CN116677310B - 一种旋转防喷型液压转盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻井设备,具体涉及一种旋转防喷型液压转盘,用于解决现有液压转盘不能密闭井内压力带压旋转,以及现有旋转防喷器或是使用寿命短增加了钻井周期和生产成本,或是更换胶芯较困难增加了生产成本、不利于生产顺利进行的不足之处。该旋转防喷型液压转盘包括液压转盘主体、密封总成、液压驱动装置和反扭矩释放装置;其中密封总成包括防喷密封胶套、一级高压旋转密封组件、油水分离盘总成;一级高压旋转密封组件、油水分离盘总成的组合作为两级密封结构用于提高密封的可靠性。

Description

一种旋转防喷型液压转盘
技术领域
本发明涉及钻井设备,具体涉及一种旋转防喷型液压转盘。
背景技术
液压转盘是石油钻修作业中的重要配套设备之一,其主要用于带动钻杆进行旋转作业,进而驱动钻具进行磨洗或钻进工作。现有液压转盘只能满足旋转运动,中部开口无法起到密封作用,更不能密闭井内压力带压旋转,因此需要旋转防喷器提供压力控制,实现旋转密封,以便在一定的井口压力的情况下照常进行钻井作业。现有旋转防喷器包括被动式压力控制和主动式压力控制,前者靠胶芯与管柱之间的过盈配合实现密封,而无压力补偿功能,虽然体积小,重量轻,更换胶芯方便,但胶芯的使用寿命短、更换频繁,增加了钻井周期和生产成本;后者在胶芯下面设置有一个活塞推动胶芯,使胶芯紧紧抱住钻柱,随着胶芯的磨损,使胶芯的密封压力始终高于井内压力一定数值,从而保证密封住井内的套压,由于安装和更换胶芯较困难、同样生产成本高,不利于生产的顺利进行。
发明内容
本发明的目的是解决现有液压转盘不能密闭井内压力带压旋转,以及现有旋转防喷器或是使用寿命短增加了钻井周期和生产成本,或是更换胶芯较困难增加了生产成本、不利于生产顺利进行的不足之处,而提供一种旋转防喷型液压转盘。
为了解决上述现有技术所存在的不足之处,本发明提供了如下技术解决方案:
一种旋转防喷型液压转盘,其特殊之处在于:包括液压转盘主体、密封总成、液压驱动装置和反扭矩释放装置;
所述液压转盘主体包括中部设有通孔的旋转体,以及套设在旋转体中部的壳体组件和套设在旋转体下部的下连接盘;所述密封总成包括防喷密封胶套、一级高压旋转密封组件和油水分离盘总成;所述旋转体通孔上端开口处设置有补芯,补芯下部通孔的内壁上固定设置所述防喷密封胶套,防喷密封胶套的内孔用于穿过钻杆,并始终抱紧钻杆外壁,防喷密封胶套用于密封穿过的钻杆与旋转体通孔内壁之间的环空;所述壳体组件包括由上至下依次设置的上壳体、下壳体,旋转体与壳体组件之间由上至下依次设置有主承重轴承和防顶轴承,用于支撑旋转体;所述下连接盘与旋转体之间形成由上至下设置且连通的二级低压密封腔、一级高压密封腔和第一轴向间隙;
所述油水分离盘总成设置在二级低压密封腔内,油水分离盘总成与下连接盘之间设置有第二径向间隙;所述油水分离盘总成分隔轴承腔和第二径向间隙;
所述一级高压密封腔内设置所述一级高压旋转密封组件;所述下连接盘上设置有连通第二径向间隙的溢流孔;当一级高压旋转密封组件渗漏或失效时,所述第一轴向间隙、一级高压密封腔、第二径向间隙、溢流孔依次连通;
所述液压驱动装置设置在壳体组件上,且液压驱动装置输出端与旋转体连接,用于驱动旋转体转动;
所述反扭矩释放装置设置在壳体组件上,用于在液压驱动装置停止驱动时,将旋转体摩擦刹车,阻止钻杆的反扭矩急速外传,并使反扭矩缓慢释放。
