CN219528915U - 一种油田用液压顶驱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田用液压顶驱装置，属于石油及天然气钻、修井设备领域，包括冲管总成，冲管总成的上端连接有鹅颈管总成，鹅颈管总成的内部设置有堵头，鹅颈管总成用于连接水龙带，冲管总成的下端连接有中心管，中心管外部设置有内曲线液压马达总成，中心管和内曲线液压马达总成通过花键或锁紧方式连接，中心管下端设置有连接螺纹，中心管通过连接螺纹与钻杆连接，内曲线液压马达总成用于驱动中心管转动，本实用新型采用直驱的形式代替目前普遍使用的高速液压马达与减速装置组合的形式，减化了结构，提高了可靠性且使得装置动载荷与静载荷指标的近似相等，提高了工作效率的同时减小了装置的体积。

Description

一种油田用液压顶驱装置

技术领域

本实用新型涉及石油及天然气钻、修井设备领域，特别涉及一种油田用液压顶驱装置。

背景技术

在钻、修井作业过程中，使用传统的液压顶驱装置是在冲管下方设置中心管，中心管连接有钻杆，冲管通过鹅颈管连接水龙带，由泵向钻杆中注入循环压井液，高速液压马达通过减速机驱动中心管转动为钻杆提供旋转动力，实现钻进。

现有技术公告号为CN201943572U的实用新型专利提供了一种动力水龙头，由水龙头、动力装置构成，水龙头、动力装置具有共同的壳体，两个柱塞液压马达上下相对分别立式安装在壳体上，两个柱塞液压马达的输出轴分别与输入轴两端连接，输入轴为齿轮轴，中间轴上安装有一被动齿轮和一主动齿轮，输入轴的齿轮与中间轴上的被动齿轮啮合形成一级减速，中间轴上的主动齿轮与中心管上齿轮啮合驱动中心管，该技术方案在目前的实际生产中依然沿用，其设置的动力装置虽然可以为中心杆提供动力，但是由于设置了减速装置，这就造成了装置体积庞大，不便于操作，这种装置结构形式决定了装置的强度弱点在减速机部分，使得装置动载荷指标只能取静载荷指标的50％左右，造成了极大的浪费。实际生产中经常发生减速装置中的齿轮轴断裂损坏事故，影响了工程进度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种油田用液压顶驱装置，解决传统顶驱装置动静载荷相差较大，工作效率低，设备体积大的问题。

针对上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种油田用液压顶驱装置，包括冲管总成，所述冲管总成的上端连接有鹅颈管总成，所述鹅颈管总成的内部设置有堵头，鹅颈管总成用于连接水龙带，所述冲管总成的下端连接有中心管，所述中心管外部设置有内曲线液压马达总成，所述中心管和内曲线液压马达总成通过花键或锁紧方式连接，所述中心管下端设置有连接螺纹，所述中心管通过连接螺纹与钻杆连接，所述内曲线液压马达总成用于驱动中心管转动。

进一步的，所述内曲线液压马达总成由低速大扭矩变速液压马达与变排量阀组成。由于在常规钻、修井过程中，需要装置输出大扭矩的工况不多(＜10％工作时间)，而选用设备是则是按最大工况扭矩、载荷指标来选，对于现有的液压顶驱装置结构，只能采用定量液压马达，这就造成了很大的浪费，内曲线液压马达总成在常规的钻、修井作业过程中设定为小扭矩，此时转速较大，效率高，当遭遇坚硬岩层或堵塞时，在变排量阀的作用下内曲线液压马达总成变为大扭矩状态，此时转速较低，能提供更大的扭矩，克服恶劣工况后，又转换为大转速小扭矩状态。

我们在传统的减速液压马达结构驱动形式下，为了实现既要转速高又要扭矩大的效果，与其连接的泵、发动机、减速机等结构需要按照液压马达排量最大的工作情况进行配置，这就造成整个装置体积大，成本高，因在钻、修井过程中需要将顶驱装置吊起进行钻井作业，体积大的情况下会大大增加施工难度，为解决现有技术中变速液压马达存在的上述问题，本实用新型采用内曲线液压马达，优点是低速大扭矩在体积不变的情况下，通过控制不同的柱塞工作，实现变排量，且不因排量的增大导致体积的增大，换句话说，在体积不变的情况下实现了排量的变化，因此，不会对顶驱装置的使用过程造成困难，有效解决了上述现有技术中存在的问题，只需按照小排量工况配置泵和发动机等部件，降低了使用成本。

进一步的，所述内曲线液压马达总成通过螺栓与上盖连接，所述中心管上安装有内曲线液压马达总成的轴段上方与上盖之间设置有第一扶正轴承，所述内曲线液压马达总成上设置有进油管A、进油管C和回油管，所述上盖上插设有承力销，所述承力销上通过固定销连接有反扭力臂总成，所述反扭力臂总成长度可伸缩变化，所述反扭力臂总成上设置有穿绳孔。

