一种顶驱内防喷器开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种顶驱内防喷器开关装置，包括内防喷器，所述内防喷器上设有开关球阀，还包括用于通断所述内防喷器上所述开关球阀的关断总成，所述关断总成可拆卸地套设连接于所述内防喷器的外侧。关断总成与内防喷器可拆卸地安装在一起，不需要在顶驱设计之初就预留安装位置，安装更加方便。

【技术实现步骤摘要】
一种顶驱内防喷器开关装置
本专利技术涉及石油钻探领域，特别是一种顶驱内防喷器开关装置。
技术介绍
钻井新技术正在快速发展并应用于各种复杂地层，为了安全优质钻井，防止井喷和井涌等事故的发生，必须把井控技术作为研究和发展的重要内容。顶驱内防喷器作为钻井系统中重要的内防喷工具，在钻井作业中，其性能优劣及工作可靠性直接影响着井场人员和财产的安全。顶驱内防喷器分为上内防喷器和下内防喷器，上、下内防喷器结构与方钻杆旋塞阀的结构基本相同。其中，上内防喷器通过液压执行机构驱动，也称为自动内防喷器，由司钻通过顶驱控制箱操作启闭；下内防喷器为手动内防喷器，通过考克扳手手动驱动旋钮启闭。在井控过程中，需要首先关闭上部自动内防喷器。顶驱内防喷器的可靠性研究，除了旋塞阀本体可靠性提高外，驱动装置稳定性和可靠性的也至关重要。目前实现顶驱内防喷器的关断及开启有如下技术：一种技术为：顶驱内防喷器开关装置中通过驱动齿轮齿条机构实现顶驱自动内防喷器的启闭。其中，驱动齿轮与内防喷器本体旋钮连杆连接，驱动内防喷器阀芯球转动,齿条既作为驱动齿条，又作为驱动液压缸缸杆，通过端部压力油源驱动齿轮转动实现内防喷器启闭，结构紧凑、体积小、驱动扭矩大。该技术存在以下缺点：1、齿条驱动阀芯球时要承受侧向力；2、齿轮作为液压缸杆，对液压缸的密封圈寿命有较大影响。另外一种技术为：通过齿轮齿条机构驱动内防喷器启闭，液压缸外置。液压缸的缸体与上驱动套连接，活塞杆与下驱动套连接，上、下驱动套上分别加工有齿条。工作过程中将液压缸的作用力转化为齿轮的旋转扭矩驱动内防喷器开启、闭合，上、下驱动套均要移动。上、下驱动套内部装配有轴承，液压缸通过壳体固定在顶驱背钳上，主轴转动时驱动套随主轴转动。齿轮齿条机构双液压缸驱动时同步性好，传递扭矩大。该技术存在以下缺点：1.采用的齿轮直接用压板接触，从而限制齿轮向外脱出的趋势，齿条上下运动的同时摩擦压板，压板及齿轮磨损较快；2.上、下驱动套直接加工出齿条形状，且驱动套无导向构件，完全依靠内防喷器的阀芯球限制左右移动，上下驱动套产生的侧向力直接作用在阀芯球上，加剧磨损，严重影响寿命；3.上、下驱动套需要同时向阀芯球中心靠近及远离达到开启或关断内防喷器的目的，其行程的调节依靠两者之间的限位柱及垫片调节，通过调整垫片的厚度来保证行程的准确性，安装不便。国内顶驱IBOP关断装置多数采用双液压缸驱动滑套结构。其内防喷器主要由驱动液压缸、自动内防喷器、摇臂总成、滚轮支座和滑套组成。工作过程中，双液压缸驱动滑套、带动摇臂总成来实现内防喷器启闭；滚轮结构有单侧双滚轮结构以及类似NOV的单滚轮结构。该顶驱结构简单，总体体积较大，驱动力受液压缸尺寸、油源压力和摇臂长度等因素决定。该技术存在以下缺点：1、需要将油缸安装在顶驱本体上，导致顶驱设计受到限制；2、需要在顶驱设计之初就预留安装位置，导致顶驱内防喷器开关装置不能适用更多种型号的顶驱；3、摇臂在运动过程中相对于中心轴线的距离为变化值，导致关断开启力矩为变化值，到行程末端关断开启力达到最大值，启动瞬间有很大的冲击，对装置寿命有较大影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的顶驱内防喷器开关装置安装不方便的问题，提供一种顶驱内防喷器开关装置。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种顶驱内防喷器开关装置，包括内防喷器，所述内防喷器上设有开关球阀，还包括用于通断所述内防喷器上所述开关球阀的关断总成，所述关断总成可拆卸地套设连接于所述内防喷器的外侧。