[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)控制頭頂驅(qū)驅(qū)動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210588787.9
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103015886A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國榮;申瑞臣;黃崗;袁光杰;胡剛;夏焱
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B3/02
• 分類號: E21B3/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣以及非常規(guī)天然氣頂驅(qū)動力欠平衡鉆井裝置，尤其是一種頂驅(qū)欠平衡鉆井作業(yè)中為旋轉(zhuǎn)控制頭或者旋轉(zhuǎn)防噴器旋轉(zhuǎn)膠芯提供動力的驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

目前石油、天然氣以及非常規(guī)天然氣開采中，為了達(dá)到高效、快速低成本的開發(fā)，大多采用欠平衡鉆井作業(yè)，旋轉(zhuǎn)控制頭或者旋轉(zhuǎn)防噴器是欠平衡鉆井作業(yè)中的關(guān)鍵、核心設(shè)備，它主要依靠膠芯與鉆桿之間的過盈配合，利用膠芯變形密封鉆井液壓力，因此對旋轉(zhuǎn)控制頭或者旋轉(zhuǎn)防噴器的膠芯的保護(hù)就是最為關(guān)鍵的安全措施。

隨著石油鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆井設(shè)備也飛速的進(jìn)步，在石油、天然氣的鉆井設(shè)備中，頂驅(qū)動力鉆機(jī)已經(jīng)形成很大的規(guī)模，也是世界鉆井設(shè)備發(fā)展的方向，因此針對頂驅(qū)鉆井作業(yè)研制配套的欠平衡鉆井設(shè)備顯得尤為重要。

