專利名稱：頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油地質(zhì)鉆探頂部驅(qū)動(dòng)鉆井設(shè)備，主要是用于在鉆桿螺紋連接和拆卸過(guò)程中夾緊鉆桿接箍的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置。
頂部驅(qū)動(dòng)鉆井是將管子上卸裝置和旋轉(zhuǎn)鉆柱的設(shè)備相接合，從井架上部直接旋轉(zhuǎn)鉆柱并沿導(dǎo)軌向下送進(jìn)的方法，它取代了轉(zhuǎn)盤和方鉆桿的鉆井系統(tǒng)，特點(diǎn)是采用立根鉆井，縮短建井周期，減少事故，降低鉆井成本，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井主要由鉆井馬達(dá)，導(dǎo)向滑輪總成，管子上卸裝置，動(dòng)力和控制裝置組成。其中管子上卸扣裝置(背鉗)起放27mm立根，在井架內(nèi)任意時(shí)候、任意高度夾緊和松開鉆桿。
國(guó)外制造頂驅(qū)設(shè)備的公司主要有美國(guó)的Varco、National-oilwell、Bowen、Triten公司，挪威的Maritime HydraulicMH公司，Varco公司主要產(chǎn)品是JDS系列型，MH公司主要產(chǎn)品是DDM500系列型，這些產(chǎn)品的頂驅(qū)背鉗均采用往復(fù)式單液缸或雙液缸夾緊鉆桿，背鉗的夾緊力恒定不變。但是，鉆桿連接上卸扣的扭矩大小是不一樣的，背鉗的夾緊力也應(yīng)該是不一樣的，恒定的夾緊力不利于保護(hù)鉆桿。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的頂驅(qū)已通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，但管子上卸裝置還不完善，背鉗出現(xiàn)打滑、磨鉗牙、磨鉆柱的現(xiàn)象，解決這個(gè)問題是頂驅(qū)的成敗關(guān)鍵。
本實(shí)用新型的目的是提供一種在鉆桿螺紋連接和拆卸過(guò)程中夾緊力可變、操作安全可靠、可防止打滑、磨鉗牙、磨鉆柱的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置包括吊架體21、馬達(dá)19、齒輪、顎板架5、鉗顎37、主鉗體6、托板3、導(dǎo)向器1及相關(guān)連接件，吊架體21通過(guò)吊桿25，與主鉗體6連接，主鉗體6內(nèi)圓上有的弧形凹面，主鉗體6內(nèi)有可旋轉(zhuǎn)的顎板架5，顎板架5的徑向槽內(nèi)安裝有沿槽移動(dòng)的鉗顎37，在鉗顎37外側(cè)有可旋轉(zhuǎn)的滾輪39，滾輪39與主鉗體6內(nèi)圓接觸。
本實(shí)用新型的目的還可這樣實(shí)現(xiàn)在顎板架5上還固定有大齒輪8，大齒輪8與小齒輪11嚙合，在小齒輪11上裝有馬達(dá)19。在顎板架5上裝有彈簧座42，彈簧座42上有復(fù)位彈簧36，復(fù)位彈簧36另一端和鉗顎37。
在鉗顎37上裝有牙板40。在主鉗體6的內(nèi)圓上有的弧形凹面上鑲嵌有坡板45。
吊架體21上裝有兩個(gè)以上的吊桿25，吊桿25另一端穿入主鉗體6孔中由支撐彈簧30和彈性擋圈34構(gòu)成軸向浮動(dòng)式連接。在吊桿25另一端穿入主鉗體6的孔中有橡膠環(huán)27和壓蓋26填封。
在主鉗體6上安裝有接近開關(guān)15，在大齒輪8與主鉗體6上的接近開關(guān)15相對(duì)位置裝有檢測(cè)堵13。
本實(shí)用新型在”緊扣“和”卸扣”過(guò)程中可以消除夾緊帶來(lái)壓力過(guò)高，密封不可靠的問題，提高頂驅(qū)背鉗夾緊鉆桿接箍的可靠性，在頂驅(qū)背鉗夾緊過(guò)程中，隨著上卸扣扭矩的增大，頂驅(qū)背鉗夾緊力相應(yīng)增大，夾緊力的大小隨上卸扣扭矩的變化而變化，采用該技術(shù)可有效地保護(hù)接箍，保證螺紋連接質(zhì)量?？墒鬼旘?qū)背鉗轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、夾緊可靠，不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，安全快捷地完成鉆桿螺紋的連接和拆卸。本實(shí)用新型有利于保護(hù)鉆具，減小鉆具變形或咬傷。
本實(shí)用新型
