CN114151000A - 顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构 - Google Patents

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时琦昊
魏孔财
冯彦伟
张涛
付小平
王小琴
孔令雄
刘付贵
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Lanzhou Ls Petroleum Equipment Engineering Co ltd
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Abstract

本发明公开一种顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，包括自下而上依次连接的钻杆夹紧装置、反扭矩臂、反扭矩架和连接套，连接套的底部开设有数个上键槽，固定轴的顶部开设有下键槽，扭矩传递键安装在上键槽与下键槽中，固定轴的下部凸缘的底部开设有一个凹槽，反扭矩架的顶端设置有固定块，固定块装配在凹槽中将反扭矩架连接在固定轴的底部；反扭矩架通过反扭矩臂与钻杆夹紧装置相连接。连接套和固定轴的外部通过哈夫节进行密封连接，替代了传统的螺纹连接，通过连接套和固定轴承载了钻柱的全部载荷，在提高产品可靠性的同时能够防护连接处的密封性能，保护了产品的零部件免受污损，提高了产品的使用寿命。

Description

顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构
技术领域
本发明涉及钻井装备技术领域，具体为一种顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构。
背景技术
现有的顶部驱动钻井装置承受轴向载荷连接形式基本有两种形式，其一是主要采用螺纹，即减速箱体中的连接套加工有内螺纹，而管子处理系统的固定轴上加工有外螺纹。安装时，将管子处理系统固定轴上的外螺纹旋入动力水龙头系统连接套上的内螺纹，并旋紧；其二是在顶部驱动钻井装置主轴上加工有环形外螺纹，而用带有环形内螺纹的支撑块拧上去，用于承受整个钻柱载荷。此两种连接形式结构复杂，加工难度大，成本高，且要求的加工精度高，如果加工精度与设计要求稍有偏差，不但会造成螺纹旋合不紧，且会使动力水龙头和管子处理系统不对正，影响其它系统的安装。现有的顶部驱动钻井装置传递上卸扣的系统是将反扭矩臂固定于顶驱回转头，并设计制动装置，在传递上卸扣扭矩时，将制动装置的制动销插入回转头的驱动齿轮中，以制动回转头达到传递扭矩的目的。
此种设计有两个缺点，一是需要设计专门的制动装置，造成结构复杂、增大安装空间及增加一套专门的制动控制系统；二是制动装置的制动销在插入驱动齿轮的孔时，很容易使销与齿轮碰撞，会造成齿轮的损伤，要想锁紧销很顺利插入齿轮上的孔，则需要人为干预，安装调整复杂，降低工作效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
如图1至图3所示的一种顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，包括自下而上依次连接的钻杆夹紧装置、反扭矩臂、反扭矩架和通过圆柱销安装于减速箱体内的连接套，所述连接套的底部开设有数个上键槽，固定轴的顶部开设有与上键槽相对应的下键槽，扭矩传递键安装在上键槽与下键槽中连接连接套和固定轴，固定轴的下部凸缘的底部开设有一个凹槽，反扭矩架的顶端设置有固定块，固定块装配在凹槽中将反扭矩架连接在固定轴的底部；反扭矩架通过反扭矩臂与钻杆夹紧装置相连接。
优选的，所述固定轴的顶部下键槽的下方开设有下环形槽，连接套的底部上键槽的上方开设有上环形槽，哈夫节的内壁上下两端设置有与上环形槽及下环形槽相适配的环状突起，环状突起装配于上环形槽和下环形槽中，并通过螺栓紧固，将固定轴与连接套进行密封连接。
优选的，所述反扭矩臂的底端通过螺栓与钻杆夹紧装置相连接，反扭矩臂的顶端通过销轴与反扭矩架相连接。
本发明在上卸扣时，控制钻杆夹紧装置将钻杆夹紧，顶部驱动钻机的主轴旋转，旋扣扭矩通过钻杆夹紧装置依次传递给反扭矩臂、反扭矩架、固定轴和连接套，进一步传递给减速箱体和井架反扭矩梁上，提高了扭矩的承受能力，保护了钻杆夹紧装置、反扭矩臂和反扭矩架，提高了设备的可靠性。
本发明通过扭矩传递键连接连接套和固定轴，并在连接套和固定轴的外部通过哈夫节进行密封连接，替代了传统的螺纹连接，通过连接套和固定轴承载了钻柱的全部载荷，在提高产品可靠性的同时能够防护连接处的密封性能，保护了产品的零部件免受污损，提高了产品的使用寿命。
本发明结构设计新颖、简单，安装拆卸方便，承受钻柱载荷和传递上卸扣扭矩安全可靠。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明固定轴的结构示意图；
图3为本发明连接套的结构示意图。
图中：1、钻杆夹紧装置；2、反扭矩臂；3、反扭矩架；4、固定轴；5、哈夫节；6、圆柱销；7、连接套；8、扭矩传递键；9、销轴；10、凹槽；11、上环形槽；12、下键槽；13、上键槽；14、上环形槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图3所示的一种顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，包括自下而上依次连接的钻杆夹紧装置1、反扭矩臂2、反扭矩架3和通过圆柱销6安装于减速箱体内的连接套7，其特征在于：连接套7的底部开设有数个上键槽13，固定轴4的顶部开设有与上键槽13相对应的下键槽12，扭矩传递键8安装在上键槽13与下键槽12中连接连接套7和固定轴4；固定轴4的下部凸缘的底部开设有一个凹槽10，反扭矩架3的顶端设置有固定块，固定块装配在凹槽10中将反扭矩架3连接在固定轴4的底部；反扭矩架3通过反扭矩臂2与钻杆夹紧装置1相连接。
固定轴4的顶部下键槽12的下方开设有下环形槽11，连接套7的底部上键槽13的上方开设有上环形槽14，哈夫节5的内壁上下两端设置有与上环形槽14及下环形槽11相适配的环状突起，环状突起装配于上环形槽14和下环形槽11中，并通过螺栓紧固，将固定轴4与连接套7进行密封连接。
反扭矩臂2的底端通过螺栓与钻杆夹紧装置1相连接，反扭矩臂2的顶端通过销轴9与反扭矩架3相连接。
本发明在上卸扣时，控制钻杆夹紧装置1将钻杆夹紧，顶部驱动钻机的主轴旋转，旋扣扭矩通过钻杆夹紧装置1依次传递给反扭矩臂2、反扭矩架3、固定轴4和连接套7，进一步传递给减速箱体和井架反扭矩梁上，提高了扭矩的承受能力，保护了钻杆夹紧装置1、反扭矩臂2和反扭矩架3，提高了设备的可靠性。
本发明通过扭矩传递键连接连接套和固定轴，并在连接套和固定轴的外部通过哈夫节进行密封连接，替代了传统的螺纹连接，通过连接套和固定轴承载了钻柱的全部载荷，在提高产品可靠性的同时能够防护连接处的密封性能，保护了产品的零部件免受污损，提高了产品的使用寿命。