进一步地,所述油水分离盘总成包括油水分离盘、密封圈、油封和二级旋转密封圈;所述密封圈设置在所述油水分离盘的外壁与下连接盘之间,所述油封设置在所述油水分离盘的上部与旋转体下部之间,所述二级旋转密封圈设置在所述油水分离盘的内孔与旋转体侧壁之间;密封圈和油封用于阻止轴承腔内的润滑油进入第二径向间隙内;密封圈和二级旋转密封圈用于阻止第二径向间隙内井液进入轴承腔内。
进一步地,所述一级高压旋转密封组件包括由上至下依次设置的V形密封盘根、压紧环和预紧弹簧,所述压紧环下部设置有用于放置预紧弹簧的环形凹槽。
进一步地,所述旋转体包括上旋转体和下旋转套,所述下旋转套同轴串联在上旋转体的下部;所述上旋转体顶部设置第一凹坑,所述补芯位于第一凹坑内,所述防喷密封胶套位于上旋转体通孔内,所述主承重轴承和防顶轴承分别位于上旋转体与壳体组件之间,且主承重轴承和防顶轴承与上旋转体之间、与壳体组件之间均可相互旋转运动;所述二级低压密封腔、一级高压密封腔和第一轴向间隙均位于下连接盘与下旋转套之间;所述油水分离盘上部外周设置有轴向凸环,下旋转套侧壁设置有径向凸环,所述油封设置在轴向凸环内壁与径向凸环外壁之间,所述二级旋转密封圈设置在油水分离盘的内孔与下旋转套侧壁之间。
进一步地,所述液压驱动装置包括通过连接法兰固定在壳体组件上的多个液压马达,每个液压马达的进油口、出油口分别设置有进油管线、出油管线;
所述壳体组件上设置有齿轮安装腔,齿轮安装腔内设置有齿轮副,齿轮副的输入端连接液压马达的输出端,齿轮副的输出端连接旋转体。
进一步地,还包括多个手动锁止装置,手动锁止装置用于锁止齿轮副,进而限制旋转体转动,手动锁止装置包括拉伸块、定位座、拉手、第一复位弹簧和锁止轴;
所述壳体组件侧壁上设置有与所述齿轮安装腔连通的径向凹槽,所述定位座固定在径向凹槽内壁上,所述拉伸块外端连接所述拉手,内端连接位于径向凹槽内的所述锁止轴,所述第一复位弹簧两端分别抵接在定位座限位端和锁止轴限位端,通过拉伸块能够带动锁止轴在定位座内移动;
所述齿轮副包括设置在液压马达输出端的的主动齿轮、与主动齿轮啮合的固定在旋转体上的从动齿轮,所述主动齿轮下部设置有主动齿轮轴伸,主动齿轮轴伸上设有与锁止轴适配的锁止凹槽。
进一步地,所述反扭矩释放装置包括钢带总成、多个刹车块和单向刹车液缸,所述钢带总成包括两个通过铰接轴铰接的弧形钢带,钢带总成上设置有开口,所述多个刹车块圆周均布在钢带总成内侧,所述单向刹车液缸设置在钢带总成的开口处,单向刹车液缸采用双活塞杆液缸,其包括缸筒,缸筒两端对称设置有两个活塞,每个活塞一端伸出缸筒连接钢带总成,另一端位于缸筒内且套设有第二复位弹簧,两个活塞之间设置有液压腔,液压腔的侧壁上设置有与液压马达的进油口连通的油孔。
进一步地,还包括设置在液压转盘主体外围的护罩总成。
进一步地,所述防喷密封胶套采用内部有支撑骨架的橡胶或聚氨酯材料制成,所述补芯采用内方补芯。
进一步地,还包括智能监测控制系统,其包括依次连接的监测单元、控制单元和预警单元;
所述监测单元包括设置在旋转体上的转速传感器及扭矩传感器、设置在液压驱动装置上的第一压力传感器、设置在旋转体上的第二压力传感器;所述转速传感器用于监测旋转体的转速;所述扭矩传感器用于监测旋转体的扭矩;所述第一压力传感器用于监测液压驱动装置中液压马达驱动液压源的压力;所述第二压力传感器用于监测井内压力;
所述监测单元用于将所获取的旋转体的转速及扭矩、液压驱动装置中液压马达驱动液压源的压力以及井内压力输出给控制单元;
所述控制单元用于储存、分析监测单元所输出的信息,并对旋转体的启停、转速及扭矩进行控制;
