CN201078185Y - 钻机顶驱双承载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻机顶驱双承载装置。本实用新型属于石油钻井器具技术领域。钻机顶驱双承载装置，包括吊卡、吊环，吊卡悬挂于吊环，其特征是：吊卡悬挂于双吊环下端，吊环上端悬挂于旋转头，旋转头套在承载法兰轴的外径上，并由止推轴承和承载环轴向定位，承载法兰轴安装在齿轮箱的底部。本实用新型具有结构简单、设备维修时间少、工作寿命长、能极大提高钻井作业工作效率、改善作业环境、提高作业安全性等优点。

Description

钻机顶驱双承载装置

技术领域

本实用新型属于石油钻井器具技术领域，特别是涉及一种钻机顶驱双承载装置。

背景技术

目前，顶部驱动系统(简称顶驱)替代了传统的转盘/方钻杆的作业方式，极大地提高了石油天然气钻井的作业效率和作业安全性，是目前高标准和高难度石油天然气钻井作业必备的装备。

现有的顶驱采用单承载途径结构。当顶驱在钻进及倒划眼作业中，井下钻具直接和顶驱主轴连接，包括钻具的重量及其和井壁间的摩擦力的轴向载荷经主轴传递至顶驱齿轮箱；当顶驱在起下钻作业中，包括钻具的重量及其和井壁间的摩擦力的轴向载荷经吊卡、吊环，传递到旋转头，然后通过安装于顶驱主轴上的承载环将上述载荷传递至顶驱主轴，最终到顶驱齿轮箱。由于旋转头在未承受井下钻具载荷时，需要相对于顶驱主轴自由旋转，要求旋转头和承载环在此时是分离的，即旋转头悬浮于承载环上。旋转头的悬浮设计有两种方式：一是液压悬浮，另一种是叠簧、弹簧悬浮方式。上述结构设计存在以下不足之处：在主轴上安装大载荷的承载环，需要在主轴外径上开剪切定位槽，会产生应力集中，降低主轴承载能力，增加主轴断裂导致钻井重大事故的风险；采用液压悬浮设计的旋转头，在顶驱起下钻作业时，由于钻具载荷高达数百吨，极易在旋转头的液压悬浮油腔内形成液压冲击，击穿旋转头密封，导致顶驱管子处理器装置失效和大面积漏油，带来长时间停钻和大工作量的顶驱维修；采用叠簧或弹簧悬浮设计的旋转头同样由于上述载荷原因，叠簧和弹簧的工作寿命较短，也易造成长时间停钻和大工作量的维修等问题。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题，而提供了一种钻机顶驱双承载装置。

本实用新型的目的是提供一种具有结构简单、设备维修时间少、工作寿命长、能极大提高钻井作业工作效率、改善作业环境、提高作业安全性等优点的钻机顶驱双承载装置。

本实用新型采取如下技术方案：

钻机顶驱双承载装置，包括吊卡、吊环，吊卡悬挂于吊环，其特征是：吊卡悬挂于双吊环下端，吊环上端悬挂于旋转头，旋转头套在承载法兰轴的外径上，并由止推轴承和承载环轴向定位，承载法兰轴安装在齿轮箱的底部。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述的钻机顶驱双承载装置，其特点是：主止推轴承安装在承载法兰轴的上端面，主轴的台肩座在主止推轴承上，并从主止推轴承和承载法兰轴的内径穿过。

所述的钻机顶驱双承载装置，其特点是：旋转头套装在承载法兰轴的外径上，止推轴承和承载环安装在承载法兰轴的下端外径上。

所述的钻机顶驱双承载装置，其特点是：吊卡悬挂于双吊环下端的耳孔内，吊环上端耳孔悬挂在旋转头的挂耳上。

本实用新型具有的优点和积极效果：

钻机顶驱双承载装置采用了本实用新型全新的技术方案，顶驱主轴上不须安装承载环，没有剪切槽，主轴承载能力更强，降低了钻井作业重大事故风险；由于旋转头采用了止推法兰，而不需其它液压悬浮或弹簧悬浮，保证了旋转头在起下钻时能承受瞬时大载荷，避免了因旋转头损坏而造成的长时间停钻和大工作量的维修；同时，顶驱起下钻时产生的较大的瞬间冲击载荷由承载法兰轴直接传递给了齿轮箱箱底，有利于延长主止推轴承的工作寿命。综上所述，本实用新型具有结构设计合理、工作寿命长，能较大地提高顶驱在石油钻井作业中的工作效率、减少设备维修时间和费用、改善作业环境、提高作业安全性等优点。

附图说明

图1是本实用新型钻机顶驱双承载装置结构示意图；

图1是钻机顶驱双承载装置局部剖面结构放大示意图。

图中，1-吊卡、2-吊环、3-旋转头、4-承载法兰轴、5-止推轴承、6-承载环、7-齿轮箱、8-主止推轴承、9-主轴。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1和图2。

实施例1

本实用新型双承载途径顶驱结构主要由吊卡1、吊环2、旋转头3、承载法兰轴4、止推轴承5、承载环6、齿轮箱7、主止推轴承8、主轴9组成。吊卡1悬挂于吊环2下端的耳孔内，吊环2上端耳孔悬挂在旋转头3的挂耳上，旋转头3套在承载法兰轴4的外径上，并由止推轴承5和承载环6在轴向定位，承载法兰轴4安装在齿轮箱7的底部，主止推轴承8安装在止推法兰轴4的上端面，主轴9的台肩座在主止推轴承8上，并从主止推轴承8和承载法兰轴4的内径穿过。当主轴受轴向拉载时，主止推轴承和承载法兰轴上端法兰受压，轴向载荷传递到齿轮箱底部；当旋转头受到拉载时，止推轴承受压，通过承载环，承载法兰轴受拉，将轴向载荷直接传递到齿轮箱底部。

钻机顶驱双承载装置动作原理：在顶驱下钻及倒划眼作业时，包括钻具的重量及其和井壁间的摩擦力的轴向载荷经主轴、主止推轴承、承载法兰轴上端法兰，传递至顶驱齿轮箱底部；在顶驱进行起下钻作业时，包括钻具的重量及其和井壁间的摩擦力的轴向载荷经吊卡、吊环、旋转头、止推轴承、承载法兰轴上端法兰，传递至顶驱齿轮箱底部。顶驱在两种不同作业工况下，采用上述不同的载荷途径。本实用新型结构设计合理、工作寿命长，能较大地提高顶驱在石油钻井作业中的工作效率、减少设备维修时间和费用、改善作业环境、提高了作业安全性等。

Claims (4)

1.一种钻机顶驱双承载装置，包括吊卡、吊环，吊卡悬挂于吊环，其特征是：吊卡(1)悬挂于双吊环(2)下端，吊环(2)上端悬挂于旋转头(3)，旋转头(3)套在承载法兰轴(4)的外径上，并由止推轴承(5)和承载环(6)轴向定位，承载法兰轴(4)安装在齿轮箱(7)的底部。

2.根据权利要求1所述的钻机顶驱双承载装置，其特征是：主止推轴承(8)安装在承载法兰轴(4)的上端面，主轴(9)的台肩座在主止推轴承(8)上，并从主止推轴承(8)和承载法兰轴(4)的内径穿过。

3.根据权利要求1所述的钻机顶驱双承载装置，其特征是：止推轴承(5)和承载环(6)安装在承载法兰轴(4)的下端外径上。

4.根据权利要求1所述的钻机顶驱双承载装置，其特征是：吊卡(1)悬挂于双吊环(2)下端的耳孔内，吊环(2)上端耳孔悬挂在旋转头(3)的挂耳上。

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