[發明專利]頂部驅動裝置

有效

• 申請號: 200780014793.0
• 申請日: 2007-04-05
• 公開（公告）號: CN101432498A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: L·E·威爾斯;P·R·福克斯;C·斯維翁柬;S·斯圖博斯塔達
• 申請（專利權）人: 國民油井華高有限合伙公司
• 主分類號: E21B3/02
• 分類號: E21B3/02;E21B19/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王會卿

技術領域

本發明涉及用于鉆井眼的頂部驅動裝置。?

背景技術

一種用于鉆井眼(比如油氣井)的頂部驅動系統是兩種常見類型的系統中的一種，另一種是轉盤系統。頂部驅動系統通常包括主體，所述主體容納用于使接頭旋轉的馬達，其具有連接到接頭上的轉子，所述接頭可連接到單根管、管立根或管柱上。所述管可以是下列管中的任一種：鉆桿、套管、襯管、附加管或任何在井眼(比如油氣井)的構建、維修和修理中使用的其他管。頂部驅動系統通常布置在鉆機的井架上的基本上豎直的軌道上。頂部驅動系統利用越過與頂部驅動系統連接的游動滑車上的天車的繩在軌道上提升和下放。所述繩使用通常稱為絞車的絞盤被卷入和放出。頂部驅動系統從而可以被用于使管進出井眼；使鉆柱旋轉以利于鉆井眼；以及使單根管或管立根相對于懸持在井眼中的管柱旋轉以便螺紋連接或拆開鉆柱中的管柱，從而加長或縮短管柱。吊卡通常依靠連接到頂部驅動上的連接件來便于操作管以及對準接頭以便與其連接或拆開。頂部驅動系統也可以與被動或主動驅動的卡盤和/或旋轉夾鉗結合使用以便于管與管柱的連接和拆開。?

現有技術公開了多種頂部驅動系統，比如在下列美國專利中所公開的系統：4,458,768；4,807,890；4,984,641；5,433,279；6,276,450；4,813,493；6,705,405；；4,800,968；4,878,546；4,872,577；4,753,300；6,007,105；6,536,520；6,679,333；6,923,254，在此完全包含所有這些專利用于各種目的。?

發明內容

根據本發明，提供了一種用于井眼操作的頂部驅動裝置，所述頂部驅動裝置包括：主體；具有貫穿其中的流動孔的主軸，所述流動孔用作鉆井液的通道；環繞至少部分主軸并與其驅動連接的套筒軸；以及用于使套筒軸旋轉的馬達裝置，其特征在于，齒輪系統布置在馬達裝置和套筒軸之間，用來使套筒軸旋轉，從而驅動主軸，主軸穿過齒輪系統，主軸可通過將主軸從套筒軸上拆開并從所述套筒軸提升所述主軸而從主體上拆卸下來。?

優選地，主軸從主體延伸。有利的是，頂部驅動裝置還包括位于主軸上方的與主體連接的上部部件，上部部件可從主體拆開以允許從主體提升主軸。優選地，上部部件包括下列部件中的至少一個：與主體連接的帽(bonnet)、與主軸流體連通的沖管；以及與沖管流體連通的鵝頸管。?

優選地，頂部驅動裝置還包括具有貫穿其中的中心孔的連接接頭，主軸穿過連接接頭的中心孔。有利的是，頂部驅動裝置還包括與主軸連接的負載環，連接接頭位于負載環的上方。優選地，頂部驅動裝置還包括彈簧夾頭(spring?cartridge)裝置，所述彈簧夾頭裝置具有頂部環、底部環和位于頂部環和底部環之間并將頂部環和底部環推壓分開的多個彈簧，所述彈簧夾頭裝置位于連接接頭內并且推壓連接接頭遠離負載環，以使得在連接接頭和負載環之間保持間隙直到連接接頭支承能克服彈簧的推力的足夠重量。優選地，頂部驅動系統還包括用于可選擇地鎖定或旋轉連接接頭的旋轉系統。可以提供馬達以便用于驅動旋轉。優選地，旋轉系統包括內嚙合齒輪箱、可旋轉地安裝在內嚙合齒輪箱內的內嚙合齒輪(ring?gear)和用于驅動內嚙合齒輪從而使連接接頭旋轉的馬達。有利的是，旋轉系統還包括用于將驅動從馬達傳送到內嚙合齒輪的齒輪傳動裝置。優選地，頂部驅動系統還包括兩端帶法蘭的短管，所述兩端帶法蘭的短管環繞主軸布置在內嚙合齒輪箱和連接接頭之間。有利的是，兩端帶法蘭的短管繞從主體懸掛下來并且繞主軸布置的桿可旋轉地布置，優選地，與其同心布置。有利?的是，頂部驅動系統還包括用于允許連接接頭旋轉的牽引鏈系統，所述牽引鏈系統包括外殼；可旋轉地安裝在外殼內的兩端帶法蘭的短管；帶有第一端部和第二端部的鏈，第一端部與兩端帶法蘭的短管連接，第二端部與連接接頭連接，所述鏈能夠纏繞到兩端帶法蘭的短管上或從其上解開纏繞，解開纏繞的鏈接收在外殼中；所述鏈承載的多個管道，所述管道用于在牽引鏈系統和連接接頭下方的部件之間傳輸信號或動力流體；以及與兩端帶法蘭的短管連接用于使兩端帶法蘭的短管和連接接頭旋轉的旋轉系統。?

優選地，齒輪系統封裝在齒輪箱中。有利的是，齒輪箱將齒輪系統封裝于潤滑劑中。優選地，齒輪箱至少部分被套筒軸的外表面定界。?