CN113700444A - 顶驱作业机一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了顶驱作业机一体化装置，包括钢性导轨、翻转伸缩并锁止机构和翻转机构；两组钢性导轨内安装有可沿钢性导轨设置方向进行行走的钢性导轨内行走机构；翻转机构，用于将钢性导轨折叠至修井架一侧，包括座杆机构和转杆机构，座杆机构连接在修井架上，座杆机构远离转杆机构一端连接翻转伸缩并锁止机构；翻转伸缩并锁止机构远离座杆机构的一端连接钢性导轨；本发明根据现有需求进行设计，钢性导轨能安装在修井机的修井架上，修井机配备的液压系统为顶驱机构提供旋转力，顶驱机构通过修井机游车大钩带动行走机构在钢性导轨内上、下滚动，达到了一机多用的效果，解决晃动严重，扭矩不稳，液压站占用井场施工面积过大等现象。

Description

顶驱作业机一体化装置

技术领域

本发明涉及油田修井和部分钻井相关技术领域，具体是顶驱作业机一体化装置。

背景技术

以往的顶驱装置在修井过程中，只靠两根钢丝绳进行固定顶驱装置，在其正常工作中晃动严重，扭矩不稳，遇到有风天气钢丝绳容易断裂，操作不便，并且顶驱装置配备的液压站占用井场施工面积过大，增大了施工难度同时施工安全性无法保证。

针对以上问题，现在提出既可以运载顶驱设备，又可以为顶驱装置提供动力的顶驱作业机一体化装置。

发明内容

本发明的目的在于提供顶驱作业机一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

顶驱作业机一体化装置，包括钢性导轨、翻转伸缩并锁止机构和翻转机构；

两组所述钢性导轨内安装有可沿钢性导轨设置方向进行行走的钢性导轨内行走机构；

所述翻转机构，用于将钢性导轨折叠至修井架一侧，包括座杆机构和转杆机构，所述座杆机构连接在修井架上，所述座杆机构远离转杆机构一端连接翻转伸缩并锁止机构；

所述翻转伸缩并锁止机构远离座杆机构的一端连接钢性导轨，用于调节钢性导轨与修井架之间的距离并锁紧伸缩位置；

所述钢性导轨底部连接有轨道下端锁紧杆，用于对展开的钢性导轨进行支撑。

优选的，所述钢性导轨呈框架式结构，所述钢性导轨上设有钢性导轨槽，且钢性导轨上连接有若干组连接耳。

优选的，所述钢性导轨内行走机构包括顶驱机构和滚轮组，所述顶驱机构两侧均连接有顶驱转轴臂，所述顶驱转轴臂通过销轴连接伸缩节B，所述伸缩节B远离顶驱转轴臂一端通过销轴连接伸缩节A，所述伸缩节A远离伸缩节B一端连接滚轮组；

所述滚轮组包括设置在钢性导轨内的间隔套，所述间隔套内安装有轴，所述轴延伸出钢性导轨槽连接伸缩节A，所述间隔套外壁连接有两组呈对称设置的轴承。

优选的，所述座杆机构包括座杆和气缸杆体，所述座杆上焊接有气缸拉耳和座杆转耳，所述气缸拉耳通过一轴连接有气缸杆体，所述气缸杆体动力输出端连接有活塞杆，所述活塞杆远离气缸杆体一端连接有转杆机构。

优选的，所述转杆机构包括弯拉板，所述弯拉板一端通过四轴连接座杆，所述弯拉板另一端通过二轴连接活塞杆，所述二轴上还安装有直拉板，所述直拉板远离二轴一端通过五轴连接转杆转耳，两组所述转杆转耳靠近五轴一端之间连接有转杆，所述转杆转耳远离五轴一端通过三轴连接座杆转耳。

优选的，所述翻转伸缩并锁止机构包括母杆和设置在母杆内的子杆，所述母杆一端通过销轴连接有母杆拖轮，所述子杆伸入母杆内的一端通过销轴连接有子杆拖轮；所述母杆上设有矩形口，所述矩形口上设置有两组相对设置的限位板、两组相对设置的支撑板，所述矩形口内设置有V牙锁块，所述子杆顶部设有与V牙锁块底部啮合的子杆V牙锁，所述母杆上连接有用于控制V牙锁块与子杆V牙锁啮合的锁紧件。

