一种钻机用顶部驱动钻井装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种钻机用顶部驱动钻井装置，包括上端通过游车吊运的平衡机构，固定于平衡机构下方的传动动力箱，传动动力箱为穿设于其中的中心管提供动力，所述中心管向下延伸穿过旋转头总成后与转换接头相连，转换接头穿过连接于旋转头总成下方的双扭矩梁背钳装置后与钻杆相接，平衡机构包括能够将顶驱本体提起的油缸，双扭矩梁背钳装置包括能够卡住钻杆的背钳体，如此设计可以满足大深度钻探时的大功率，大扭矩，高可靠性需求，而且在对钻杆进行脱扣时，能够在脱扣时提起顶驱，不会因为顶驱重量压在钻杆丝扣上导致损坏。

A Top Driving Drilling Device for Drilling Rig

The utility model discloses a top drive drilling device for a drilling rig, which comprises a balancing mechanism lifted by a cruise car at the upper end, a transmission power box fixed below the balancing mechanism, and a transmission power box providing power for a central pipe penetrated therein. The central pipe extends downward through the rotary head assembly and is connected with the conversion joint, and the conversion joint penetrates under the rotary head assembly. The double torque beam back clamp device is connected with the drill pipe. The balancing mechanism includes an oil cylinder capable of lifting the top drive body. The double torque beam back clamp device includes a back clamp body capable of clamping the drill pipe. This design can meet the requirements of high power, high torque and high reliability in deep drilling. When the drill pipe is released, the top drive can be lifted without the weight of the top drive. Damage caused by pressure on drill pipe threads.

【技术实现步骤摘要】
一种钻机用顶部驱动钻井装置
本技术涉及石油天然气钻探设备
，尤其涉及一种钻机用顶部驱动钻井装置。
技术介绍
近年来，油气资源的开发已从内陆转向海洋，浅海转向深海，海洋钻井中顶驱装置有着至关重要的作用，尤其是深海钻探时用的大功率、大承载力、大扭矩、高可靠性的顶驱装置仍然依赖国外进口，很大程度上制约了我国海洋石油天然气的勘探开发。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种新型的钻机用顶部驱动钻井装置，其能够满足大钻井深度下钻机顶驱装置需要的大载荷、大功率、大扭矩和高可靠性的能力，本技术通过如下方式解决该技术问题：一种钻机用顶部驱动钻井装置，包括上端通过游车吊运的平衡机构，固定于平衡机构下方的传动动力箱，传动动力箱为穿设于其中的中心管提供动力，所述中心管向下延伸穿过旋转头总成后和转换接头相连，转换接头穿过连接于旋转头总成下方的双扭矩梁背钳装置后与钻杆相接，其特征在于：所述游车包括通过吊索吊起的滑轮，所述滑轮两侧设有侧板，所述侧板底部设有安装座，还包括设于安装座上的承载提环，所述承载提环顶部设有腰孔，安装座上设有穿在腰孔中的销轴从而将承载提环连接在安装座上，所述腰孔与销轴间留有间隙，所述平衡机构包括设于侧板上的卸扣，与卸扣相接的平衡油缸，平衡油缸与固定在承载提环上的固定套相接，所述双扭矩梁背钳装置包括两根并列布置且与旋转头总成相接的反扭矩梁，能够在两根反扭矩梁间滑动的背钳体以及固定在反扭矩梁上用于驱动背钳体上下滑动的提升油缸，背钳体上设有供钻杆穿过的开孔，开孔内设有能够卡住钻杆的油缸和钳牙。