所述预警单元用于接收控制单元输出的超过预设预警限度的信息后输出警示信息。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明一种旋转防喷型液压转盘包括液压转盘主体、密封总成、液压驱动装置和反扭矩释放装置;其中密封总成包括防喷密封胶套、一级高压旋转密封组件、油水分离盘总成;防喷密封胶套可以密封穿过的钻杆与旋转体通孔内壁之间的环空,并且防喷密封胶套设置在上旋转体内,便于更换,能提高更换效率;一级高压旋转密封组件可以密封30MPa的高压,油水分离盘总成能够封5MPa低压。一级高压旋转密封组件通过预紧弹簧和井内压力实现助封,并且可以根据井压自动调节,在井内有压力时能够密封井内高压。在井内无压力时,二级旋转密封圈内圈抱紧力减小,避免磨损;当一级高压旋转密封组件失效后,井液能够依次经过第一轴向间隙、一级高压密封腔、第二径向间隙,最终从溢流孔流出,通过溢流孔处的管线引流至预设的地方,从而防止井液污染井口。此时,油水分离盘总成能够阻止井液进入轴承润滑腔内造成污染,即密封仍然有效,不影响施工进程,操作人员可以在本阶段施工结束后确定是否需要更换一级高压旋转密封圈组件。
(2)本发明一种旋转防喷型液压转盘中,液压转盘主体与液压驱动装置组成液压转盘,通过液压转盘与密封总成的结合,使得两者可以共用轴承,具有结构简单、工作效率高的优点。
(3)本发明一种旋转防喷型液压转盘,相比常规钻井防喷器拆装防喷密封胶套时需要拆掉防喷头主体部分,本发明拆装防喷密封胶套时,只需拆掉补芯将防喷密封胶套旋出即可,无需拆卸其他机械部分,拆装非常方便。
附图说明
图1为本发明一种旋转防喷型液压转盘一个实施例的结构示意图(未显示护罩总成、反扭矩释放装置、手动锁止装置);
图2为本发明实施例的俯视图(未显示护罩总成、反扭矩释放装置);
图3是本发明实施例中液压驱动装置的结构示意图;
图4是图3中Ⅰ处的局部放大图;
图5是本发明实施例中无压施工时的反扭矩释放装置与上旋转体的结构示意图;
图6是本发明实施例中护罩总成的剖视图;
图7是本发明实施例中防喷密封胶套的结构示意图;
图8是本发明实施例中反扭矩释放装置的结构示意图。
附图标记说明如下:
1-液压转盘主体,11-旋转体,111-上旋转体,112-内密封套,113-下旋转体,12-壳体组件,121-上壳体,122-下壳体,13-下连接盘,131-溢流孔,14-齿轮副,141-主动齿轮,142-从动齿轮,143-主动齿轮轴伸;
2-密封总成,21-防喷密封胶套,22-一级高压旋转密封组件,221-V形密封盘根,222-压紧环,223-预紧弹簧,23-油水分离盘总成,231-油水分离盘,232-密封圈,233-油封,234-二级旋转密封圈;
3-液压驱动装置,31-液压马达;
4-反扭矩释放装置,41-钢带总成,42-刹车块,43-单向刹车液缸,431-活塞,432-第二复位弹簧,433-缸筒,434-油孔,435-液压腔,44-铰接轴;
5-护罩总成,51-吊卡放置平台;
6-手动锁止装置,61-拉伸块,62-定位座,63-拉手,64-第一复位弹簧,65-锁止轴;
7-主承重轴承;8-防顶轴承;9-补芯;10-护圈;101-第一轴向间隙;102-第二径向间隙。
具体实施方式
下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地说明。
参照图1至图8,一种旋转防喷型液压转盘,包括液压转盘主体1、密封总成2、液压驱动装置3、反扭矩释放装置4、两个手动锁止装置6和护罩总成5。其中,密封总成2包括防喷密封胶套21、高压旋转密封组件22和油水分离盘总成23。
