鑽機頂驅雙承載裝置的製作方法

2023-04-29 08:08:36 2

專利名稱：鑽機頂驅雙承載裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於石油鑽井器具技術領域，特別是涉及一種鑽機頂驅雙承載裝置。
背景技術：
目前，頂部驅動系統(簡稱頂驅)替代了傳統的轉盤/方鑽杆的作業方式，極大地提 高了石油天然氣鑽井的作業效率和作業安全性，是目前高標準和高難度石油天然氣鑽井作 業必備的裝備。
現有的頂驅採用單承載途徑結構。當頂驅在鑽進及倒劃眼作業中，井下鑽具直接和 頂驅主軸連接,包括鑽具的重量及其和井壁間的摩擦力的軸向載荷經主軸傳遞至頂驅齒輪 箱；當頂驅在起下鑽作業中，包括鑽具的重量及其和井壁間的摩擦力的軸向載荷經吊卡、 吊環，傳遞到旋轉頭，然後通過安裝於頂驅主軸上的承載環將上述載荷傳遞至頂驅主軸, 最終到頂驅齒輪箱。由於旋轉頭在未承受井下鑽具載荷時,需要相對於頂驅主軸自由旋轉, 要求旋轉頭和承載環在此時是分離的，即旋轉頭懸浮於承載環上。旋轉頭的懸浮設計有兩 種方式 一是液壓懸浮，另一種是疊簧、彈簧懸浮方式。上述結構設計存在以下不足之處: 在主軸上安裝大載荷的承載環，需要在主軸外徑上開剪切定位槽，會產生應力集中，降低 主軸承載能力，增加主軸斷裂導致鑽井重大事故的風險；採用液壓懸浮設計的旋轉頭，在 頂驅起下鑽作業時，由於鑽具載荷高達數百噸，極易在旋轉頭的液壓懸浮油腔內形成液壓 衝擊，擊穿旋轉頭密封，導致頂驅管子處理器裝置失效和大面積漏油，帶來長時間停鑽和 大工作量的頂驅維修；採用疊簧或彈簧懸浮設計的旋轉頭同樣由於上述載荷原因，疊簧和 彈簧的工作壽命較短，也易造成長時間停鑽和大工作量的維修等問題。
發明內容
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題，而提供了一種鑽機頂驅雙承載裝置。
本實用新型的目的是提供一種具有結構簡單、設備維修時間少、工作壽命長、能極 大提高鑽井作業工作效率、改善作業環境、提高作業安全性等優點的鑽機頂驅雙承載裝 置。本實用新型採取如下技術方案
鑽機頂驅雙承載裝置，包括吊卡、吊環，吊卡懸掛於吊環，其特徵是吊卡懸掛於 雙吊環下端，吊環上端懸掛於旋轉頭，旋轉頭套在承載法蘭軸的外徑上，並由止推軸承 和承載環軸向定位，承載法蘭軸安裝在齒輪箱的底部。
本實用新型還可以採用如下技術措施
所述的鑽機頂驅雙承載裝置，其特點是主止推軸承安裝在承載法蘭軸的上端面， 主軸的臺肩座在主止推軸承上，並從主止推軸承和承載法蘭軸的內徑穿過。
所述的鑽機頂驅雙承載裝置，其特點是旋轉頭套裝在承載法蘭軸的外徑上，止推 軸承和承載環安裝在承載法蘭軸的下端外徑上。
所述的鑽機頂驅雙承載裝置，其特點是吊卡懸掛於雙吊環下端的耳孔內，吊環上 端耳孔懸掛在旋轉頭的掛耳上。
本實用新型具有的優點和積極效果
鑽機頂驅雙承載裝置採用了本實用新型全新的技術方案，頂驅主軸上不須安裝承載 環，沒有剪切槽，主軸承載能力更強，降低了鑽井作業重大事故風險；由於旋轉頭採用了 止推法蘭,而不需其它液壓懸浮或彈簧懸浮,保證了旋轉頭在起下鑽時能承受瞬時大載荷, 避免了因旋轉頭損壞而造成的長時間停鑽和大工作量的維修同時，頂驅起下鑽時產生的 較大的瞬間衝擊載荷由承載法蘭軸直接傳遞給了齒輪箱箱底,有利於延長主止推軸承的工 作壽命。綜上所述，本實用新型具有結構設計合理、工作壽命長，能較大地提高頂驅在石 油鑽井作業中的工作效率、減少設備維修時間和費用、改善作業環境、提高作業安全性等 優點。


