CN205100868U - 钻机用顶驱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻机用顶驱装置，包括用于驱动钻杆旋转的顶驱驱动装置，所述顶驱驱动装置通过顶驱传动机构与钻杆短节连接，所述顶驱装置的一侧设有用于调整吊环角度的吊环角度旋转装置，所述吊环角度旋转装置包括设置在顶驱装置一侧的液压马达和旋转吊环架，所述液压马达的输出轴上连接有吊环齿轮，所述旋转吊环架的外侧设有外齿圈，所述吊环齿轮与外齿圈啮合连接，所述旋转吊环架上设有用于悬挂吊卡的吊环。本实用新型结构简单、紧凑，安装方便，能提高钻井速度，动力始终与钻具在一起，能减轻工人劳动强度，提高工作效率。

Description

钻机用顶驱装置

技术领域

本实用新型涉及一种石油勘探设备，具体涉及一种钻机用顶驱装置。

背景技术

石油钻机是在石油勘探开发中重要的设备，是通过钻机带动钻具向地下钻进，并破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。现有的起升管柱的方式，一般都是利用绞车、天车、钢丝绳、大钩等来进行起升。

现有的钻机一般在起下装置部分采用方钻杆和转盘的结构进行，通过绞车缠绕钢丝绳，然后钢丝绳通过天车等，带动大钩起升或下放管柱，这种方钻杆和转盘的结构复杂，体积大，而且钢丝绳需要定期检查和更换，存在安全隐患；同时在送钻时还需要钻台司钻人员手扶刹把工作，这样不仅劳动强度大，而且工作效率低。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、紧凑，安装方便，能提高钻井速度，动力始终与钻具在一起，能减轻工人劳动强度，提高工作效率的钻机用顶驱装置。

其技术方案是：钻机用顶驱装置，包括用于驱动钻杆旋转的顶驱驱动装置，所述顶驱驱动装置通过顶驱传动机构与钻杆短节连接，所述顶驱装置的一侧设有用于调整吊环角度的吊环角度旋转装置，所述吊环角度旋转装置包括设置在顶驱装置一侧的液压马达和旋转吊环架，所述液压马达的输出轴上连接有吊环齿轮，所述旋转吊环架的外侧设有外齿圈，所述吊环齿轮与外齿圈啮合连接，所述旋转吊环架上设有用于悬挂吊卡的吊环。

所述顶驱驱动装置包括顶驱主驱动装置和顶驱辅驱动装置，所述顶驱主驱动装置和顶驱辅驱动装置均为电机或液压马达。

所述顶驱传动机构包括顶驱齿轮箱，位于顶驱齿轮箱内固定设置在顶驱主驱动装置输出轴上的电机齿轮，所述电机齿轮上啮合有顶驱大齿轮，所述顶驱大齿轮的齿轮轴上固定连接有顶驱小齿轮，所述顶驱小齿轮的外侧啮合有内齿轮，所述内齿轮与钻杆短节连接，所述旋转吊环架通过轴承与顶驱齿轮箱转动连接。

所述顶驱传动机构还包括位于顶驱齿轮箱内固定设置在顶驱辅驱动装置输出轴上的辅助电机齿轮，所述辅助电机齿轮上啮合有顶驱辅助大齿轮，所述顶驱辅助大齿轮的齿轮轴上固定连接有顶驱辅助小齿轮，所述顶驱辅助小齿轮与内齿轮啮合连接。

所述顶驱驱动装置上设有刹车装置。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：用顶驱替代方钻杆、转盘，可以用两根为单元钻进，而不是单根作业，减少了三分之二的工作量，提高了钻井速度，最根本的优越性是在起下钻过程中，动力始终与钻具在一起，遇阻、遇卡时，可迅速旋转钻具，接通泥浆进行划眼作业，化解钻井事故。而且通过顶驱装置提高了操作机械化程度，加上与其配套的机械化装备，可大大减轻工人劳动强度，减少操作人员。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型图1的结构剖视图；

图3是本实用新型的局部剖视图。

图中：16.刹车装置；20.钻杆短节；21.吊环；22.顶驱主驱动装置；23.顶驱辅驱动装置；28.液压马达；29.旋转吊环架；30.吊环齿轮；31.顶驱大齿轮；32.顶驱小齿轮；33.内齿轮；34.顶驱辅助大齿轮；35.顶驱辅助小齿轮；36.电机齿轮；37.外齿圈；39.顶驱吊环；40.防喷器；41.挂座；42.顶驱齿轮箱。

具体实施方式

参照图1-图3，钻机用顶驱装置，包括用于驱动钻杆旋转的顶驱驱动装置，顶驱驱动装置通过顶驱传动机构与钻杆短节20连接，顶驱装置的一侧设有用于调整吊环21角度的吊环角度旋转装置，吊环角度旋转装置上设有用于悬挂吊卡的吊环21；在顶驱装置上还设置有防喷器40。

