一種倒扣裝置製造方法
2023-05-06 01:09:11
一種倒扣裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種倒扣裝置，包括輸入總成（1）、錨定裝置（2）、減速換向機構（3）、輸出總成（4）；所述輸入總成（1）的動力輸入軸（14）穿過整個錨定裝置（2）的凸輪軸齒輪架（213）的內腔，錨定裝置（2）通過動力輸入軸（14）下端的漸開線齒與設在凸輪軸齒輪架（213）上的行星輪（31）與減速換向機構（3）配合，減速換向機構（3）通過齒圈（33）與輸出總成（4）的扭矩輸出套（41）上端配合，且輸入總成（4）靠固定套（42）與輸入總成（1）的輸出總成（14）螺紋連接將其鎖在輸入總成（1）下端。該倒扣裝置，具有結構設計人性化，生產成本低，所需地面設備簡單，施工安全可靠，操作簡便等優點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及油田井下管柱倒扣裝置，特別提供了一種可實現井下減速、換向 的倒扣裝置。 一種倒扣裝置
【背景技術】
[0002] 目前處理井下倒扣的常規方法是通過作業機提升管柱找綜合點，然後在地面旋轉 管柱直接倒扣，其主要存在的問題有：倒扣扭矩不能有效地傳遞到設計倒扣位置，倒扣扭矩 達不到實際要求；理論計算綜合點位置可能和實際倒扣位置有很大偏差，無法達到預期目 的。
[0003] 因此，如何解決倒扣扭矩達不到實際要求，位置偏差大等問題，成為人們亟待解決 的問題。 實用新型內容
[0004] 為了至少解決倒扣扭矩達不到要求，位置偏差大的問題，本實用新型提供了一種 可實現井下減速、換向的倒扣裝置。
[0005] 本實用新型提供的具體技術方案為：一種倒扣裝置，其特徵在於，包括：
[0006] 輸入總成1、錨定裝置2、減速換向機構3和輸出總成4 ;
[0007] 所述輸入總成1包括動力輸入軸14,其外側上部套裝有上接頭11，在動力輸入軸 14的頂端和上接頭11的內部設置有將其二者固定連接為一體的防轉鍵套13,且防轉鍵套 13的頂端設置有鎖定環12,所述鎖定環12的外表面與上接頭11的內表面螺紋連接；
[0008] 所述錨定裝置2包括套裝在輸入總成1動力輸入軸14外側中部的凸輪軸齒輪架 213,所述凸輪軸齒輪架213的外側套裝有摩擦塊座28,其中，摩擦塊座28的外周間隔設置 有凹槽281，每個凹槽281內均設置有摩擦塊26,且摩擦塊26與凹槽281底面之間的空隙 由彈簧片27支撐；所述摩擦塊座28的上端與復位扭簧24 -端相接，復位扭簧24的另一端 支撐於扭簧鎖緊套23下端，扭簧鎖緊套23通過第一鍵套21套裝在扭簧鎖緊套23和凸輪 軸齒輪架213兩者配合的鍵槽內，將扭簧鎖緊套23鎖在凸輪軸齒輪架213上，同時所述第 一鍵套21由壓帽22與扭簧鎖緊套23連接壓緊，在扭簧鎖緊套23的外側，壓帽22和摩擦 塊座28之間嵌套固定有上護帽25,上護帽25與嵌套固定於摩擦塊座28下端的錨體29將 摩擦塊26套壓在摩擦塊座28的凹槽內，且所述錨體29與凸輪軸齒輪架213的凸鍵配合併 通過下護帽211嵌套固定，下護帽211由固定套212鎖死在凸輪軸齒輪架213上，且所述錨 體29內設置有錨爪210 ;
[0009] 所述減速換向機構3包括多個置於錨定裝置2凸輪軸齒輪架213下端的齒輪架上 並且通過齒間配合咬合於輸入總成1動力輸入軸14底端外側一周的行星輪31，以及通過 齒形與行星輪31齒形相互配合的齒圈33,且所述齒圈33套裝於錨定裝置2凸輪軸齒輪架 213下端外圍；
[0010] 所述輸出總成4包括上端嵌套於減速換向機構3齒圈33內側下端的扭矩輸出套 41，同時所述扭矩輸出套41通過固定套42與輸入總成1動力輸入軸14的下端螺紋連接， 將扭矩輸出套41鎖在動力輸入軸14上，在扭矩輸出套41下部絲扣連接有輸出接頭45,且 所述扭矩輸出套41和輸出接頭45通過第二鍵套44鍵槽配合固定為一體，在扭矩輸出套41 下端外壁上設置有將第二鍵套44鎖死的鎖環43。
