CN204098863U - 煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤层气井的大、小修及带压修井作业设备，即煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架。它包括井架上体和井架下体，其特征在于井架下体旁边竖立连接有导轨，导轨上滑动连接有动力水龙头，动力水龙头下端连接有钻杆。所述的导轨由两段组成，在连接处每段导轨端部两侧都有外翘连接耳，上下连接耳搭接重合处通过销轴铰接。导轨与滑车起导向作用并可承受反扭矩。

Description

煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架

技术领域

本实用新型涉及煤层气井的大、小修及带压修井作业设备，即煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架。 

背景技术

在已有技术中，修井机大修作业需旋转钻杆，传统作业方式是采用机械或液压转盘实现旋转功能，转盘带动方钻杆旋转，下接钻杆钻进，方钻杆上部由水龙头悬持。每次接钻杆时，都要先卸下方钻杆和水龙头，放到鼠洞中，接好钻杆后再接上水龙头和方钻杆，才能继续作业，工序繁琐，效率低下。动力水龙头包括提环、鹅颈管、盘根装置、箱体、中心管、转换接头等组成。动力水龙头悬挂在修井机井架大钩上，提供旋转动力。如果用动力水龙头替代液压转盘，将是重大改进，会提高工作效率。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种用小型动力水龙头替代液压转盘并以此适应的煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架，具有接钻杆方便，省时省力，工作效率高，导轨与滑车起导向作用并可承受反扭矩的特点。 

本实用新型的技术解决方案是：煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架，包括井架上体和井架下体。井架下体旁边竖立连接有导轨，导轨上滑动连接有动力水龙头，动力水龙头下端连接有钻杆。 

所述的导轨由两段组成，在连接处每段导轨端部两侧都有外翘连接耳，上下连接耳搭接重合处通过销轴铰接。 

所述的动力水龙头包括箱体，箱体上有进水接头，箱体内中心有空心主轴，空心主轴上有被动齿轮，该被动齿轮与箱体内两台液压马达输出轴上的主动齿轮连接，液压马达在空心主轴两侧各一台；空心主轴上端与进水接头连接，空心主轴下端通过转换接头与钻杆连接。 

动力水龙头钻进系统主要功能是钻井水龙头与钻井马达功能组合，安装于井架内部空间由游车悬持的顶部驱动钻进系统，从井架空间上部直接旋转钻柱，可完成旋转钻进、倒划眼、循环钻井液、接钻杆（单根）等。顶驱钻进系统取代了传统的转盘、驱动转盘箱及复杂的分动、传动系统等，是一种高集成度的机械化装置。该机适于-18℃～45℃环境温度下工作。 

本实用新型的优点是：1、直接采用钻杆钻进，节省了每次接钻杆需拆卸方钻杆和水龙头的时间，提高了钻进效率。2、钻进速度高，起下钻速度快，快速便捷，安全可靠。3、 起下钻时，顶驱钻进系统可在任意高度立即循环钻井液，实行倒划眼起钻和划眼下钻，大大减少卡钻事故。4、导轨与滑车起导向作用并可承受反扭矩。 

下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。 

附图说明

图1是本实用新型结构简图。 

图2是图1侧面结构简图。 

图3是导轨连接结构简图。 

图4是动力水龙头结构简图。 

图5是图4侧面结构简图。 

图6是动力水龙头液压原理图。  

具体实施方式

参见图1－6，零部件名称如下：井架上体1，井架下体2，导轨3，动力水龙头4，钻杆5，连接耳6，销轴7，箱体8，进水接头9，空心主轴10，被动齿轮11，液压马达12，主动齿轮13，压帽14，轴承15。 

参见图1、2，煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架，包括井架上体1和井架下体2，井架下体2旁边竖立连接有导轨3，导轨3上滑动连接有动力水龙头4，动力水龙头4下端连接有钻杆5。 

参见图3，所述的导轨3由两段组成，非作业时候折靠在井架上，便于运输。在连接处每段导轨端部两侧都有外翘连接耳6，上下连接耳6搭接重合处通过销轴7铰接。折靠时，取下右边销轴7，以左边销轴7为转轴进行折叠。 

参见图4、5，所述的动力水龙头4包括箱体8，箱体8上有进水接头9，箱体8内中心有空心主轴10，空心主轴10上有被动齿轮11，该被动齿轮11与箱体8内两台液压马达12输出轴上的主动齿轮13连接，液压马达12在空心主轴10两侧各一台；空心主轴10上端与进水接头9连接，空心主轴10下端通过转换接头与钻杆5连接。 