参照图1,所述液压转盘主体1包括中部设有通孔的旋转体11,以及套设在旋转体11中部的壳体组件12和套设在旋转体11下部的下连接盘13。
所述旋转体11包括上旋转体111和下旋转套112,所述下旋转套112同轴串联在上旋转体111的下部;上旋转体111顶部设置第一凹坑,补芯9位于第一凹坑内,补芯9下部通孔的内壁上固定设置防喷密封胶套21,防喷密封胶套21的内孔用于穿过钻杆并始终抱紧钻杆外壁,防喷密封胶套21用于密封穿过的钻杆与旋转体11通孔内壁之间的环空;所述壳体组件12包括由上至下依次设置的上壳体121、下壳体122,旋转体11与壳体组件12之间由上至下依次设置有用于支撑旋转体11的主承重轴承7和防顶轴承8。
补芯9采用内方补芯。防喷密封胶套21与上旋转体111通孔内壁之间可拆卸,防喷密封胶套21采用弹性好、耐磨、强度高且内部有支撑骨架的橡胶或聚氨酯材料制成;参照图5,在仅起下钻杆过程中,或无压施工过程中,可以不安装防喷密封胶套21,在安装防喷密封胶套21位置,安装防护圈10,保护防喷密封胶套21安装接口不被钻杆接箍碰伤。
所述下连接盘13与旋转体11之间形成由上至下设置且连通的二级低压密封腔、一级高压密封腔和第一轴向间隙101;所述油水分离盘总成23设置在二级低压密封腔内,油水分离盘总成23与下连接盘13之间设置有第二径向间隙102。
油水分离盘总成23包括油水分离盘231、密封圈232、油封233和二级旋转密封圈234;油水分离盘231上部外周设置有轴向凸环,下旋转套112侧壁设置有径向凸环;密封圈232设置在油水分离盘231的外壁与下连接盘13之间,油封233设置在轴向凸环内壁与径向凸环外壁之间,二级旋转密封圈234设置在油水分离盘231的内孔与下旋转套112侧壁之间;密封圈232和油封233能够阻止轴承腔内的润滑油进入第二径向间隙102内;密封圈232和二级旋转密封圈234能够阻止第二径向间隙102内井液进入轴承腔内。由此,油水分离盘总成23能够分隔轴承腔和第二径向间隙102。
所述一级高压密封腔内设置有一级高压旋转密封组件22,一级高压旋转密封组件22包括由上至下依次设置的V形密封盘根221、压紧环222和预紧弹簧223,压紧环222下部设置沿轴向设置有圆形凹槽,预紧弹簧223设置在圆形凹槽内,用于为V形密封盘根221提供预紧力;所述下连接盘13上设置有连通第二径向间隙102的溢流孔131。预紧弹簧223的预顶紧力能起到助封作用,使一级高压旋转密封组件22具有自我压紧功能;当井内压力升高时,井液推动压紧环222向上运动,V形密封盘根221起到密封高压的作用,并随着井内压力的增大,压紧力越来越大。
一级高压旋转密封组件22能够密封30MPa的高压,油水分离盘总成23能够密封5MPa的低压,且其耐磨性较好。
正常工作时,一级高压旋转密封组件22通过预紧弹簧223和井内压力实现助封,当井内压力升高时,井液推动压紧环222向上运动,V形密封盘根221起到密封高压的作用,并随着井内压力的增大,压紧力越来越大。
当一级高压旋转密封组件22失效时,井液依次经过第一轴向间隙101、一级高压密封腔、第二径向间隙102,最终从溢流孔131流出,并通过溢流孔131处的管线引流至预设的地方,从而防止井液污染井口。此时,油水分离盘总成23能够阻止井液进入轴承润滑腔内造成污染。也就是说,此时密封仍然有效。需要说明的是,在高压旋转密封作业中,轻微的泄露还可以起到润滑和冷却的作用,并不影响正常的作业,但是当泄漏量非常大时,就需要更换高压旋转密封组件22。