現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)控制頭或者旋轉(zhuǎn)防噴器，均采用古老的方鉆桿驅(qū)動膠芯旋轉(zhuǎn)，在頂驅(qū)鉆井作業(yè)時則無法驅(qū)動，導(dǎo)致膠芯嚴(yán)重磨損，壽命大幅降低，存在鉆井安全隱患與大量浪費人力、物力資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，使用便捷的旋轉(zhuǎn)控制頭頂驅(qū)驅(qū)動器，在頂驅(qū)欠平衡鉆井過程中可以驅(qū)動膠芯與鉆桿同步旋轉(zhuǎn)，大幅減小膠芯的非同步磨磨損，提高旋轉(zhuǎn)控制頭密封壽命，解決目前使用頂驅(qū)欠平衡鉆井旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯無驅(qū)動嚴(yán)重?fù)p壞的問題，為頂驅(qū)動力下石油、天然氣欠平衡鉆井作業(yè)中，旋轉(zhuǎn)控制頭或者旋轉(zhuǎn)防噴器的膠芯提供旋轉(zhuǎn)動力。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制頭頂驅(qū)驅(qū)動器，它包括套于鉆桿上的外殼，所述外殼與鉆桿之間可相對轉(zhuǎn)動，所述外殼的下部連接于旋轉(zhuǎn)控制頭的中心管或旋轉(zhuǎn)防噴器的膠芯上，在外殼內(nèi)設(shè)有若干滾輪，所述滾輪均布于鉆桿外的同一圓周上，滾輪的兩端分別通過彈簧機(jī)構(gòu)連接于外殼內(nèi)壁上，彈簧機(jī)構(gòu)使?jié)L輪緊貼于鉆桿外壁上，所述滾輪與鉆桿外壁相匹配并可在鉆桿軸向上滾動，鉆桿轉(zhuǎn)動時，通過滾輪帶動外殼同步轉(zhuǎn)動。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，外殼可套于鉆桿上使用，且外殼與鉆桿之間無干涉，使得外殼與鉆桿之間可相對轉(zhuǎn)動，外殼的下部與旋轉(zhuǎn)控制頭的中心管連接，或者與旋轉(zhuǎn)防噴器的膠芯連接，因此可通過外殼的轉(zhuǎn)動，帶動旋轉(zhuǎn)控制頭轉(zhuǎn)動或者帶動旋轉(zhuǎn)防噴器轉(zhuǎn)動，從而為其提供動力，使在頂驅(qū)欠平衡鉆井過程中鉆桿可驅(qū)動膠芯與鉆桿同步旋轉(zhuǎn)，大幅減小膠芯的非同步磨磨損，提高旋轉(zhuǎn)控制頭密封壽命。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，為了實現(xiàn)外殼與鉆桿之間的同步旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明在外殼內(nèi)設(shè)若干滾輪，滾輪與鉆桿外壁相匹配并可在鉆桿軸向上滾動，主要解決鉆桿的上體和下方過程中，滾輪不會對該驅(qū)動器造成干涉等影響；另外滾輪通過彈簧機(jī)構(gòu)連接于外殼內(nèi)壁上，彈簧機(jī)構(gòu)始終給予滾輪一個彈力，使?jié)L輪始終貼合于鉆桿外壁上，主要解決鉆桿轉(zhuǎn)動過程中，鉆桿與滾輪之間具有較大摩擦力，從而帶動滾輪隨鉆桿同步轉(zhuǎn)動，通過彈簧機(jī)構(gòu)使外殼隨鉆桿同步轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)在頂驅(qū)欠平衡鉆井過程中驅(qū)動膠芯與鉆桿同步旋轉(zhuǎn)；若干滾輪在外殼內(nèi)均布于鉆桿外的同一圓周上，主要解決鉆桿在插入到該驅(qū)動器后，各個方向上的受力均衡，同時對鉆桿起到扶正的作用。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制頭頂驅(qū)驅(qū)動器，在頂驅(qū)欠平衡鉆井過程中可以驅(qū)動膠芯與鉆桿同步旋轉(zhuǎn)，大幅減小膠芯的非同步磨磨損，提高旋轉(zhuǎn)控制頭密封壽命，解決目前使用頂驅(qū)欠平衡鉆井旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯無驅(qū)動嚴(yán)重?fù)p壞的問題，為頂驅(qū)動力下石油、天然氣欠平衡鉆井作業(yè)中，旋轉(zhuǎn)控制頭或者旋轉(zhuǎn)防噴器的膠芯提供旋轉(zhuǎn)動力。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制頭頂驅(qū)驅(qū)動器，所述滾輪為兩端大中間小的圓柱形結(jié)構(gòu)，所述滾輪的與鉆桿貼合的輪廓呈圓弧形，使其可與鉆桿的外壁相匹配；在滾輪外周的軸向上依次排布有若干縱向壓痕。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，將滾輪設(shè)為兩端大中間小的輪廓為圓弧形的圓柱形結(jié)構(gòu)，使得該滾輪能夠與鉆桿外壁的圓周上的圓弧相匹配，主要解決滾輪在彈簧機(jī)構(gòu)的作用下，能夠與鉆桿外壁在圓周上緊貼，當(dāng)鉆桿上提或下放過程中，滾輪能在鉆桿的軸向上滾動，使該驅(qū)動器不會對鉆桿的上提和下放造成影響；在滾輪外周上設(shè)置有若干的壓痕，壓痕環(huán)形分布于滾輪的外壁上，且沿滾輪的中心線方向上依次排布，也即滾輪與鉆桿貼合時，壓痕順鉆桿的軸向，主要解決鉆桿轉(zhuǎn)動時，滾輪與鉆桿之間能產(chǎn)生較大的摩擦力，能帶動滾輪隨鉆桿同步轉(zhuǎn)動，?從而保證在頂驅(qū)欠平衡鉆井過程中可以驅(qū)動膠芯與鉆桿同步旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制頭頂驅(qū)驅(qū)動器，所述滾輪為三個，且均勻環(huán)繞于鉆桿的外壁圓周上，所述滾輪兩端分別通過軸承連接于彈簧機(jī)構(gòu)上，使?jié)L輪可相對于彈簧機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。