反扭力臂总成是为了平衡马达的旋转扭矩而设置，它是沿着在井架上设置的绳道(由穿过扭力臂绳孔的钢丝绳一端固定在井架上部，另一端固定在井架底部，形成索道)，可随着钻、修井作业上下移动。

进一步的，所述中心管与上盖之间设置有密封板，所述冲管总成与中心管之间设置有密封盘根，所述冲管总成和中心管外部套设有用于压紧密封盘根的压帽，所述压帽与中心管通过螺纹连接。

进一步的，所述上盖上通过螺栓安装有支架，所述支架上通过螺栓固定安装有鹅颈管总成和套管，所述鹅颈管总成、套管、冲管总成互相同轴，所述套管与冲管总成通过冲管固定螺钉固定连接，所述套管与鹅颈管总成、套管与冲管总成之间均设置有密封圈。

进一步的，所述内曲线液压马达总成的下端通过螺栓连接有轴承座，所述中心管上安装有内曲线液压马达总成的轴段下方与轴承座之间安装有推力轴承，所述轴承座的下端设置有下端盖，所述下端盖与中心管之间设置有油封，所述轴承座与中心管之间设置有第二扶正轴承，在密封板与油封之间的空腔内充满了润滑油，密封板上设置有用于注入润滑油的加注口。

进一步的，所述承力销上设置有用于将该顶驱装置吊起的提环。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：(1)本实用新型通过使用大扭矩、低转速的液压马达代替实际生产中使用的高速液压马达与减速装置的组合形式，减化了结构，提高了可靠性且使得装置动载荷与静载荷指标的近似相等，提高工作效率的同时减小了装置的体积；(2)本实用新型设置的内曲线液压马达总成通过结构上改进实现可进行速度调节的效果，实际生产中从未出现过类似的顶驱装置，相比之下本实用新型的技术方案能够适应不同的使用需求，使得本装置的适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型一种油田用液压顶驱装置一个实施例的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大示意图。

图3为图1中B处的局部放大示意图。

图4为图1去掉提环后的另一角度剖视图。

附图说明：1-提环；2-堵头；3-鹅颈管总成；4-支架；5-螺栓；6-密封圈；7-套管；8-冲管总成；9-冲管固定螺钉；10-穿绳孔；11-反扭力臂总成；12-固定销；13-上盖；14-第一扶正轴承；15-内曲线液压马达总成；16-进油管A；17-进油管C；18-回油管；19-轴承座；20-推力轴承；21-第二扶正轴承；22-中心管；23-连接螺纹；24-下端盖；25-油封；26-花键；27-承力销；28-压帽；29-密封盘根；30-密封板；31-变排量阀；32-加注口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

实施例：参考图1-图3，一种油田用液压顶驱装置，包括冲管总成8，冲管总成8的上端连接有鹅颈管总成3，鹅颈管总成3的内部设置有堵头2，鹅颈管总成3用于连接水龙带，冲管总成8的下端连接有中心管22，中心管22外部设置有内曲线液压马达总成15，中心管22和内曲线液压马达总成15通过花键26或锁紧方式连接，中心管22下端设置有连接螺纹23，中心管22通过连接螺纹23与钻杆连接，内曲线液压马达总成15用于驱动中心管22转动。

本实施例中内曲线液压马达总成15采用径向柱塞低速大扭矩变速液压马达，内曲线液压马达总成15由低速大扭矩变速液压马达与变排量阀组成，内曲线液压马达总成15在常规的钻井过程中设定为小功率，此时转速较大，当遭遇坚硬岩层或堵塞时，在变排量阀31的作用下内曲线液压马达总成15变为大功率，此时转速较小，提供的扭矩更大，克服恶劣工况后，转换为大转速小扭矩状态，本实施例的技术方案通过设置该变速液压马达实现适应不同工况的效果。

内曲线液压马达总成15通过螺栓与上盖13连接，中心管22上安装有内曲线液压马达总成15的轴段上方与上盖13之间设置有第一扶正轴承14，内曲线液压马达总成15上设置有进油管A16、进油管C17和回油管18，上盖13上插设有承力销27，承力销27上通过固定销12连接有反扭力臂总成11，反扭力臂总成11上设置有穿绳孔10。

中心管22与上盖13之间设置有密封板30，冲管总成8与中心管22之间设置有密封盘根29，冲管总成8和中心管22外部套设有用于压紧密封盘根29的压帽28，压帽28与中心管22通过螺纹连接。