优选的，所述锁紧件包括连接在母杆顶部的气缸，所述气缸动力输出端连接有活塞杆，所述活塞杆顶端通过销轴连接杠杆，所述杠杆远离活塞杆的一端连接凸轮，所述V牙锁块顶部连接有与凸轮接触的球帽螺栓，所述V牙锁块顶部连接有V牙锁块提升板，所述凸轮凸出端通过销轴连接有V牙锁块提升板顶端。

优选的，所述轨道下端锁紧杆包括轨道母杆和轨道子杆，所述轨道母杆一端通过销轴连接链耳，所述链耳焊接在修井架的副车架上，所述轨道子杆滑动设置在轨道母杆内，所述轨道子杆远离轨道母杆一端通过销轴连接连接耳，所述轨道母杆和轨道子杆上均设有通孔，所述通孔内连接有螺栓。

优选的，所述钢性导轨底部连接有折叠轨道机构，所述折叠轨道机构包括上轨道和下轨道，所述上轨道通过固定轨道底板与固定轨道挡板焊接，所述下轨道一侧焊接有转板，所述上轨道和下轨道相靠近一端两侧均焊接有转耳底板，所述转耳底板上焊接有折叠轨道转耳，所述上轨道和下轨道上的折叠轨道转耳通过销轴连接。

优选的，所述钢性导轨靠近连接耳的一侧连接有两组内嵌式的挡板或外翻式的挡板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中钢性导轨能安装在修井机的修井架上，修井机配备的液压系统为顶驱机构提供旋转力，顶驱机构通过修井机游车大钩带动行走机构在钢性导轨内上、下滚动，达到了一机多用的效果，解决晃动严重，扭矩不稳，液压站占用井场施工面积过大等现象；

本发明中钢性导轨能进行折叠，当顶驱机构处于工作状态时翻转伸缩并锁止机构可以将其伸缩并锁止，当顶驱装置工作结束后翻转伸缩并锁止机构启动解锁，同时翻转机构将导轨装置翻转至修井架下体两侧，不影响修井机正常工作；

本发明中轨道下端锁紧杆可以进一步为钢性导轨提供支撑强度，提高钢性导轨稳定性；

本发明中折叠轨道装置通过展开或折叠来适用于不同高度井口的修井与钻井作业。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中设置有内嵌式挡板的钢性导轨的结构示意图。

图3为本发明中设置有外翻式挡板的钢性导轨的结构示意图。

图4为本发明中钢性导轨内行走机构的结构示意图。

图5为本发明中翻转伸缩并锁止机构的结构示意图。

图6为本发明中子杆的结构示意图。

图7为本发明中V牙锁块的结构示意图。

图8为本发明中翻转机构折叠的结构示意图。

图9为本发明中翻转机构展开的结构示意图。

图10为本发明中轨道下端锁紧杆的结构示意图。

图11为本发明中折叠轨道机构的结构示意图。

图12为本发明中折叠轨道机构的侧视结构示意图。

图13为本发明收纳在运输车上的结构示意图。

图中：1、钢性导轨槽；2、连接耳；3、顶驱机构；4、轴承；5、间隔套；6、轴；7、伸缩节A；8、伸缩节B；9、顶驱转轴臂；10、母杆；11、子杆；12、子杆拖轮；13、母杆拖轮；14、V牙锁块；15、球帽螺栓；16、凸轮；17、杠杆；18、V牙锁块提升板；19、气缸；20、活塞杆；21、子杆V牙锁；22、座杆；23、气缸拉耳；24、座杆转耳；25、转杆；26、转杆转耳；27、气缸杆体；28、活塞杆；29、弯拉板；30、直拉板；31、一轴；32、二轴；33、三轴；34、四轴；35、五轴；36、上轨道；37、下轨道；38、转耳底板；39、折叠轨道转耳；40、转板；41、固定轨道底板；42、固定轨道挡板；43、链耳；44、轨道母杆；45、轨道子杆；46、钢性导轨；47、钢性导轨内行走机构；48、翻转伸缩并锁止机构；49、翻转机构；50、折叠轨道机构；51、轨道下端锁紧杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图13，本发明实施例中，顶驱作业机一体化装置，包括钢性导轨46、翻转伸缩并锁止机构48和翻转机构49；