作为本技术的一种优选实施方案，所述承载提环共有两根且并列铰接在安装座上，卸扣共设有四个，分别对应安装在每一块侧板的边缘两端，卸扣分别和与之相对应的与四个平衡油缸相接，平衡油缸分设于固定套的两端，且与固定套间斜向连接构成一个三角形的结构，提高了整体的承载能力。作为本技术的一种优选实施方案，所述传动动力箱包括箱体，贯穿箱体的中心管，设于箱体顶部两侧的电机，电机通过传动装置传输动力给中心管，所述中心管中间设有泥浆通道，中心管与安置在箱体顶部的冲管盘根装置相连。作为本技术的一种优选实施方案，所述箱体顶部设有与承载提环底部吊口相匹配的两组吊耳，吊耳与承载提环间通过提环销轴连接。作为本技术的一种优选实施方案，所述水平伸缩移动机构由导向滑车、上支撑臂、下支撑臂和支架组成，导向滑车与钻机井架所属导轨配合，上支撑臂和下支撑臂各两个，通过销轴分别与导向滑车和支架联接，使导向滑车与支架相联形成平行四边形，所述支架与传动动力箱的箱体连接。作为本技术的一种优选实施方案，所述旋转头总成包括套设在中心管外的悬挂体，设于悬挂体上方的马达与齿轮，所述悬挂体能够在马达与齿轮的驱动下进行偏转，所述中心管穿过所述悬挂体后与转换接头相接，悬挂体还内设有套设在所述中心管上的推力轴承和着陆套。作为本技术的一种优选实施方案，所述悬挂体两侧设有吊扣，吊环固定在所述吊扣内，所述悬挂体上还设有能够偏转所述吊环的倾斜系统。作为本技术的一种优选实施方案，所述吊环竖直向下延伸至所述双扭矩梁背钳装置下方，所述吊环底端安装有吊卡，所述吊卡上设有供钻杆穿过的通孔。本技术的钻井装置能够克服12000米钻探中带来的钻探深度大以及钻探地形复杂问题，将钻探深度提高了一个新的高度。附图说明以下结合附图来对本技术进行进一步说明：图1为本技术的整体视图；图2为本技术中游车以及平衡机构的示意图；图3为本技术中水平伸缩移动机构的示意图；图4为本技术中传动动力箱的示意图；图5为本技术中旋转头总成的示意图；图6为本技术中倾斜系统的示意图；图7为本技术中双扭矩梁背钳装置的示意图；其中：100-平衡机构，200-水平伸缩移动机构，300-冲管盘根装置，400-传动动力箱，500-旋转头总成，600-倾斜系统，700-双扭矩梁背钳装置，800-中心管，900-转换接头，101-承载提环，102-平衡油缸，103-卸扣，201-导向滑车，202-上支撑臂，203-下支撑臂，204-支架，401-电机，402-轴突，403-吊耳，404-下箱体，405-上箱体，501-着陆套，502-推力轴承，503-悬挂体，504-马达，505-齿轮，601-倾斜油缸，602-摆架，603-吊环，604-连杆，701-提升油缸，702-反扭矩梁，703-背钳体，704-固定轴。具体实施方式以下通过具体实施方式对本技术进行进一步阐述：如图1所示，一种钻机用顶部驱动钻井装置，包括上端通过游车吊运的平衡机构100，固定于平衡机构100下方的传动动力箱400，该传动动力箱400固定在位于其一侧的水平伸缩移动机构200上，传动动力箱400为穿设于传动动力箱400中的中心管800提供动力，传动动力箱400顶部设有冲管盘根装置300，能够在固定中心管800的同时保证中心管800的自由旋转，中心管800竖直向下延伸，穿过用于将旋转头载荷承加在中心管800上的旋转头总成500后与转换接头900相连，转换接头900穿过用于承受钻头反扭矩的双扭矩梁背钳装置700后与钻杆相接，通过中心管800驱动钻杆进行钻探。如图2所示，该游车包括与吊索相接的滑轮，滑轮两侧安装有侧板，侧板底部固定有安装座，承载提环101设于安装座上，承载提环101顶部设有腰孔，安装座上设有穿在腰孔中的销轴从而将承载提环101连接在安装座上，平衡机构100包括设于侧板上的卸扣103，与卸扣103通过链条相接的平衡油缸102，平衡油缸102与固定在承载提环101上的固定套相接，在本技术中，承载提环101共有两根且并列铰接在安装座上，每根承载提环101均对应设于侧板的正下方，卸扣103共设有四个，分别对应安装在每一块侧板的边缘两端，卸扣103和与之相对应的与四个平衡油缸102相接，平衡油缸102与固定套间斜向连接，从而形成一个三角形的结构，结构稳固牢靠，当需要脱扣时，平衡油缸102拉动承载提环101，由于承载提环101顶部的腰孔与销轴间还存在一定残余间隙，平衡油缸102将拉动承载提环101升起，为顶驱本体提供了一个拉力以起到协助脱扣的效果。