CN203335013U - 一种钻机顶驱防喷器开关 - Google Patents

Abstract

一种钻机顶驱防喷器开关，包括齿轮、齿条以及设置在防喷器上的开关轴，所述齿轮套装在所述开关轴上，并且所述齿轮与所述齿条相啮合，所述防喷器的外壳上设置有凸台，所述齿条滑动设置在所述凸台中并且所述齿条与所述防喷器的轴向平行，所述齿条的两端伸出所述凸台之外；另外还包括套筒和液缸，所述套筒与所述液缸的活塞杆连接，所述套筒围在所述防喷器的四周，所述套筒包括顶板和底板，所述齿条和凸台位于所述顶板和所述底板之间，所述顶板和所述底板之间的距离大于所述齿条的长度。本实用新型中的套筒在防喷器旋转时不与防喷器接触，避免两者产生摩擦，对套筒强度和加工精度要求低，既节约了成本又延长了套筒的使用寿命。

Description

一种钻机顶驱防喷器开关

技术领域

本实用新型涉及油田钻井设备领域，具体涉及一种钻机顶驱防喷器开关。

背景技术

随着油气勘探开发过程中深井、超深井以及复杂井的增多，在我国对于顶驱钻机的需求也越来越迫切，顶驱已经成为目前钻机中的常规配置。在钻机钻井的过程中，经常会存在井下的地层压力突然变大，地层中的油或气流入井筒内，就有可能发生井喷的情况。所谓的“井喷”在石油专业领域是指：一种地层中的流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。井喷往往伴随着有毒气体，会对环境和人造成较大的危害。为了控制井喷，通常会在顶驱下面设置有防喷器。常用的自动防喷器，如附图1所示，是一筒状球阀，上接主轴，下接手动防喷器或者保护接头，自动防喷器闭合与开启由一六方扳手完成，其上下摆动主要靠液缸带着套筒上下移动，使得扳手沿着套筒内的滑槽实现摆动，从而实现防喷器的闭合与开启。该方案存在以下问题，在钻井过程中，主轴带动防喷器旋转，防喷器内的扳手带动套筒旋转，由于实际套筒旋转存在偏心，或者套筒加工误差较大，导致油缸上的滚轮与套筒摩擦力过大，有时产生火花甚至把扳手弄断。Kalibre公司发明的放喷器（专利号：US005979865）虽然解决了上述问题，但造价昂贵而且需要经常跟换密封件。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，提供一种密封效果好并且防喷器旋转时不与套筒摩擦的钻机顶驱防喷器开关。

本实用新型采用的技术方案为：   

    一种钻机顶驱防喷器开关，包括齿轮、齿条以及设置在防喷器上的开关轴，所述齿轮套装在所述开关轴上，并且所述齿轮与所述齿条相啮合，所述防喷器的外壳上设置有凸台，所述齿条滑动设置在所述凸台中并且所述齿条与所述防喷器的轴向平行，所述齿条的两端伸出所述凸台之外；另外还包括套筒和液缸，所述套筒与所述液缸的活塞杆连接，所述套筒围在所述防喷器的四周，所述套筒包括顶板和底板，所述齿条和凸台位于所述顶板和所述底板之间，所述顶板和所述底板之间的距离大于所述齿条的长度。当所述液缸驱动所述套筒上下移动时，设置在所述顶板和底板之间的齿条会被顶板或者底板推动，进而向上或者向下移动。顶板和底板的距离大于齿条长度，可以使齿条两端与底板和顶板之间留有一定距离，这样当所述防喷器旋转时，设置在防喷器凸台上的齿条两端不会与顶板和底板产生摩擦。

作为本实用新型的优选实施方案，所述凸台上设置有供所述齿条穿过的通孔，所述凸台的外壳上设置有与所述通孔连通的开口，所述齿轮与所述齿条的啮合位置位于所述开口处。

作为本实用新型的优先实施方案，所述齿条的两端分别螺纹连接两个螺帽，所述两个螺帽的直径大于所述通孔的直径。螺帽直径大于通孔直径使得螺帽可以起到一个限位作用。

作为本实用新型的优选实施方案，所述液缸的缸体与顶驱连接。

作为本实用新型的优选实施方案，所述套筒沿轴向分为两个部分，所述两个部分可拆卸连接成一个整体。将套筒分为两部分的目的是便于安装。

作为本实用新型的优选实施方案，所述两个部分从所述套筒的中间分开。从中间分为两部分是最有利于安装的。

    作为本实用新型的优选实施方案，所述套筒上设置有与所述套筒内壁连通的缺口。缺口类似一个观测窗口，用于观察齿条齿轮等内部设备的状况，是否需要润滑油等。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中的套筒在防喷器旋转时不与防喷器接触，避免两者产生摩擦，对套筒强度和加工精度要求低，既节约了成本又延长了套筒的使用寿命。

2、本实用新型采用齿轮、齿条及液压缸依次传动，利用齿轮与齿条传动精度高的特性达到了提高传动精度的目的。

附图说明

图1是现有技术结构结构示意图

图2是本实用新型的结构示意图

图3是本实用新型的分解示意图

图中标记：1-开关轴，2-齿轮，3-齿条，401-第一螺帽，402-第二螺帽，5-套筒，501-顶板，502-底板，503-缺口，6-液缸，7-防喷器、8-中心管，9-钻杆,10-凸台，11-开口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