两组所述钢性导轨46内安装有可沿钢性导轨46设置方向进行行走的钢性导轨内行走机构47；

所述翻转机构49，用于将钢性导轨46折叠至修井架一侧，包括座杆机构和转杆机构，所述座杆机构连接在修井架上，所述座杆机构远离转杆机构一端连接翻转伸缩并锁止机构48；

所述翻转伸缩并锁止机构48远离座杆机构的一端连接钢性导轨46，用于调节钢性导轨46与修井架之间的距离并锁紧伸缩位置；

所述钢性导轨46底部连接有轨道下端锁紧杆51，用于对展开的钢性导轨46进行支撑。

所述钢性导轨46呈框架式结构，所述钢性导轨46上设有钢性导轨槽1，且钢性导轨46上连接有若干组连接耳2。

所述钢性导轨内行走机构47包括顶驱机构3和滚轮组，所述顶驱机构3两侧均连接有顶驱转轴臂9，所述顶驱转轴臂9通过销轴连接伸缩节B8，所述伸缩节B8远离顶驱转轴臂9一端通过销轴连接伸缩节A7，所述伸缩节A7远离伸缩节B8一端连接滚轮组；

所述滚轮组包括设置在钢性导轨46内的间隔套5，所述间隔套5内安装有轴6，所述轴6延伸出钢性导轨槽1连接伸缩节A7，所述间隔套5外壁连接有两组呈对称设置的轴承4；

将滚轮组放入钢性导轨槽1使顶驱机构3安装在钢性导轨46上，再通过修井机游车大钩达到顶驱机构3上、下滚动目的。

所述座杆机构包括座杆22和气缸杆体27，所述座杆22上焊接有气缸拉耳23和座杆转耳24，所述气缸拉耳23通过一轴31连接有气缸杆体27，所述气缸杆体27动力输出端连接有活塞杆28，所述活塞杆28远离气缸杆体27一端连接有转杆机构。

所述转杆机构包括弯拉板29，所述弯拉板29一端通过四轴34连接座杆22，所述弯拉板29另一端通过二轴32连接活塞杆28，所述二轴32上还安装有直拉板30，所述直拉板30远离二轴32一端通过五轴35连接转杆转耳26，两组所述转杆转耳26靠近五轴35一端之间连接有转杆25，所述转杆转耳26远离五轴35一端通过三轴33连接座杆转耳24；

翻转机构49工作时，气缸杆体27控制活塞杆28收缩，能使一轴31、三轴33、四轴34、五轴35进行联动，从而使转杆25翻转，如图8所示，达到钢性导轨46翻转目的，反之，活塞杆28伸出，能使钢性导轨46展开。

所述翻转伸缩并锁止机构48包括母杆10和设置在母杆10内的子杆11，所述母杆10一端通过销轴连接有母杆拖轮13，所述子杆11伸入母杆10内的一端通过销轴连接有子杆拖轮12；所述母杆10上设有矩形口，所述矩形口上设置有两组相对设置的限位板、两组相对设置的支撑板，所述矩形口内设置有V牙锁块14，所述子杆11顶部设有与V牙锁块14底部啮合的子杆V牙锁21，所述母杆10上连接有用于控制V牙锁块14与子杆V牙锁21啮合的锁紧件；V牙锁块14与子杆V牙锁21啮合时，能限制子杆11在母杆10内的滑动；

所述锁紧件包括连接在母杆10顶部的气缸19，所述气缸19动力输出端连接有活塞杆20，所述活塞杆20顶端通过销轴连接杠杆17，所述杠杆17远离活塞杆20的一端连接凸轮16，所述V牙锁块14顶部连接有与凸轮16接触的球帽螺栓15，所述V牙锁块14顶部连接有V牙锁块提升板18，所述凸轮16凸出端通过销轴连接有V牙锁块提升板18顶端；