参照图1、图2和图4,所述壳体组件12包括由上至下依次设置的上壳体121、下壳体122;所述液压驱动装置3包括通过连接法兰固定在上壳体121顶面的四个液压马达31,在其他实施例中液压马达31的数量可依据转盘输出功率大小要求配置;每个液压马达31的进油口、出油口分别设置有进油管线、出油管线;四个液压马达31的正反扭矩通过壳体组件12传递给设置在井口的套管法兰。
参照图4,所述上壳体121上设置有齿轮安装腔,齿轮安装腔内设置有齿轮副14,齿轮副14包括设置在液压马达31输出端的的主动齿轮141、与主动齿轮141啮合的固定在旋转体11上的从动齿轮142,液压马达31通过齿轮副14带动旋转体11旋转。主动齿轮141下部设置有主动齿轮轴伸143,主动齿轮轴伸143上设有与锁止轴65适配的锁止凹槽。
两个手动锁止装置6用于依次锁止主动齿轮141、从动齿轮142,进而限制旋转体11转动,每个手动锁止装置6包括拉伸块61、定位座62、拉手63、第一复位弹簧64和锁止轴65;所述下壳体122侧壁上设置有两个对称分布且与所述齿轮安装腔连通的径向凹槽,所述定位座62固定在径向凹槽内壁上,所述拉伸块61外端连接所述拉手63,内端连接位于径向凹槽内的所述锁止轴65,所述第一复位弹簧64两端分别抵接在定位座62限位端和锁止轴65限位端,通过拉伸块61能够带动锁止轴65在定位座62内移动。
参照图5和图8,由于液压驱动装置3正常工作时,钻杆从井口到井下钻头处,长度长,具有金属弹性,会储存部分扭矩;当液压驱动装置3停止驱动时,井内钻杆的反扭矩要通过钻杆传到井口,为了防止反扭矩对井口操作人员及设备造成安全风险,需要通过反扭矩释放装置4将旋转体11摩擦刹车,进而将反扭矩缓慢释放。
所述反扭矩释放装置4设置在上壳体121顶面,用于在液压驱动装置3停止驱动时,将旋转体11摩擦刹车,阻止井内钻杆反扭矩急速外传,并使反扭矩在井内缓慢释放。反扭矩释放装置4包括钢带总成41、多个刹车块42和单向刹车液缸43,所述钢带总成41包括两个通过铰接轴44铰接的弧形钢带,钢带总成41上设置有开口,所述多个刹车块42圆周均布在钢带总成41内侧,所述单向刹车液缸43设置在钢带总成41的开口处;单向刹车液缸43采用双活塞杆液缸,其包括缸筒433,缸筒433两端对称设置有两个活塞431,每个活塞431一端伸出缸筒433连接钢带总成41,另一端位于缸筒433内且套设有第二复位弹簧432,两个活塞431之间设置有液压腔,液压腔的侧壁上设置有油孔434。油孔434与液压转盘的进油口连通。
供油时,两个活塞431处于外伸打开状态,单向刹车液缸43处于打开状态,多个刹车块42对旋转体11不起摩擦作用;不供油时,第二复位弹簧432向内推动活塞431带动刹车块42快速抱紧旋转体11,起到刹车作用。
参照图6,护罩总成5设置液压转盘主体1外围,用于保护液压驱动装置3、反扭矩释放装置4不被碰伤;护罩总成一侧固定有吊卡放置平台51,用于增大旋转体上平面操作面积。
本发明的工作原理如下:
转盘工作时,下连接盘13与设置在井口的防喷器或大四通连接,起到支撑连接作用;液压马达31依次通过齿轮副14、旋转体11、补芯9将扭矩传递给方钻杆,在此过程中,防喷密封胶套21随上旋转体111一起转动,并密封方钻杆与上旋转体111之间的空隙;一级高压旋转密封组件22、油水分离盘总成23能够分隔井内高压腔与二级低压密封腔、一级高压密封腔;
同时,一级高压旋转密封组件22的密封性能可随井内压力进行自调节,即,初始时,预紧弹簧223和井液共同助封一级高压旋转密封组件22。当井内压力升高时,井液推动压紧环222向上运动,压紧V形密封盘根221起到密封作用,并随着井内压力的增大,压紧力越来越大,密封性能也越来越好;此时,反扭矩释放装置4中的单向刹车液缸43的油孔434进油,单向刹车液缸43处于打开状态,多个刹车块42对旋转体11不起摩擦作用;