Claims (3)

1.一种顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，包括自下而上依次连接的钻杆夹紧装置（1）、反扭矩臂（2）、反扭矩架（3）和通过圆柱销（6）安装于减速箱体内的连接套（7），其特征在于：所述连接套（7）的底部开设有数个上键槽（13），固定轴（4）的顶部开设有与上键槽（13）相对应的下键槽（12），扭矩传递键（8）安装在上键槽（13）与下键槽（12）中连接连接套（7）和固定轴（4）；固定轴（4）的下部凸缘的底部开设有一个凹槽（10），反扭矩架（3）的顶端设置有固定块，固定块装配在凹槽（10）中将反扭矩架（3）连接在固定轴（4）的底部；反扭矩架（3）通过反扭矩臂（2）与钻杆夹紧装置（1）相连接。
2.根据权利要求1所述的顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，其特征在于：所述固定轴（4）的顶部下键槽（12）的下方开设有下环形槽（11），连接套（7）的底部上键槽（13）的上方开设有上环形槽（14），哈夫节（5）的内壁上下两端设置有与上环形槽（14）及下环形槽（11）相适配的环状突起，环状突起装配于上环形槽（14）和下环形槽（11）中，并通过螺栓紧固，将固定轴（4）与连接套（7）进行密封连接。
3.根据权利要求1或2所述的顶部驱动钻机用承载和上卸扣传扭结构，其特征在于：所述反扭矩臂（2）的底端通过螺栓与钻杆夹紧装置（1）相连接，反扭矩臂（2）的顶端通过销轴（9）与反扭矩架（3）相连接。
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