子杆11用钻具重力来补偿钢性导轨与游车大钩的垂直方向平行度误差，当子杆11伸出长度满足顶驱机构3工作要求时，气缸19控制活塞杆20伸出，带动凸轮16与杠杆17运动，凸轮16上阿基米德线将运动力作用到球帽螺栓15与V牙锁块14，同时V牙锁块14将力施加到子杆V牙锁21上，从而达到锁止目的，当顶驱机构3工作结束后，活塞杆20收缩，凸轮16在销轴上旋转同时凸轮16上的阿基米德线到凸轮16中心距离减小，凸轮16配有的销轴与V牙锁块提升板18连接，V牙锁块提升板18被提升后带动V牙锁块14与子杆V牙锁21脱离，达到解锁目的。

所述轨道下端锁紧杆51包括轨道母杆44和轨道子杆45，所述轨道母杆44一端通过销轴连接链耳43，所述链耳43焊接在修井架的副车架上，所述轨道子杆45滑动设置在轨道母杆44内，所述轨道子杆45远离轨道母杆44一端通过销轴连接连接耳2，所述轨道母杆44和轨道子杆45上均设有通孔，所述通孔内连接有螺栓；

所述钢性导轨46底部连接有折叠轨道机构50，所述折叠轨道机构50包括上轨道36和下轨道37，所述上轨道36通过固定轨道底板41与固定轨道挡板42焊接，所述下轨道37一侧焊接有转板40，所述上轨道36和下轨道37相靠近一端两侧均焊接有转耳底板38，所述转耳底板38上焊接有折叠轨道转耳39，所述上轨道36和下轨道37上的折叠轨道转耳39通过销轴连接；实际使用时，上轨道36能与钢性导轨46连接，下轨道37可分为两部分板面，即分别与折叠轨道转耳39连接的两部分，板面能绕销轴翻转至上轨道36一侧，达到展开或折叠目的，用于补充钢性导轨46的高度，适用于不同高度井口的修井与钻井作业。

所述钢性导轨46靠近连接耳2的一侧连接有两组内嵌式的挡板或外翻式的挡板，如图2和图3所示，均适用于本申请进行使用。

本发明的工作原理是：在使用该顶驱作业机一体化装置时，翻转机构49一端与修井架下体连接，翻转机构49另一端与翻转伸缩并锁止机构48连接，翻转伸缩并锁止机构48与钢性导轨46上的连接耳2进行连接，钢性导轨内行走机构47插入钢性导轨46中，从而达到行走目的，在高度差较大的特殊井况时折叠轨道装置50可以安装在钢性导轨46最下端进行修井或钻井作业，轨道下端锁紧杆51为钢性导轨46下端提供支撑力，解决顶驱装置3在工作中晃动问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (10)

1.顶驱作业机一体化装置，包括钢性导轨(46)、翻转伸缩并锁止机构(48)和翻转机构(49)；

其特征在于：两组所述钢性导轨(46)内安装有可沿钢性导轨(46)设置方向进行行走的钢性导轨内行走机构(47)；

所述翻转机构(49)，用于将钢性导轨(46)折叠至修井架一侧，包括座杆机构和转杆机构，所述座杆机构连接在修井架上，所述座杆机构远离转杆机构一端连接翻转伸缩并锁止机构(48)；

所述翻转伸缩并锁止机构(48)远离座杆机构的一端连接钢性导轨(46)，用于调节钢性导轨(46)与修井架之间的距离并锁紧伸缩位置；

所述钢性导轨(46)底部连接有轨道下端锁紧杆(51)，用于对展开的钢性导轨(46)进行支撑。

2.根据权利要求1所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述钢性导轨(46)呈框架式结构，所述钢性导轨(46)上设有钢性导轨槽(1)，且钢性导轨(46)上连接有若干组连接耳(2)。

3.根据权利要求2所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述钢性导轨内行走机构(47)包括顶驱机构(3)和滚轮组，所述顶驱机构(3)两侧均连接有顶驱转轴臂(9)，所述顶驱转轴臂(9)通过销轴连接伸缩节B(8)，所述伸缩节B(8)远离顶驱转轴臂(9)一端通过销轴连接伸缩节A(7)，所述伸缩节A(7)远离伸缩节B(8)一端连接滚轮组；