由于主承重轴承7与防顶轴承8安装在上旋转体111的外侧,旋转体11由主承重轴承7支撑,旋转体11所受到的钻杆下压力或上撞力,依次通过防顶轴承8、主承重轴承7、壳体组件12传递到防喷器或井口大四通上;
由于油孔434与液压马达31的进油口连通,因此,当液压马达31转动时,反扭矩释放装置4中的单向刹车液缸43的油孔434持续进油,液压腔435内的液压油推动活塞向外侧运动,第二复位弹簧432被压缩,此时,刹车块42不起刹车作用。当液压马达31停止转动时,反扭矩释放装置4中的单向刹车液缸43的油孔434停止进油,第二复位弹簧432向内推动两个活塞431,液压腔435内的液压油被挤出,同时,活塞431带动多个刹车块42快速抱紧上旋转体111,起到刹车作用;由于方钻杆的下部依次连接圆钻杆和钻头,上部依次连接水龙头和游车大钩,因此,此时井内钻杆的弹性反扭矩在井内通过摩擦力缓慢自我释放,这样就可以防止井内钻杆的弹性反扭矩传递至井外,从而导致游车大钩的钢丝绳缠绕成麻花状以及水龙头的水龙带缠绕在方钻杆上,进而造成安全事故。。
在其他实施例中,所述旋转防喷型液压转盘还包括智能监测控制系统,智能监测控制系统包括依次连接的监测单元、控制单元和预警单元。
所述监测单元包括设置在旋转体11上的转速传感器及扭矩传感器、设置在液压驱动装置3上的第一压力传感器、设置在旋转体11上的第二压力传感器;所述转速传感器用于监测旋转体11的转速,转速传感器采用电感式接近开关;所述扭矩传感器用于监测旋转体11的扭矩;所述第一压力传感器用于监测液压驱动装置3中液压马达31驱动液压源的压力;所述第二压力传感器用于监测井内压力;第一压力传感器和第二压力传感器均采用CYB应变式相对压力传感器。
所述监测单元用于将所获取的旋转体11的转速及扭矩、液压驱动装置3中液压马达31驱动液压源的压力、井内压力输出给控制单元。
所述控制单元用于储存、分析监测单元所输出的信息,并对旋转体11的启停、转速、扭矩进行控制。
所述预警单元用于接收控制单元输出的超过预设预警限度的信息后输出警示信息。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,对于本领域的普通专业技术人员来说,可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:包括液压转盘主体(1)、密封总成(2)、液压驱动装置(3)和反扭矩释放装置(4);
所述液压转盘主体(1)包括中部设有通孔的旋转体(11),以及套设在旋转体(11)中部的壳体组件(12)和套设在旋转体(11)下部的下连接盘(13);所述密封总成(2)包括防喷密封胶套(21)、一级高压旋转密封组件(22)和油水分离盘总成(23);所述旋转体(11)通孔上端开口处设置有补芯(9),补芯(9)下部通孔的内壁上固定设置所述防喷密封胶套(21),防喷密封胶套(21)的内孔用于穿过钻杆,并始终抱紧钻杆外壁,防喷密封胶套(21)用于密封穿过的钻杆与旋转体(11)通孔内壁之间的环空;所述壳体组件(12)包括由上至下依次设置的上壳体(121)、下壳体(122),旋转体(11)与壳体组件(12)之间由上至下依次设置有主承重轴承(7)和防顶轴承(8),用于支撑旋转体(11);所述下连接盘(13)与旋转体(11)之间形成由上至下设置且连通的二级低压密封腔、一级高压密封腔和第一轴向间隙(101);