如图4所示，该传动动力箱400采用如下结构，其包括箱体，贯穿箱体的中心管800，设于箱体顶部两侧的电机401，电机401的动力通过传动装置传输给中心管800，该中心管800为空心，空心管中设有泥浆通道，空心管顶部与冲管盘根装置300相连，冲管盘根装置300与空心管中的泥浆通道相连，起到动，静密封的转换且在从泥浆通道中抽取泥浆时候不会导致泥浆外泄，箱体分为上箱体405、下箱体404两部分，上箱体405、下箱体404配合面位于箱体中间水平面以下，增强上箱体405强度以满足更高的承受能力。该箱体顶部设有与承载提环101底部吊口相匹配的两组吊耳403，吊耳403与承载提环101间通过提环销轴连接，提环吊于箱体顶部的中间位置从而使其能够保持平衡。如图3所示，该水平伸缩移动机构200由导向滑车201、上支撑臂202、下支撑臂203和支架204组成，导向滑车201与钻机井架所属导轨配合，在顶驱上、下运动时起导向和传递顶驱反扭矩作用，保持箱体与支架204相对固定，上支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻机用顶部驱动钻井装置，包括上端通过游车吊运的平衡机构(100)，固定于平衡机构(100)下方的传动动力箱(400)，传动动力箱(400)为穿设于其中的中心管(800)提供动力，所述中心管(800)向下延伸穿过旋转头总成(500)后与转换接头(900)相连，转换接头(900)穿过连接于旋转头总成(500)下方的双扭矩梁背钳装置(700)后与钻杆相接，其特征在于：所述游车包括通过吊索吊起的滑轮，设于滑轮两侧的侧板，设于侧板底部的安装座，设于安装座上的承载提环(101)，所述承载提环(101)顶部设有腰孔，安装座上设有穿在腰孔中的销轴从而将承载提环(101)连接在安装座上，所述腰孔与销轴间留有间隙，所述平衡机构(100)包括设于侧板上的卸扣(103)，与卸扣(103)相接的平衡油缸(102)，平衡油缸(102)与固定在承载提环(101)上的固定套相接，所述双扭矩梁背钳装置(700)包括两根并列布置且与旋转头总成(500)相接的反扭矩梁(702)，能够在两根反扭矩梁(702)之间滑动的背钳体(703)以及固定在反扭矩梁(702)上用于驱动背钳体上下滑动的提升油缸(701)，背钳体(703)上设有供转换接头(900)穿过的开孔，开孔内设有能够卡住转换接头(900)的油缸和钳牙。...

【技术特征摘要】
1.一种钻机用顶部驱动钻井装置，包括上端通过游车吊运的平衡机构(100)，固定于平衡机构(100)下方的传动动力箱(400)，传动动力箱(400)为穿设于其中的中心管(800)提供动力，所述中心管(800)向下延伸穿过旋转头总成(500)后与转换接头(900)相连，转换接头(900)穿过连接于旋转头总成(500)下方的双扭矩梁背钳装置(700)后与钻杆相接，其特征在于：所述游车包括通过吊索吊起的滑轮，设于滑轮两侧的侧板，设于侧板底部的安装座，设于安装座上的承载提环(101)，所述承载提环(101)顶部设有腰孔，安装座上设有穿在腰孔中的销轴从而将承载提环(101)连接在安装座上，所述腰孔与销轴间留有间隙，所述平衡机构(100)包括设于侧板上的卸扣(103)，与卸扣(103)相接的平衡油缸(102)，平衡油缸(102)与固定在承载提环(101)上的固定套相接，所述双扭矩梁背钳装置(700)包括两根并列布置且与旋转头总成(500)相接的反扭矩梁(702)，能够在两根反扭矩梁(702)之间滑动的背钳体(703)以及固定在反扭矩梁(702)上用于驱动背钳体上下滑动的提升油缸(701)，背钳体(703)上设有供转换接头(900)穿过的开孔，开孔内设有能够卡住转换接头(900)的油缸和钳牙。2.按照权利要求1所述的钻机用顶部驱动钻井装置，其特征在于：所述承载提环(101)共有两根且并列铰接在安装座上，卸扣(103)共设有四个，分别对应安装在每一块侧板的边缘两端，卸扣(103)分别和与之相对应的与四个平衡油缸(102)相接，平衡油缸(102)分设于固定套的两端，且与固定套间斜向连接构成一个三角结构。3.按照权利要求1所述的钻机用顶部驱动钻井装置，其特征在于：所述传动动力箱(400)包括箱体，贯穿箱体的中心管(800)，设于箱体顶部两侧的电机(401)，电机(401)通过传动装置传输动力给中心管(800)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，孙茂，赵宇，潘友峰，张媛，武战利，
申请(专利权)人：上海兰石重工机械有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31