如下圖1為頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗整體外形圖；圖2為頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗的俯視及局部剖視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗通過(guò)安裝在吊架體21的鍵槽46的四個(gè)相同端面鍵和安裝在螺栓孔47的八個(gè)相同的螺栓與頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)的扭力筒承載扭矩的殼體相連接。吊架體21通過(guò)四個(gè)相同的圓柱銷22把四個(gè)吊桿25連接在一起，吊架體21與吊桿25一端焊接后打平，并組成一個(gè)吊架總成，四個(gè)吊桿25的另一端插入到主鉗體6的孔中，在主鉗體6的外側(cè)開有四個(gè)槽，在槽內(nèi)把彈簧上壓板29、支撐彈簧30、彈簧下壓板31穿入吊桿25的另一端，并把兩半的卡鍵32卡入吊桿25的卡鍵槽內(nèi)，用卡鍵罩33收緊卡鍵32，再用軸用彈性擋圈34把卡鍵32和卡鍵罩33固定在吊桿25上，在吊桿25插入主鉗體6的階梯孔的上端裝橡膠環(huán)27，并用壓蓋26壓緊，用螺栓23把橡膠環(huán)27和壓蓋26固定在主鉗體6上。
由馬達(dá)19提供預(yù)爬坡夾緊的動(dòng)力，本實(shí)用新型用液壓馬達(dá)，馬達(dá)19帶動(dòng)由小齒輪11和大齒輪8組成的齒輪組實(shí)現(xiàn)減速，大齒輪8通過(guò)端面鍵35帶動(dòng)顎板架5旋轉(zhuǎn)，顎板架5帶動(dòng)由鉗顎37、滾輪38、滾軸39、牙板40組成的鉗顎總成，在主鉗體6內(nèi)圓弧凹面的坡板45上滾動(dòng)，兩鉗顎總成在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，相對(duì)稱地沿顎板架5上的槽向鉆桿接箍中心作徑向運(yùn)動(dòng)，并夾緊鉆桿接箍，形成一定切徑比值的摩擦，隨著上卸扣扭矩的增大，鉆桿接箍帶動(dòng)鉗顎總成繼續(xù)爬坡即在坡板45的弧面上滾動(dòng)，并最終夾緊鉆桿接箍，所產(chǎn)生的扭矩通過(guò)主鉗體6傳給由吊架體1、圓柱銷22和吊桿25組成的吊架總成，吊架總成再把扭矩傳給頂驅(qū)系統(tǒng)主體.。
馬達(dá)19通過(guò)螺釘14固定在主鉗體6上，在馬達(dá)19的兩個(gè)油口上安裝有管接頭44和自封接頭17，以便直接和提供動(dòng)力相連接。在馬達(dá)19的輸出軸上安裝有小齒輪11，與小齒輪11相嚙合的大齒輪8通過(guò)2個(gè)端面鍵35和6個(gè)螺釘7固定在顎板架5上，端面鍵35用來(lái)傳遞扭矩，在顎板架5上用螺栓固定有四個(gè)彈簧支撐座42，四個(gè)彈簧支持座42左右對(duì)稱，四個(gè)彈簧36分別安裝在彈簧支撐座42與滾軸39之間，推動(dòng)鉗顎總成中的滾輪38永久貼緊坡板45上，四個(gè)導(dǎo)軌塊41用螺栓固定在顎板架5的槽內(nèi)，在由鉗顎37、滾輪38、滾軸39、牙板40構(gòu)成的一對(duì)鉗顎總成對(duì)稱地安裝在顎板架5的槽內(nèi)，用滾軸39把鉗顎37和滾輪38穿起來(lái)，兩塊牙板40安裝在鉗顎37弧面的燕尾槽內(nèi)，并用插銷和開口銷固定。
兩鉗顎總成的夾緊和復(fù)位動(dòng)作由接近開關(guān)15和檢測(cè)堵13實(shí)現(xiàn)，帶有螺紋的接近開關(guān)15通過(guò)螺紋安裝在主鉗體6的上部，開關(guān)護(hù)罩18通過(guò)螺釘16安裝在主鉗體6的上部，起到保護(hù)接近開關(guān)15的作用，隔離筒28通過(guò)螺釘24固定在主鉗體6的上部，密封圈12安裝在隔離筒28與大齒輪8之間，隔離筒28與密封圈12起到隔離泥漿、防止泥漿進(jìn)入齒輪組內(nèi)部的作用，在頂驅(qū)背鉗工作過(guò)程中，接近開關(guān)15和檢測(cè)堵13相對(duì)，當(dāng)接近開關(guān)15感應(yīng)到檢測(cè)堵13的存在，接近開關(guān)15發(fā)出“1”信號(hào)，頂驅(qū)背鉗的動(dòng)力系統(tǒng)就切斷，馬達(dá)19停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使一對(duì)鉗顎總成保持最大開度，當(dāng)接近開關(guān)15感應(yīng)不到檢測(cè)堵13的存在，接近開關(guān)15發(fā)出“0”信號(hào)，頂驅(qū)背鉗的動(dòng)力系統(tǒng)繼續(xù)，馬達(dá)19繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)小齒輪11、大齒輪8、顎板架5及鉗顎總成轉(zhuǎn)動(dòng)，鉗顎總成作爬坡運(yùn)動(dòng)，夾緊或松開鉆桿接箍。