所述油水分离盘总成(23)设置在二级低压密封腔内,油水分离盘总成(23)与下连接盘(13)之间设置有第二径向间隙(102);所述油水分离盘总成(23)分隔轴承腔和第二径向间隙(102);
所述一级高压密封腔内设置所述一级高压旋转密封组件(22);所述下连接盘(13)上设置有连通第二径向间隙(102)的溢流孔(131);当一级高压旋转密封组件(22)渗漏或失效时,所述第一轴向间隙(101)、一级高压密封腔、第二径向间隙(102)、溢流孔(131)依次连通;
所述液压驱动装置(3)设置在壳体组件(12)上,且液压驱动装置(3)输出端与旋转体(11)连接,用于驱动旋转体(11)转动;
所述反扭矩释放装置(4)设置在壳体组件(12)上,用于在液压驱动装置(3)停止驱动时,将旋转体(11)摩擦刹车,阻止钻杆的反扭矩急速外传,并使反扭矩缓慢释放。
2.根据权利要求1所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:所述油水分离盘总成(23)包括油水分离盘(231)、密封圈(232)、油封(233)和二级旋转密封圈(234);所述密封圈(232)设置在所述油水分离盘(231)的外壁与下连接盘(13)之间,所述油封(233)设置在所述油水分离盘(231)的上部与旋转体(11)下部之间,所述二级旋转密封圈(234)设置在所述油水分离盘(231)的内孔与旋转体(11)侧壁之间;密封圈(232)和油封(233)用于阻止轴承腔内的润滑油进入第二径向间隙(102)内;密封圈(232)和二级旋转密封圈(234)用于阻止第二径向间隙(102)内井液进入轴承腔内。
3.根据权利要求1所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:所述一级高压旋转密封组件(22)包括由上至下依次设置的V形密封盘根(221)、压紧环(222)和预紧弹簧(223),所述压紧环(222)下部设置有用于放置预紧弹簧(223)的多个圆形凹槽。
4.根据权利要求2所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:
所述旋转体(11)包括上旋转体(111)和下旋转套(112),所述下旋转套(112)同轴串联在上旋转体(111)的下部;所述上旋转体(111)顶部设置第一凹坑,所述补芯(9)位于第一凹坑内,所述防喷密封胶套(21)位于上旋转体(111)通孔内,所述主承重轴承(7)和防顶轴承(8)分别位于上旋转体(111)与壳体组件(12)之间,且主承重轴承(7)和防顶轴承(8)与上旋转体(111)之间、与壳体组件(12)之间均可相互旋转运动;所述二级低压密封腔、一级高压密封腔和第一轴向间隙(101)均位于下连接盘(13)与下旋转套(112)之间;所述油水分离盘(231)上部外周设置有轴向凸环,下旋转套(112)侧壁设置有径向凸环,所述油封(233)设置在轴向凸环内壁与径向凸环外壁之间,所述二级旋转密封圈(234)设置在油水分离盘(231)的内孔与下旋转套(112)侧壁之间。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:所述液压驱动装置(3)包括通过连接法兰固定在壳体组件(12)上的多个液压马达(31),每个液压马达(31)的进油口、出油口分别设置有进油管线、出油管线;
所述壳体组件(12)上设置有齿轮安装腔,齿轮安装腔内设置有齿轮副(14),齿轮副(14)的输入端连接液压马达(31)的输出端,齿轮副(14)的输出端连接旋转体(11)。