所述滚轮组包括设置在钢性导轨(46)内的间隔套(5)，所述间隔套(5)内安装有轴(6)，所述轴(6)延伸出钢性导轨槽(1)连接伸缩节A(7)，所述间隔套(5)外壁连接有两组呈对称设置的轴承(4)。

4.根据权利要求1所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述座杆机构包括座杆(22)和气缸杆体(27)，所述座杆(22)上焊接有气缸拉耳(23)和座杆转耳(24)，所述气缸拉耳(23)通过一轴(31)连接有气缸杆体(27)，所述气缸杆体(27)动力输出端连接有活塞杆(28)，所述活塞杆(28)远离气缸杆体(27)一端连接有转杆机构。

5.根据权利要求4所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述转杆机构包括弯拉板(29)，所述弯拉板(29)一端通过四轴(34)连接座杆(22)，所述弯拉板(29)另一端通过二轴(32)连接活塞杆(28)，所述二轴(32)上还安装有直拉板(30)，所述直拉板(30)远离二轴(32)一端通过五轴(35)连接转杆转耳(26)，两组所述转杆转耳(26)靠近五轴(35)一端之间连接有转杆(25)，所述转杆转耳(26)远离五轴(35)一端通过三轴(33)连接座杆转耳(24)。

6.根据权利要求1所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述翻转伸缩并锁止机构(48)包括母杆(10)和设置在母杆(10)内的子杆(11)，所述母杆(10)一端通过销轴连接有母杆拖轮(13)，所述子杆(11)伸入母杆(10)内的一端通过销轴连接有子杆拖轮(12)；所述母杆(10)上设有矩形口，所述矩形口上设置有两组相对设置的限位板、两组相对设置的支撑板，所述矩形口内设置有V牙锁块(14)，所述子杆(11)顶部设有与V牙锁块(14)底部啮合的子杆V牙锁(21)，所述母杆(10)上连接有用于控制V牙锁块(14)与子杆V牙锁(21)啮合的锁紧件。

7.根据权利要求6所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述锁紧件包括连接在母杆(10)顶部的气缸(19)，所述气缸(19)动力输出端连接有活塞杆(20)，所述活塞杆(20)顶端通过销轴连接杠杆(17)，所述杠杆(17)远离活塞杆(20)的一端连接凸轮(16)，所述V牙锁块(14)顶部连接有与凸轮(16)接触的球帽螺栓(15)，所述V牙锁块(14)顶部连接有V牙锁块提升板(18)，所述凸轮(16)凸出端通过销轴连接有V牙锁块提升板(18)顶端。

8.根据权利要求2所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述轨道下端锁紧杆(51)包括轨道母杆(44)和轨道子杆(45)，所述轨道母杆(44)一端通过销轴连接链耳(43)，所述链耳(43)焊接在修井架的副车架上，所述轨道子杆(45)滑动设置在轨道母杆(44)内，所述轨道子杆(45)远离轨道母杆(44)一端通过销轴连接连接耳(2)，所述轨道母杆(44)和轨道子杆(45)上均设有通孔，所述通孔内连接有螺栓。

9.根据权利要求1所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述钢性导轨(46)底部连接有折叠轨道机构(50)，所述折叠轨道机构(50)包括上轨道(36)和下轨道(37)，所述上轨道(36)通过固定轨道底板(41)与固定轨道挡板(42)焊接，所述下轨道(37)一侧焊接有转板(40)，所述上轨道(36)和下轨道(37)相靠近一端两侧均焊接有转耳底板(38)，所述转耳底板(38)上焊接有折叠轨道转耳(39)，所述上轨道(36)和下轨道(37)上的折叠轨道转耳(39)通过销轴连接。

10.根据权利要求2所述的顶驱作业机一体化装置，其特征在于：所述钢性导轨(46)靠近连接耳(2)的一侧连接有两组内嵌式的挡板或外翻式的挡板。

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