托板3通過(guò)八個(gè)螺栓43固定在主鉗體6上，起到軸向固定顎板架5的作用，導(dǎo)向器1通過(guò)螺栓2固定在托板3上，起到鉆具連接時(shí)的到向作用，油杯4安裝在主鉗體6上，起到潤(rùn)滑顎板架5的作用，安裝在主鉗體6上端的一對(duì)提環(huán)20起到起吊作用。
權(quán)利要求1.一種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，包括吊架體(21)、馬達(dá)(19)、齒輪、顎板架(5)、鉗顎(37)、主鉗體(6)、托板(3)、導(dǎo)向器(1)及相關(guān)連接件，其特征在于吊架體(21)通過(guò)吊桿(25)，與主鉗體(6)連接，主鉗體(6)內(nèi)圓上有的弧形凹面，主鉗體(6)內(nèi)有可旋轉(zhuǎn)的顎板架(5)，顎板架(5)的徑向槽內(nèi)安裝有沿槽移動(dòng)的鉗顎(37)，在鉗顎(37)外側(cè)有可旋轉(zhuǎn)的滾輪(39)，滾輪(39)與主鉗體(6)內(nèi)圓接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于在顎板架(5)上還固定有大齒輪(8)，大齒輪(8)與小齒輪(11)嚙合，在小齒輪(11)上裝有馬達(dá)(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于吊架體(21)上裝有兩個(gè)以上的吊桿(25)，吊桿(25)另一端穿入主鉗體(6)孔中由支撐彈簧(30)和彈性擋圈(34)構(gòu)成軸向浮動(dòng)式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于在吊桿(25)另一端穿入主鉗體(6)的孔中有橡膠環(huán)(27)和壓蓋(26)填封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于在鉗顎(37)上裝有牙板(40)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于在顎板架(5)上裝有彈簧座(42)，彈簧座(42)上有復(fù)位彈簧(36)，復(fù)位彈簧(36)另一端和鉗顎(37)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于在主鉗體(6)的內(nèi)圓上有的弧形凹面上鑲嵌有坡板(45)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗裝置，其特征在于；在主鉗體(6)上安裝有接近開關(guān)(15)，在大齒輪(8)與主鉗體(6)上的接近開關(guān)(15)相對(duì)位置裝有檢測(cè)堵(13)。
專利摘要本實(shí)用新型石油鉆探頂部驅(qū)動(dòng)鉆井的背鉗,包括吊架體21、顎板架5、鉗顎37、主鉗體6及相關(guān)連接件,吊架體21通過(guò)吊桿25,與主鉗體6連接,主鉗體6內(nèi)圓上有的弧形凹面,主鉗體6內(nèi)有可旋轉(zhuǎn)的顎板架5,顎板架5的徑向槽內(nèi)安裝有沿槽移動(dòng)的鉗顎37,在鉗顎37外側(cè)有可旋轉(zhuǎn)的滾輪39,滾輪39與主鉗體6內(nèi)圓接觸。本實(shí)用新型可消除液缸夾緊帶來(lái)壓力過(guò)高,密封不好的問題,提高夾緊的可靠性,夾緊力的大小可隨上卸扣扭矩的變化,可有效地保護(hù)接箍,保證螺紋連接質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21B19/16GK2399506SQ9924194
公開日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1999年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月20日
發(fā)明者康曉雷, 袁紅斌, 桑路 申請(qǐng)人:大港油田集團(tuán)鉆采工藝研究院