圖1是本實用新型鑽機頂驅雙承載裝置結構示意圖
圖1是鑽機頂驅雙承載裝置局部剖面結構放大示意圖。
圖中，1-吊卡、2-吊環、3-旋轉頭、4-承載法蘭軸、5-止推軸承、6>承載環、7-齒 輪箱、8-主止推軸承、9-主軸。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下
參閱附圖1和圖2。
實施例l
本實用新型雙承載途徑頂驅結構主要由吊卡l、吊環2、旋轉頭3、承載法蘭軸4、 止推軸承5、承載環6、齒輪箱7、主止推軸承8、主軸9組成。吊卡1懸掛於吊環2下端 的耳孔內，吊環2上端耳孔懸掛在旋轉頭3的掛耳上，旋轉頭3套在承載法蘭軸4的外徑 上，並由止推軸承5和承載環6在軸向定位，承載法蘭軸4安裝在齒輪箱7的底部，主止 推軸承8安裝在止推法蘭軸4的上端面，主軸9的臺肩座在主止推軸承8上，並從主止推 軸承8和承載法蘭軸4的內徑穿過。當主軸受軸向拉載時，主止推軸承和承載法蘭軸上端 法蘭受壓，軸向載荷傳遞到齒輪箱底部；當旋轉頭受到拉載時，止推軸承受壓，通過承載 環，承載法蘭軸受拉，將軸向載荷直接傳遞到齒輪箱底部。
鑽機頂驅雙承載裝置動作原理在頂驅下鑽及倒劃眼作業時，包括鑽具的重量及其 和井壁間的摩擦力的軸向載荷經主軸、主止推軸承、承載法蘭軸上端法蘭，傳遞至頂驅齒 輪箱底部在頂驅進行起下鑽作業時，包括鑽具的重量及其和井壁間的摩擦力的軸向載荷 經吊卡、吊環、旋轉頭、止推軸承、承載法蘭軸上端法蘭，傳遞至頂驅齒輪箱底部。頂驅 在兩種不同作業工況下，採用上述不同的載荷途徑。本實用新型結構設計合理、工作壽命 長，能較大地提高頂驅在石油鑽井作業中的工作效率、減少設備維修時間和費用、改善作 業環境、提高了作業安全性等。
權利要求1. 一種鑽機頂驅雙承載裝置，包括吊卡、吊環，吊卡懸掛於吊環，其特徵是吊卡(1)懸掛於雙吊環(2)下端，吊環(2)上端懸掛於旋轉頭(3)，旋轉頭(3)套在承載法蘭軸(4)的外徑上，並由止推軸承(5)和承載環(6)軸向定位，承載法蘭軸(4)安裝在齒輪箱(7)的底部。
2. 根據權利要求1所述的鑽機頂驅雙承載裝置，其特徵是主止推軸承(8)安裝在承 載法蘭軸(4)的上端面，主軸(9)的臺肩座在主止推軸承(8)上，並從主止推軸承(8)和承載法蘭軸(4)的內徑穿過。
3. 根據權利要求1所述的鑽機頂驅雙承載裝置，其特徵是止推軸承(5)和承載環(6) 安裝在承載法蘭軸(4)的下端外徑上。
4. 根據權利要求1所述的鑽機頂驅雙承載裝置，其特徵是吊卡(1)懸掛於雙吊環(2) 下端的耳孔內，吊環(2)上端耳孔懸掛在旋轉頭(3)的掛耳上。
專利摘要本實用新型涉及一種鑽機頂驅雙承載裝置。本實用新型屬於石油鑽井器具技術領域。鑽機頂驅雙承載裝置，包括吊卡、吊環，吊卡懸掛於吊環，其特徵是吊卡懸掛於雙吊環下端，吊環上端懸掛於旋轉頭，旋轉頭套在承載法蘭軸的外徑上，並由止推軸承和承載環軸向定位，承載法蘭軸安裝在齒輪箱的底部。本實用新型具有結構簡單、設備維修時間少、工作壽命長、能極大提高鑽井作業工作效率、改善作業環境、提高作業安全性等優點。
文檔編號E21B3/02GK201078185SQ200720097400
公開日2008年6月25日 申請日期2007年9月12日 優先權日2007年9月12日
發明者忱 劉, 傑 崔, 李學軍 申請人:天津瑞靈石油設備有限公司