结合图2和图3，该钻机顶驱防喷器开关包括开关轴1，开关轴1设置在防喷器7上，开关轴1用于控制防喷器7的打开关闭。开关轴1为六方形，开关轴1上套装齿轮2，齿轮2与轴向滑动的齿条3相啮合。当齿条3沿轴向移动时会带动齿轮2转动，齿轮2会带动开关轴1进而控制防喷器7打开关闭。齿条3安装在防喷器7的外壳的凸台10上，齿条3的长度大于凸台10 的高度，这样齿条3的两端就可伸出凸台10之外。凸台10上设置有供所述齿条3穿过的通孔，所述凸台10的外壳上设置有与所述通孔连通的开口11，所述齿轮2与所述齿条3的啮合位置位于所述开口11处。齿条3与防喷器7轴向平行，齿条3两端带有螺纹，分别与第一螺帽401和第二螺帽402相连，因此可在一定长度范围内调节齿条3的长度。并且第一螺帽401和第二螺帽402直径大于通孔直径，这样可以对齿条3起到一个限位作用使齿条3不至于从凸台10上滑落。套筒5围在防喷器7的四周，或者说套筒5套在防喷器7上但与防喷器7 的外壳保持一定距离，这样当防喷器7旋转时不会与套筒5产生摩擦。套筒5沿轴向从中间分为两个部分，所述两个部分通过螺栓连接成一体，便于安装。套筒5通过销轴与连接在顶驱上的液缸6的活塞杆连接。套筒5上设置有顶板501和底板502，齿条3和凸台10都位于顶板501和底板502之间，顶板501与底板502之间的距离大于齿条3的长度。套筒5上设有与内壁连通的缺口503。所述液缸6的缸体与顶驱连接，所述防喷器7上端连接中心管8，所述防喷器下端连接钻杆9。

初始状态时，齿条3上部的螺帽401与防喷器7的外壳上的凸台10接触，因为顶板501与底板502之间的距离大于齿条3的长度，所述设置在齿条3两端的第一螺帽401和第二螺帽402与套筒5的顶板501以及底板502之间有足够的间距，在防喷器7旋转，齿条3两端的螺帽不会与套筒5干涉。当液缸6带动套筒5上行到一定位置时，底板502与齿条3下端的第二螺帽402接触，带动齿条3向上移动，从而带动齿轮2旋转，实现开关轴1关闭动作。此后，液缸6带动套筒5下行一定距离，下行距离小于顶板501与第一螺帽401之间的距离，因为顶板501与第一螺帽401之间留有足够的间隙，所以下行过程中套筒5不会带动齿条3移动。这样使底板502与第二螺帽402脱离接触，同时第一螺帽401也与顶板501保持一定距离，之后防喷器7旋转工作时不会与套筒5产生摩擦。开启动作同关闭动作方向正好相反，此处不再赘述。由以上所述可以看出，在防喷器7旋转时，不会带动套筒5旋转，也不与套筒5产生干涉，不会产生摩擦之类的现象，因而对套筒5的加工精度以及强度等要求较低，安装也方便，因而可减少成本提高经济效益。采用齿轮齿条传动，提高了开关的精度，而且通过两端的螺帽，可适当调节齿条尺寸，安装加工简单。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钻机顶驱防喷器开关，包括齿轮、齿条以及设置在防喷器上的开关轴，所述齿轮套装在所述开关轴上，并且所述齿轮与所述齿条相啮合，其特征在于，所述防喷器的外壳上设置有凸台，所述齿条滑动设置在所述凸台中并且所述齿条与所述防喷器的轴向平行，所述齿条的两端伸出所述凸台之外；另外还包括套筒和液缸，所述套筒与所述液缸的活塞杆连接，所述套筒围在所述防喷器的四周，所述套筒包括顶板和底板，所述齿条和凸台位于所述顶板和所述底板之间，所述顶板和所述底板之间的距离大于所述齿条的长度。

2.根据权利要求1所述的钻机顶驱防喷器开关，其特征在于，所述凸台上设置有供所述齿条穿过的通孔，所述凸台的外壳上设置有与所述通孔连通的开口，所述齿轮与所述齿条的啮合位置位于所述开口处。

3.根据权利要求2所述的钻机顶驱防喷器开关，其特征在于，所述齿条的两端分别螺纹连接两个螺帽，所述两个螺帽的直径大于所述通孔的直径。

4.根据权利要求1或2所述的钻机顶驱防喷器开关，其特征在于，所述液缸的缸体与顶驱连接。

5.根据权利要求1或2所述的钻机顶驱防喷器开关，其特征在于，所述套筒沿轴向分为两个部分，所述两个部分可拆卸连接成一个整体。

6.根据权利要求5所述的钻机顶驱防喷器开关，其特征在于，所述两个部分从所述套筒的中间分开。

7.根据权利要求1或2所述的钻机顶驱防喷器开关，其特征在于，所述套筒上设置有与所述套筒内壁连通的缺口。

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