上盖13上通过螺栓安装有支架4，支架4上通过螺栓5固定安装有鹅颈管总成3和套管7，鹅颈管总成3、套管7、冲管总成8互相同轴，套管7与冲管总成8通过冲管固定螺钉9固定连接，套管7与鹅颈管总成3、套管7与冲管总成8之间均设置有密封圈6。

内曲线液压马达总成15的下端通过螺栓连接有轴承座19，中心管22上安装有内曲线液压马达总成15的轴段下方与轴承座19之间安装有推力轴承20，轴承座19的下端设置有下端盖24，下端盖24与中心管22之间设置有油封25，轴承座19与中心管22之间设置有第二扶正轴承21，在密封板30与油封25之间的空腔内充满了润滑油，密封板30上设置有用于注入润滑油的加注口32。

承力销27上设置有用于将该顶驱装置吊起的提环1。

本实用新型公开的一种油田用液压顶驱装置的工作原理为：使用时通过提环1将装置吊起，承力销27上安装的反扭力臂总成11用于实现工作过程中对装置转动的限制，鹅颈管总成3连接有水龙带，中心管22底部连接有钻杆，内曲线液压马达总成15通过液压系统驱动，启动内曲线液压马达总成15，内曲线液压马达总成15驱动中心管22转动，中心管22带动钻杆转动，同时中心管22与冲管总成8相对转动，水龙带中的钻井液通过鹅颈管总成3、冲管总成8、中心管22注入到钻杆中，将钻井过程中产生的泥沙带出。

Claims (7)

1.一种油田用液压顶驱装置，包括冲管总成(8)，所述冲管总成(8)的上端连接有鹅颈管总成(3)，所述鹅颈管总成(3)的内部设置有堵头(2)，鹅颈管总成(3)用于连接水龙带，所述冲管总成(8)的下端连接有中心管(22)，其特征在于：所述中心管(22)外部设置有内曲线液压马达总成(15)，所述中心管(22)和内曲线液压马达总成(15)通过花键(26)或锁紧方式连接，所述中心管(22)下端设置有连接螺纹(23)，所述中心管(22)通过连接螺纹(23)与钻杆连接，所述内曲线液压马达总成(15)用于驱动中心管(22)转动。

2.根据权利要求1所述一种油田用液压顶驱装置，其特征在于：所述内曲线液压马达总成(15)采用低速大扭矩变速液压马达，内曲线液压马达总成(15)还包括变排量阀(31)。

3.根据权利要求1所述一种油田用液压顶驱装置，其特征在于：所述内曲线液压马达总成(15)通过螺栓与上盖(13)连接，所述中心管(22)上安装有内曲线液压马达总成(15)的轴段上方与上盖(13)之间设置有第一扶正轴承(14)，所述内曲线液压马达总成(15)上设置有进油管A(16)、进油管C(17)和回油管(18)，所述上盖(13)上插设有承力销(27)，所述承力销(27)上通过固定销(12)连接有反扭力臂总成(11)，所述反扭力臂总成(11)上设置有穿绳孔(10)。

4.根据权利要求1所述一种油田用液压顶驱装置，其特征在于：所述中心管(22)与上盖(13)之间设置有密封板(30)，所述冲管总成(8)与中心管(22)之间设置有密封盘根(29)，所述冲管总成(8)和中心管(22)外部套设有用于压紧密封盘根(29)的压帽(28)，所述压帽(28)与中心管(22)通过螺纹连接。

5.根据权利要求3所述一种油田用液压顶驱装置，其特征在于：所述上盖(13)上通过螺栓安装有支架(4)，所述支架(4)上通过螺栓(5)固定安装有鹅颈管总成(3)和套管(7)，所述鹅颈管总成(3)、套管(7)、冲管总成(8)互相同轴，所述套管(7)与冲管总成(8)通过冲管固定螺钉(9)固定连接，所述套管(7)与鹅颈管总成(3)、套管(7)与冲管总成(8)之间均设置有密封圈(6)。

6.根据权利要求3所述一种油田用液压顶驱装置，其特征在于：所述内曲线液压马达总成(15)的下端通过螺栓连接有轴承座(19)，所述中心管(22)上安装有内曲线液压马达总成(15)的轴段下方与轴承座(19)之间安装有推力轴承(20)，所述轴承座(19)的下端设置有下端盖(24)，所述下端盖(24)与中心管(22)之间设置有油封(25)，所述轴承座(19)与中心管(22)之间设置有第二扶正轴承(21)，在密封板(30)与油封(25)之间的空腔内充满了润滑油，密封板(30)上设置有用于注入润滑油的加注口(32)。

7.根据权利要求3所述一种油田用液压顶驱装置，其特征在于：所述承力销(27)上设置有用于将该顶驱装置吊起的提环(1)。