一种顶驱内防喷器开关装置，通过上述结构，关断总成与内防喷器可拆卸地安装在一起，不需要在顶驱设计之初就预留安装位置，安装更加方便。作为本专利技术的优选方案，所述关断总成包括套设于所述内防喷器外侧的关断本体，以及沿所述内防喷器轴向限位所述关断总成的限位组件，所述限位组件与所述内防喷器相连接。作为本专利技术的优选方案，所述关断本体包括内套组件、齿轮轴组件、油缸组件、滑套组件和齿条；所述内套组件套设在所述内防喷器的外侧，且所述限位组件沿所述内防喷器轴向限位所述内套组件；所述滑套组件套设于所述内套组件的外侧，且能够沿所述内防喷器轴向相对于所述内套组件往复移动；所述油缸组件的一端与所述滑套组件相连接，另一端与所述内套组件远离所述滑套组件的一端相连接；所述齿条设置在所述滑套组件上；所述齿轮轴组件与所述齿条相啮合，所述齿轮轴组件能够通断所述开关球阀。作为本专利技术的优选方案，所述内套组件上设有导向键，所述滑套组件上对应设置有滑套导向键槽，所述导向键位于所述滑套导向键槽内，所述导向键沿所述内防喷器轴向与所述滑套导向键槽滑动配合。通过上述结构，能够限制内套组件与滑套组件的相对转动，消除相对转动的附加力矩，进一步减轻了对开关球阀的载荷，提高了内防喷器的使用寿命。作为本专利技术的优选方案，所述内防喷器上还设有开关轴，所述开关轴与所述开关球阀驱动连接，所述齿轮轴组件与所述开关轴驱动连接，通过上述结构，齿轮轴通过驱动开关轴的转动来实现开关球阀的通断。作为本专利技术的优选方案，所述齿轮轴组件包括第三轴承、齿轮、六方轴和连接板，所述第三轴承安装在所述齿轮内并与所述齿轮同轴，所述连接板与所述六方轴连接，所述六方轴位于所述开关轴中，所述第三轴承外圈下部与所述连接板接触，所述齿条与所述齿轮形成齿轮齿条配合。作为本专利技术的优选方案，所述内套组件包括轴套，所述六方轴的两端均设有六方形的轴端，所述六方轴的一端穿过所述轴套安装在所述开关轴内，所述六方轴的另一端安装在所述齿轮的六方形内孔中并与所述齿轮同轴。作为本专利技术的优选方案，所述油缸组件包括液压缸杆、液压缸筒和安装座，所述液压缸杆的一端通过所述安装座与所述滑套组件连接，所述液压缸杆的另一端通过所述液压缸筒与所述内套组件连接。作为本专利技术的优选方案，所述液压缸杆与所述安装座连接的一端设有螺纹，所述安装座的上部和下部分别设有缸杆上螺母和缸杆下螺母，所述液压缸杆的螺纹端穿过所述安装座，且所述螺纹端端部伸出所述安装座，所述螺纹端与所述缸杆下螺母螺纹连接。通过上述结构，通过调整缸杆上螺母和缸杆下螺母就可以保证油缸组件行程的准确性，操作起来更加方便。作为本专利技术的优选方案，所述关断本体还包括两个齿轮压板，所述齿轮压板安装于所述内套组件中，所述齿轮压板与所述齿轮轴组件连接，所述齿轮压板上设有第一环状突起，所述第一环状突起位于所述第三轴承内，且与所述第三轴承抵接。通过上述结构，内防喷器开关装置关断和开启过程中，齿轮处于转动状态，由于齿轮压板压住齿轮轴组件，并与第三轴承抵接，其摩擦为轴承的滚动摩擦，最大限度的减少了齿轮轴组件中的六方轴的磨损。作为本专利技术的优选方案，所述内套组件包括上轴承压盖、密封圈、上轴承压圈、第一限位螺钉、第一轴承、上轴承盒、上迷宫密封套和内套，所述上轴承压圈安装在所述上轴承盒的压圈槽内，所述上轴承压盖与所述内套固定连接，所述密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶驱内防喷器开关装置，包括内防喷器(2)，所述内防喷器(2)上设有开关球阀(23)，其特征在于，还包括用于通断所述内防喷器(2)上所述开关球阀(23)的关断总成(1)，所述关断总成(1)可拆卸地套设连接于所述内防喷器(2)的外侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种顶驱内防喷器开关装置，包括内防喷器(2)，所述内防喷器(2)上设有开关球阀(23)，其特征在于，还包括用于通断所述内防喷器(2)上所述开关球阀(23)的关断总成(1)，所述关断总成(1)可拆卸地套设连接于所述内防喷器(2)的外侧。