[0011] 優選，所述動力輸入軸14和上接頭11之間為絲扣連接。
[0012] 進一步優選，所述摩擦塊座28外周間隔設置的凹槽281個數與摩擦塊6的個數 --對應。
[0013] 進一步優選，所述摩擦塊座28外周間隔設置的凹槽281個數和摩擦塊6的個數均 為4個。
[0014] 進一步優選，所述錨體29內錨爪210的個數為3個。
[0015] 進一步優選，所述行星輪31的個數為:Γ5個。
[0016] 本實用新型提供的倒扣裝置，在倒扣施工時，先將打撈工具與倒扣裝置的輸出總 成的輸出接頭連接，通過地面作業車將正扣管柱與倒扣裝置輸入總成的上接頭連接，下入 井內與井內被倒扣管柱對接，通過地面操作液壓大鉗或轉盤提供右旋扭矩，扭矩經管柱傳 遞至輸入總成的動力傳動軸，動力傳動軸同時帶動行星輪使凸輪軸齒輪架右旋；而錨定裝 置的摩擦塊始終與井壁磨擦產生磨擦阻力，摩擦塊帶動錨體和錨爪相對於凸輪軸齒輪架左 旋，凸輪軸齒輪架旋轉1/6圈，錨爪伸出支撐在套管壁上與套管壁咬合達到錨定目的；當錨 定裝置與套管錨定，與此同時凸輪軸齒輪架被固定不動，亦即減速機構的行星輪固定，扭矩 經行星輪減速，傳遞至齒圈，齒圈換向輸出扭矩，從而完成了扭矩的增加和換向輸出；增大 後的左旋扭矩經齒圈扭矩輸出套到輸出接頭，最終通過打撈工具作用到被倒扣管柱。
[0017] 本實用新型提供的倒扣裝置，在倒扣作業時能夠解決倒扣扭矩不足，使扭矩能充 分的作用到設計倒扣部位，且倒扣目標性強、準確率高、施工安全可靠。該倒扣裝置有效解 決了以下問題：（1)、傳統倒扣扭矩不能有效地傳遞到倒扣的部位、倒扣扭矩不足；（2)、理 論計算綜合點位置可能和實際倒開位置有很大偏差，無法達到預期目的；（3)、倒扣大扭矩 對上部管柱的損傷，可能造成井下次生事故；具有結構設計簡單，生產成本低，所需地面設 備簡單、施工安全可靠、操作簡便，使用時不受井場條件限制的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 下面結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明：
[0019] 圖1為倒扣裝置的結構示意圖；
[0020] 圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0021] 圖3為圖1的B-B剖視圖；
[0022] 圖4為圖1的C-C剖視圖；
[0023] 圖5為圖1的D-D剖視圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結合具體的實施方式，對本實用新型進行進一步的解釋，但其並不用於限 制本實用新型的保護範圍。
[0025] 如圖1所示為一種倒扣裝置，該裝置的主要作用是將鑽杆(或油管)的優選轉動(正 扭矩）轉換為井下遇卡管柱的左旋轉動，使遇卡管柱的連接絲扣鬆開，該裝置包括依次連接 的輸入總成1、錨定裝置2、減速換向機構3和輸出總成4 ;所述輸入總成1的動力輸入軸14 穿過整個錨定裝置2的凸輪軸齒輪架213的內腔，錨定裝置2通過動力輸入軸14下端的漸 開線齒與設在凸輪軸齒輪架213上的行星輪31與減速換向機構3配合，減速換向機構3通 過齒圈33與輸出總成4的扭矩輸出套41上端配合，且輸入總成4靠固定套42與輸入總成 1的動力輸入軸14螺紋連接將其鎖在輸入總成1下端；
[0026] 具體而言，參見圖1，輸入總成1包括動力輸入軸14,其外側上部絲扣套裝有上接 頭11，在動力輸入軸14的頂端和上接頭11的內部設置有將其二者固定連接為一體的防轉 鍵套13,且防轉鍵套13的頂端設置有鎖定環12,所述鎖定環12的外表面與上接頭11的內 表面螺紋連接；