其中，吊环角度旋转装置包括设置在顶驱装置一侧的液压马达28和旋转吊环架29，所述液压马达28的输出轴上连接有吊环齿轮30，所述旋转吊环架29的外侧设有外齿圈37，所述吊环齿轮30与外齿圈37啮合连接，所述吊环21设置在旋转吊环架29上。通过液压马达28可以驱动吊环齿轮30转动，吊环齿轮30通过外齿圈37的啮合可以带动旋转吊环架29360°旋转，调整吊环21的任意角度。

另外，顶驱传动机构包括顶驱齿轮箱42，位于顶驱齿轮箱42内固定设置在顶驱主驱动装置22输出轴上通过电机齿轮36啮合有顶驱大齿轮31，所述顶驱大齿轮31的齿轮轴上固定连接有顶驱小齿轮32，所述顶驱小齿轮32的外侧啮合有内齿轮33，所述内齿轮与钻杆短节20连接，所述旋转吊环架29通过轴承与顶驱齿轮箱42转动连接。

顶驱传动机构还包括一套辅助驱动机构，具体为：位于顶驱齿轮箱42内的通过辅助电机齿轮（图中未示出）啮合的顶驱辅助大齿轮34，辅助电机齿轮与顶驱辅驱动装置23的输出轴连接，顶驱辅助大齿轮34的齿轮轴上固定连接有顶驱辅助小齿轮35，顶驱辅助小齿轮35与内齿轮33啮合连接，内齿轮33与钻杆短节20连接。通过这部分辅助顶驱传动结构，能根据需要选择使用通过一个电机或两个电机即顶驱主驱动装置22或顶驱辅驱动装置23来驱动内齿轮33转动，通过内齿轮33带动钻杆短节20转动，从而带动钻杆转动。通过设置两个电机能提高工作效率。

顶驱驱动装置上设有刹车装置16。刹车装置16为已知的通过控制器控制的刹车盘结构，在此不多赘述。通过刹车装置16控制起下钻的启停。

工作原理：

顶驱主驱动装置22与电机齿轮36同轴旋转，电机齿轮36与顶驱大齿轮31啮合，顶驱大齿轮31与顶驱小齿轮32同轴设置，顶驱小齿轮32与内齿轮33啮合旋转带动钻杆短节20旋转，钻杆短节20下端接钻杆，通过背钳对钻杆进行夹紧固定，完成连接钻杆上卸扣的工作。同时通过顶驱辅驱动装置23可根据负载选择性使用或作为备用，能提高工作效率，

通过液压马达28可以驱动吊环齿轮30转动，吊环齿轮30通过外齿圈31的啮合可以带动旋转吊环架29360°旋转，调整吊环21的任意角度。

本实用新型钻机用顶驱装置的特点：

通过钻井的动力引至钻具上部直接驱动钻具旋转钻井，驱动的动力可以是直流电、交流电，也可以是液压的，用顶驱替代方钻杆、转盘，可以用两根为单元钻进，而不是单根作业，减少了三分之二的工作量，提高了钻井速度，最根本的优越性是在起下钻过程中，动力始终与钻具在一起，遇阻、遇卡时，可迅速旋转钻具，接通泥浆进行划眼作业，化解钻井事故。而且通过顶驱装置提高了操作机械化程度，加上与其配套的机械化装备，可大大减轻工人劳动强度，减少操作人员。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.钻机用顶驱装置，包括用于驱动钻杆旋转的顶驱驱动装置，其特征在于：所述顶驱驱动装置通过顶驱传动机构与钻杆短节连接，所述顶驱装置的一侧设有用于调整吊环角度的吊环角度旋转装置，所述吊环角度旋转装置包括设置在顶驱装置一侧的液压马达和旋转吊环架，所述液压马达的输出轴上连接有吊环齿轮，所述旋转吊环架的外侧设有外齿圈，所述吊环齿轮与外齿圈啮合连接，所述旋转吊环架上设有用于悬挂吊卡的吊环。

2.根据权利要求1所述的钻机用顶驱装置，其特征在于：所述顶驱驱动装置包括顶驱主驱动装置和顶驱辅驱动装置，所述顶驱主驱动装置和顶驱辅驱动装置为电机或液压马达。

3.根据权利要求1或2所述的钻机用顶驱装置，其特征在于：所述顶驱传动机构包括顶驱齿轮箱，位于顶驱齿轮箱内固定设置在顶驱主驱动装置输出轴上的电机齿轮，所述电机齿轮上啮合有顶驱大齿轮，所述顶驱大齿轮的齿轮轴上固定连接有顶驱小齿轮，所述顶驱小齿轮的外侧啮合有内齿轮，所述内齿轮与钻杆短节连接，所述旋转吊环架通过轴承与顶驱齿轮箱转动连接。

4.根据权利要求3所述的钻机用顶驱装置，其特征在于：所述顶驱传动机构还包括位于顶驱齿轮箱内固定设置在顶驱辅驱动装置输出轴上的辅助电机齿轮，所述辅助电机齿轮上啮合有顶驱辅助大齿轮，所述顶驱辅助大齿轮的齿轮轴上固定连接有顶驱辅助小齿轮，所述顶驱辅助小齿轮与内齿轮啮合连接。

5.根据权利要求4所述的钻机用顶驱装置，其特征在于：所述顶驱驱动装置上设有刹车装置。