回收抓手，此时自锁卡扣支撑件内的滚柱被磁铁吸回，自锁卡扣支撑件和卡针支撑件相分离，并分别在两个抓手上；

(5)接着工控计算机控制伺服电机旋转半齿轮底盘至初始位置，而后控制舵机旋转电动推杆，使得抓手旋转180°，此时抓手对准料斗，接着电动推杆推动抓手将自锁卡扣支撑件推入料斗的横杆上，另外一个抓手将卡针支撑件推入另外一个料斗的横杆，至此完成一个支撑套件的拆卸任务；

(6)随后电动推杆和舵机恢复至初始位置，等待下一个支撑套件的拆卸。

4.根据权利要求3所述的井下连续油管磁扣式支撑套件的拆除方法，其特征在于：步骤(4)中工控计算机根据拍摄画面调整支撑套件的对开面与抓手平行的方法为：工控计算机控制伺服电机，伺服电机通过减速机带动齿轮转动，从而驱动半齿轮底盘转动，直至根据拍摄画面判断支撑套件的对开面与抓手平行。