[發明專利]一種新型鉆井起升系統

在審

• 申請號: 201610154681.6
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105672907A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 鐘功祥;祝令闖;徐運來;呂志忠;范德剛;彭彩珍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B19/00
• 分類號: E21B19/00;E21B19/081
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型鉆井起升系統，屬于石油天然氣鉆采機械技術領域。

背景技術

在石油鉆采中，起升系統主要功能是起下鉆具、下套管，控制鉆壓及鉆頭鉆進，由絞車、 天車及井架組成，在鉆井過程中需要不同設備的相互配合完成鉆進，但眾多的設備對能耗、 維修保養提出挑戰，尤其面對目前油價過低的情況，迫切需要對新型起升設備進行研究和討 論，以滿足當前國內外石油行業形勢的需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的不足，提供一種新型鉆井起升系統，以螺旋傳 動變直線運動方式的起升系統，降低起升系統的復雜性，使其結構趨于簡單化，大大降低鉆 井成本。

本發明為解決所提出的問題所采用的技術方案是：

本發明一種新型鉆井起升系統，包括電機、減速機、聯軸器、角接觸軸承、滑軌、機架、 起升平臺、導向總成、大鉤、底座、上側導向柱、中間導向柱、下側導向柱、螺桿。所述電 機和減速機位于機架頂部，采用立式安裝，減速機兩個輸出軸通過聯軸器與兩個螺桿聯接， 兩個螺桿旋向相反；螺桿全部由雙螺紋槽交叉組成，螺紋槽的旋向左右相反；所述起升平臺 下面可以安裝大鉤，也可以安裝頂驅系統；起升平臺與導向總成連接在一起，由導向總成帶 動起升平臺上下往復運動；導向柱包括上側導向柱、中間導向柱、下側導向柱；兩個螺桿的 導向總成內的導向柱對稱安裝，以平衡螺旋上升時產生的側向力。

所述螺桿可以是兩根，也可以是四根，工作時將螺桿的螺旋傳動變為起升平臺的直線運 動，使其在螺桿上的運動更平穩。

本發明的優點和有益效果：

1、本發明的鉆井起升系統可取代傳統起升系統中的絞車、天車及井架；結構簡單，有效 降低鉆井成本，方便維修保養。2、采用螺桿螺紋槽交叉傳動結構，克服加速度和慣性載荷過 大的問題，確保了電機單向運轉使平穩工作。3、整個起升系統占地面積小，整機采用桁架結 構，型材為矩形鋼，整機質量更輕，且便于運輸。4、可根據不同鉆井情況，通過增加螺桿的 長度，以滿足不同條件下的鉆井。

附圖說明

圖1是本發明一種新型鉆井起升系統的示意圖。

圖中，1.電機；2.減速機；3.聯軸器；4.角接觸軸承；5.滑軌；6.機架；7.起升平臺； 8.導向總成；9.大鉤；10.底座；11.上側導向柱；12.中間導向柱；13.下側導向柱；14.螺桿。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作具體描述：

如圖1所示，本發明一種新型鉆井起升系統，包括電機1、減速機2、聯軸器3、角接觸 軸承4、滑軌5、機架6、起升平臺7、導向總成8、大鉤9、底座10、上側導向柱11、中間 導向柱12、下側導向柱13、螺桿14。所述電機1和減速機2位于機架頂部，采用立式安裝， 減速機2兩個輸出軸通過聯軸器3與兩個螺桿14聯接，兩個螺桿14旋向相反；螺桿14全部 由雙螺紋槽交叉組成，螺紋槽的旋向左右相反；所述起升平臺7下面可以安裝大鉤，也可以 安裝頂驅系統；起升平臺7與導向總成8連接在一起，由導向總成8帶動起升平臺7上下往 復運動；導向柱包括上側導向柱11、中間導向柱12、下側導向柱13；兩個螺桿14的導向總 成8內的導向柱對稱安裝，以平衡螺旋上升時產生的側向力。

螺桿14可以是兩根，也可以是四根，工作時將螺桿14的螺旋傳動變為起升平臺7的直 線運動，使其在螺桿14上的運動更平穩。

起升系統進行正常工作時，通過電機1驅動減速機2運轉，減速機2的兩個輸出軸通過 聯軸器3驅動兩根螺桿14的轉動，兩根螺桿14旋向相反，由于螺桿14采用雙螺紋槽旋向相 反的交叉組合，當起升平臺7中的導向總成8運動到雙螺旋槽的交叉口時，上側導向柱11首 先運動到螺旋槽交叉口，此時只有中間導向柱12與下側導向柱13在下槽面承受載荷且繼續 沿螺旋槽滾動，當上側導向柱11通過螺旋交叉口后，下側導向柱13及中間導向柱12分別通 過剩余導向柱的交替承載，依次通過雙螺旋槽交叉口，實現導向總成8帶動起升平臺7沿螺 桿14的平穩傳動。

當導向總成8通過螺桿14頂端的最后一個雙螺旋槽交叉口后，導向總成8將沿著一個非 等距的螺旋槽運動，在螺桿14螺旋槽的頂部位置時，上側導向柱11與螺旋槽的上槽面接觸， 由于受到上槽面的作用力，從而上側導向柱11完成換向，各個導向柱交替受到上槽面作用力， 依次完成換向；通過導向總成8頂部和底部的變向，實現螺桿14的單向旋轉變為導向總成8 帶動起升平臺7的往復直線運動，起升平臺7上下往復的直線運動完成起下鉆具、下套管， 控制鉆壓及鉆頭鉆進。