6.根据权利要求5所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:还包括多个手动锁止装置(6),手动锁止装置(6)用于锁止齿轮副(14),进而限制旋转体(11)转动,手动锁止装置(6)包括拉伸块(61)、定位座(62)、拉手(63)、第一复位弹簧(64)和锁止轴(65);
所述壳体组件(12)侧壁上设置有与所述齿轮安装腔连通的径向凹槽,所述定位座(62)固定在径向凹槽内壁上,所述拉伸块(61)外端连接所述拉手(63),内端连接位于径向凹槽内的所述锁止轴(65),所述第一复位弹簧(64)两端分别抵接在定位座(62)限位端和锁止轴(65)限位端,通过拉伸块(61)能够带动锁止轴(65)在定位座(62)内移动;
所述齿轮副(14)包括设置在液压马达(31)输出端的主动齿轮(141)、与主动齿轮(141)啮合的固定在旋转体(11)上的从动齿轮(142),所述主动齿轮(141)下部设置有主动齿轮轴伸(143),主动齿轮轴伸(143)上设有与锁止轴(65)适配的锁止凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:所述反扭矩释放装置(4)包括钢带总成(41)、多个刹车块(42)和单向刹车液缸(43),所述钢带总成(41)包括两个通过铰接轴(44)铰接的弧形钢带,钢带总成(41)上设置有开口,所述多个刹车块(42)圆周均布在钢带总成(41)内侧,所述单向刹车液缸(43)设置在钢带总成(41)的开口处,单向刹车液缸(43)采用双活塞杆液缸,其包括缸筒(433),缸筒(433)两端对称设置有两个活塞(431),每个活塞(431)一端伸出缸筒(433)连接钢带总成(41),另一端位于缸筒(433)内且套设有第二复位弹簧(432),两个活塞(431)之间设置有液压腔(435),液压腔(435)的侧壁上设置有与液压马达(31)的进油口连通的油孔(434)。
8.根据权利要求7所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:还包括设置在液压转盘主体(1)外围的护罩总成(5)。
9.根据权利要求8所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:所述防喷密封胶套(21)采用内部有支撑骨架的橡胶或聚氨酯材料制成,所述补芯(9)采用内方补芯。
10.根据权利要求9所述的一种旋转防喷型液压转盘,其特征在于:还包括智能监测控制系统,其包括依次连接的监测单元、控制单元和预警单元;
所述监测单元包括设置在旋转体(11)上的转速传感器及扭矩传感器、设置在液压驱动装置(3)上的第一压力传感器、设置在旋转体(11)上的第二压力传感器;所述转速传感器用于监测旋转体(11)的转速;所述扭矩传感器用于监测旋转体(11)的扭矩;所述第一压力传感器用于监测液压驱动装置(3)中液压马达(31)驱动液压源的压力;所述第二压力传感器用于监测井内压力;
所述监测单元用于将所获取的旋转体(11)的转速及扭矩、液压驱动装置(3)中液压马达(31)驱动液压源的压力以及井内压力输出给控制单元;
所述控制单元用于储存、分析监测单元所输出的信息,并对旋转体(11)的启停、转速及扭矩进行控制;
所述预警单元用于接收控制单元输出的超过预设预警限度的信息后输出警示信息。
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