[0027] 參見圖1、圖2,錨定裝置2包括套裝在輸入總成1動力輸入軸14外側中部的凸輪 軸齒輪架213,所述凸輪軸齒輪架213的外側套裝有摩擦塊座28,其中，摩擦塊座28的外周 間隔設置有凹槽281，每個凹槽281內均設置有摩擦塊26,且摩擦塊26與凹槽281底面之 間的空隙由彈簧片27支撐；所述摩擦塊座28的上端與復位扭簧24 -端相接，復位扭簧24 的另一端支撐於扭簧鎖緊套23下端，扭簧鎖緊套23通過第一鍵套21套裝在扭簧鎖緊套23 和凸輪軸齒輪架213兩者配合的鍵槽內，將扭簧鎖緊套23鎖在凸輪軸齒輪架213上，同時 所述第一鍵套21由壓帽22與扭簧鎖緊套23連接壓緊，在扭簧鎖緊套23的外側，壓帽22 和摩擦塊座28之間嵌套固定有上護帽25,上護帽25與嵌套固定於摩擦塊座28下端的錨體 29將摩擦塊26套壓在摩擦塊座28的凹槽內，且所述錨體29與凸輪軸齒輪架213的凸鍵 配合併通過下護帽211嵌套固定，下護帽211由固定套212鎖死在凸輪軸齒輪架213上，且 參見圖3,所述錨體29內設置有錨爪210 ;其中，優選摩擦塊座28外周間隔設置的凹槽281 個數與摩擦塊26的個數一一對應，均為4個，錨爪210的個數為3個；工作時，四個摩擦塊 靠四組彈簧片支撐始終與套管壁接觸，當倒扣裝置撈獲井內被倒管柱時，右旋動力輸入軸， 同時帶動凸輪軸齒輪架右旋，由於四個摩擦塊始終與井壁摩擦產生摩擦阻力，四個摩擦塊 帶動錨體和錨爪相對於凸輪軸齒輪架左旋，錨爪伸出支撐在套管臂上與套管臂咬合達到錨 定目的，其中復位扭簧24的作用是倒扣裝置在完成倒扣工作時輔助錨爪210回收到錨體29 的腔內；
[0028] 參見圖1、圖4、圖5,減速換向機構3包括多個（圖中所示為5個）置於錨定裝置2 凸輪軸齒輪架213下端的齒輪架上並且通過齒間配合咬合於輸入總成1動力輸入軸14底 端外側一周的行星輪31，以及通過齒形與行星輪31齒形相互配合的齒圈33,且所述齒圈33 套裝於錨定裝置2凸輪軸齒輪架213下端外圍；該減速換向機構中的減速換向部分，是由輸 入總成1動力輸入軸14的一部分充當太陽輪，錨定裝置2的凸輪軸齒輪架213的一部分充 當行星輪齒輪架，實現了其減速換向的功能。
[0029] 參見圖1、圖5,輸出總成4包括上端嵌套於減速換向機構3齒圈33內側下端的扭 矩輸出套41，同時所述扭矩輸出套41通過固定套42與輸入總成1動力輸入軸14的下端螺 紋連接，將扭矩輸出套41鎖在動力輸入軸14上，在扭矩輸出套41下部絲扣連接有輸出接 頭45,且所述扭矩輸出套41和輸出接頭45通過第二鍵套44鍵槽配合固定為一體，在扭矩 輸出套41下端外壁上設置有將第二鍵套44鎖死的鎖環43。
[0030] 在倒扣施工時，先將打撈工具與倒扣裝置的輸出總成4的輸出接頭連接，通過地 面作業車將正扣管柱與倒扣裝置的輸入總成1的上接頭11連接下入井內與井內被倒扣管 柱對接，通過地面操作液壓大鉗或轉盤提供右旋扭矩，扭矩經管柱傳遞至輸入總成1的動 力傳動軸14,參見圖1，動力傳動軸14帶動行星輪31使凸輪軸齒輪架213右旋；如圖2、3 所示，錨定裝置2的四個摩擦塊26由四組彈簧片27支撐，始終與井壁磨擦產生磨擦阻力， 四組摩擦塊26帶動錨體19和錨爪210相對於凸輪軸齒輪架213左旋，凸輪軸齒輪架213 旋轉1/6圈，錨爪210伸出支撐在套管壁上與套管壁咬合達到錨定目的；當錨定裝置2與套 管錨定，與此同時凸輪軸齒輪架213被固定不動，亦即減速機構3的行星輪31固定，扭矩經 行星輪31減速，傳遞至齒圈33，齒圈33換向輸出扭矩，從而完成了扭矩的增加和換向輸出； 參見圖1，增大後的左旋扭矩經齒圈33扭矩輸出套41到輸出接頭45,最終通過打撈工具作 用到被倒扣管柱。當井下管柱絲扣鬆開同時，通過復位扭簧24初始作用力及倒扣扭矩的慣 性力下將摩擦塊座28、錨體29反向旋轉約1/6圈，使錨爪210回收，解除倒扣工具的錨定。
[0031] 本實用新型所述的井下減速、換向倒扣裝置，適用井眼範圍：Φ 139. 7mm套管和 Φ 177. 8mm套管；適應Φ 139. 7mm套管倒扣工具減速機構3的減速比為1 :2. 055,理論輸出 力矩：3000 (輸入扭矩）X 2. 055=6165N. m，適應Φ 177. 8mm套管倒扣工具減速機構3的減速 比1 :2,理論輸出力矩：3000 (輸入扭矩）X2 =6000N.m。