2.根据权利要求1所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述关断总成(1)包括套设于所述内防喷器(2)外侧的关断本体，以及沿所述内防喷器(2)轴向限位所述关断总成(1)的限位组件，所述限位组件与所述内防喷器(2)相连接。


3.根据权利要求2所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述关断本体包括内套组件(12)、齿轮轴组件(13)、油缸组件(15)、滑套组件(16)和齿条(17)；
所述内套组件(12)套设在所述内防喷器(2)的外侧，且所述限位组件沿所述内防喷器(2)轴向限位所述内套组件(12)；
所述滑套组件(16)套设于所述内套组件(12)的外侧，且能够沿所述内防喷器(2)轴向相对于所述内套组件(12)往复移动；
所述油缸组件(15)的一端与所述滑套组件(16)相连接，另一端与所述内套组件(12)远离所述滑套组件(16)的一端相连接；
所述齿条(17)设置在所述滑套组件(16)上；
所述齿轮轴组件(13)与所述齿条(17)相啮合，所述齿轮轴组件(13)能够通断所述开关球阀(23)。


4.根据权利要求3所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述内套组件(12)上设有导向键(1211)，所述滑套组件(16)上对应设置有滑套导向键槽(1611)，所述导向键(1211)位于所述滑套导向键槽(1611)内，所述导向键(1211)沿所述内防喷器(2)轴向与所述滑套导向键槽(1611)滑动配合。


5.根据权利要求3所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述内防喷器(2)上还设有开关轴(22)，所述开关轴(22)与所述开关球阀(23)驱动连接，所述齿轮轴组件(13)与所述开关轴(22)驱动连接。


6.根据权利要求5所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述齿轮轴组件(13)包括第三轴承(131)、齿轮(132)、六方轴(133)和连接板(134)，所述第三轴承(131)安装在所述齿轮(132)内并与所述齿轮(132)同轴，所述连接板(134)与所述六方轴(133)连接，所述六方轴(133)位于所述开关轴(22)中，所述第三轴承(131)外圈下部与所述连接板(134)接触，所述齿条(17)与所述齿轮(132)形成齿轮齿条配合。


7.根据权利要求6所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述内套组件(12)包括轴套(1210)，所述六方轴(133)的两端均设有六方形的轴端，所述六方轴(133)的一端穿过所述轴套(1210)安装在所述开关轴(22)内，所述六方轴(133)的另一端安装在所述齿轮(132)的六方形内孔中并与所述齿轮(132)同轴。


8.根据权利要求4所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述油缸组件(15)包括液压缸杆(152)、液压缸筒(151)和安装座(154)，所述液压缸杆(152)的一端通过所述安装座(154)与所述滑套组件(16)连接，所述液压缸杆(152)的另一端通过所述液压缸筒(151)与所述内套组件(12)连接。


9.根据权利要求8所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述液压缸杆(152)与所述安装座(154)连接的一端设有螺纹，所述安装座(154)的上部和下部分别设有缸杆上螺母(153)和缸杆下螺母(155)，所述液压缸杆(152)的螺纹端穿过所述安装座(154)，且所述螺纹端端部伸出所述安装座(154)，所述螺纹端与所述缸杆下螺母(155)螺纹连接。


10.根据权利要求6所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述关断本体还包括两个齿轮压板(14)，所述齿轮压板(14)安装于所述内套组件(12)中，所述齿轮压板(14)与所述齿轮轴组件(13)连接，所述齿轮压板(14)上设有第一环状突起(141)，所述第一环状突起(141)位于所述第三轴承(131)内，且与所述第三轴承(131)抵接。


11.根据权利要求10所述的一种顶驱内防喷器开关装置，其特征在于，所述内套组件(12)包括上轴承压盖(121)、密封圈(122)、上轴承压圈(123)、第一限位螺钉(125)、第一轴承(126)、上轴承盒(127)、上迷宫密封套(128)和内套(129)，所述上轴承压圈(123)安装在所述上轴承盒(127)的压圈槽(1272...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玺，罗锐，罗良，张东海，陈存东，易文君，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51