参见图6，两个液压马达12可以实现串联（不需要大的扭矩）和并联（需要大的扭矩）作业，即两个档位。可以实现正转和反转。 

井架主要技术参数： 

额定钩载 400 kN。

最大钩载 675 kN。 

井架高度   21 m。 

井架内动力头有效行程  16.5 m。 

承受最大扭矩  12 kN m。 

主要部件：井架上体1、井架下体2、井架锁紧装置、井架底座、天车、游车、导轨3（单导轨滑道）、反扭矩梁、泥浆立管、高压胶管吊架。 

主要结构：井架用于安放天车、悬挂游车、大钩、单导轨滑道，承扭梁等，应有足够的承载能力和抗扭振能力。 

修井机的井架一般为车装桅型轻便井架，双节套装结构，作业时向井口方向倾斜4.5°，需靠绷绳定位。移运时，上节缩入下节内，整个井架平放在修井机前、后支架上。整体起落由起升液缸实现，二节井架的伸缩由伸缩液缸完成。 

井架承受的荷载主要有恒载、大钩荷载、工作绳载荷、风载、绷绳荷载、安装荷载及特殊载荷、反扭矩等。 

井架整体移运是平放在运载车的前、后支架上，作业前靠液压缸和伸缩液缸将井架起升安装在固定位置，因此井架在满足修井过程中最大负荷能力的同时，必须有足够的整体刚度和强度，有尽可能小的重量和外形尺寸，有便于拆装、移运和维修的结构。 

动力水龙头主要技术参数： 

额定钩载 400 kN。

最大钩载 600 kN。 

最大扭矩   12 kN m。 

最高转速   120r/min。 

动力水龙头主要部件和功能： 

1、 液压马达12，箱体8、空心主轴10（中心轴）、冲管总成、被动齿轮11、液压马达12、主动齿轮13、密封组件、提环、提环销、进水接头9（鹅颈管）、转换接头、电磁换向阀、液压站等。

2、驱动钻柱旋转，旋紧或松开钻柱螺纹。 

动力水龙头主要工作原理： 

液压马达12驱动齿轮副（主动齿轮13、被动齿轮11）带动空心主轴10旋转，钻杆通过转换接头连接在空心主轴10上。

空心主轴10是空心结构，其上部经冲管与鹅颈管相连，内部可流过泥浆以冷却传动箱润滑油、钻头、及返出钻屑。提环则与钻井游车相连，控制动力水龙头上、下移动。 

下钻操作： 

1、人工将第一根钻杆和钻头用链钳连接紧固好后，移动至井口相应位置。

2、开动绞车下放动力头至吊卡接近单根钻柱。 

3、开动绞车起升动力头提钻杆到足够高度，对井眼中心，下入井中。 

4、用盘式刹车控制钻进速度，进行钻进作业。 

5、钻杆钻进接近尾部时，停机，使气动卡盘卡住钻杆，启动动力头反转，卸开钻杆与动力头的连接。 

6、稍稍提起动力头，再次起吊一根钻杆至一定高度，对井眼中心，对扣，开动液压大钳上扣直至上紧；稍稍下放动力头并启动，旋紧钻杆上部螺纹，松开卡盘，继续进行钻进作业。 

重复上述操作，直至钻进工作全部结束。 

起钻操作： 

1、上提钻具，露出一段钻杆，用卡盘将钻柱坐在井口上。

2、启动动力头反转，卸开钻杆上部螺纹，启动绞车提升动力头。 

3、用卸扣液缸崩松接头丝扣，用大钳卸扣。 

4、下放动力头，移钻杆入钻杆盒。 

5、起下一根钻杆，重复上述操作，构成一个起钻循环，一直将井中钻柱全部起出为止。动力头下端转换接头螺纹与钻杆螺纹连接，提出钻杆柱。 

上面描述，只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制。 

Claims (1)

1. 一种煤层气井小型动力水龙头用抗扭振井架，包括井架上体（1）和井架下体（2），其特征在于井架下体（2）旁边竖立连接有导轨（3），导轨（3）上滑动连接有动力水龙头（4），动力水龙头（4）下端连接有钻杆（5）；

所述的导轨（3）由两段组成，在连接处每段导轨端部两侧都有外翘连接耳（6），上下连接耳（6）搭接重合处通过销轴（7）铰接；

所述的动力水龙头（4）包括箱体（8），箱体（8）上有进水接头（9），箱体（8）内中心有空心主轴（10），空心主轴(10)上有被动齿轮(11)，该被动齿轮(11)与箱体(8)内两台液压马达(12)输出轴上的主动齿轮(13)连接，液压马达(12)在空心主轴(10)两侧各一台；空心主轴(10)上端与进水接头(9)连接，空心主轴(10)下端通过转换接头与钻杆(5)连接。