[0032] 上面結合附圖對本實用新型的實施方式做了詳細說明，但是本實用新型並不限於 上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型 宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1. 一種倒扣裝置，其特徵在於，包括： 輸入總成（1)、錨定裝置（2)、減速換向機構（3)和輸出總成（4); 所述輸入總成（1)包括動力輸入軸（14)，其外側上部套裝有上接頭（11 )，在動力輸入 軸（14)的頂端和上接頭（11)的內部設置有將其二者固定連接為一體的防轉鍵套（13)，且 防轉鍵套（13)的頂端設置有鎖定環（12)，所述鎖定環（12)的外表面與上接頭（11)的內表 面螺紋連接； 所述錨定裝置（2)包括套裝在輸入總成（1)動力輸入軸（14)外側中部的凸輪軸齒輪 架（213)，所述凸輪軸齒輪架（213)的外側套裝有摩擦塊座（28)，其中，摩擦塊座（28)的外 周間隔設置有凹槽（281)，每個凹槽（281)內均設置有摩擦塊（26)，且摩擦塊（26)與凹槽 (281)底面之間的空隙由彈簧片（27)支撐；所述摩擦塊座（28)的上端與復位扭簧（24)-端 相接，復位扭簧（24)的另一端支撐於扭簧鎖緊套（23)下端，扭簧鎖緊套（23)通過第一鍵套 (21)套裝在扭簧鎖緊套（23)和凸輪軸齒輪架（213)兩者配合的鍵槽內，將扭簧鎖緊套（23) 鎖在凸輪軸齒輪架（213)上，同時所述第一鍵套（21)由壓帽（22)與扭簧鎖緊套（23)連接 壓緊，在扭簧鎖緊套（23)的外側，壓帽（22)和摩擦塊座（28)之間嵌套固定有上護帽（25)， 上護帽（25 )與嵌套固定於摩擦塊座（28 )下端的錨體（29 )將摩擦塊（26 )套壓在摩擦塊座 (28)的凹槽內，且所述錨體（29)與凸輪軸齒輪架（213)的凸鍵配合併通過下護帽（211)嵌 套固定，下護帽（211)由固定套（212)鎖死在凸輪軸齒輪架（213 )上，且所述錨體（29 )內設 置有錨爪（210); 所述減速換向機構（3)包括多個置於錨定裝置（2)凸輪軸齒輪架（213)下端的齒輪架 上並且通過齒間配合咬合於輸入總成（1)動力輸入軸（14)底端外側一周的行星輪（31 )，以 及通過齒形與行星輪（31)齒形相互配合的齒圈（33)，且所述齒圈（33)套裝於錨定裝置（2) 凸輪軸齒輪架（213)下端外圍； 所述輸出總成（4)包括上端嵌套於減速換向機構（3)齒圈（33)內側下端的扭矩輸出套 (41)，同時所述扭矩輸出套（41)通過固定套（42)與輸入總成（1)動力輸入軸（14)的下端 螺紋連接，將扭矩輸出套（41)鎖在動力輸入軸（14)上，在扭矩輸出套（41)下部絲扣連接有 輸出接頭（45)，且所述扭矩輸出套（41)和輸出接頭（45)通過第二鍵套（44)鍵槽配合固定 為一體，在扭矩輸出套（41)下端外壁上設置有將第二鍵套（44)鎖死的鎖環（43)。
2. 按照權利要求1所述倒扣裝置，其特徵在於：所述動力輸入軸（14)和上接頭（11)之 間為絲扣連接。
3. 按照權利要求1所述倒扣裝置，其特徵在於：所述摩擦塊座（28)外周間隔設置的凹 槽（281)個數與摩擦塊（6)的個數--對應。
4. 按照權利要求3所述倒扣裝置，其特徵在於：所述摩擦塊座（28)外周間隔設置的凹 槽（281)個數和摩擦塊（6)的個數均為4個。
5. 按照權利要求1所述倒扣裝置，其特徵在於：所述錨體（29)內錨爪（210)的個數為 3個。
6. 按照權利要求1所述倒扣裝置，其特徵在於：所述行星輪（31)的個數為:Γ5個。
【文檔編號】E21B31/00GK203905876SQ201420320458
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】劉建勇, 奚乃茂, 王傑, 靳虹燾, 張洪濱, 劉繼海, 孫建慎, 閆鵬翱, 李漫吟, 馬海禹, 王丙勇, 趙家深 申請人:盤錦勇盛利石油科技開發有限公司