[實用新型]一種電機驅動式頂驅下套管工具

有效

• 申請號: 201720161206.1
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN206487409U
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 梁政;謝帥;蔣發光;何虹鋼;張杰;鄧嚴;張梁
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及石油天然氣固井裝備技術領域，特別涉及一種電機驅動式頂驅下套管工具。

背景技術

下套管作業的目的在于封隔地層、加固井壁、防止油氣泄漏和建立油氣通道等，是石油天然氣鉆井作業過程中的一個極其重要的環節。下套管工具是完成下套管作業的關鍵性裝備，常規下套管裝備主要包括：用于夾持套管的井口卡瓦、用于套管旋扣的液壓套管鉗、用于斷續灌注泥漿的開放式灌泥漿裝置、用于提升套管的套管吊卡等工具。

上述常規下套管裝備存在如下問題：（1）利用套管鉗旋扣，套管螺紋的上扣扭距不易精確控制；（2）利用斷續灌漿裝置灌注泥漿，不能根據需要及時循環泥漿，尤其是在套管下入遇阻時，必須重新連接方鉆桿建立泥漿循環，清除沉沙，影響了下套管效率；（3）利用套管吊卡提升套管，井眼中的套管不能旋轉；（4）常規下套管裝備還存在操作復雜，作業效率低，安全可靠性不高等缺點。

為解決上述問題，國內外研發了頂驅下套管裝置，根據卡瓦所受驅動力的形式不同，可以將該工具分類為：液壓驅動式和機械驅動式。中國專利號：CN201420409069.5，CN201120557017.9，CN200920105896.4公布了液壓驅動式下套管工具，中國專利號：CN201520506694.6，CN201510410640.4，CN201510312492.2公布了機械驅動式頂驅下套管工具。然而，上述液壓式下套管工具的液壓油容易泄露污染環境，而且液壓系統受外界環境的影響較大；而上述機械式下套管工具存在結構復雜缺點，另外，卡瓦傳遞扭矩的范圍較小，不能適應多種套管旋轉、套管上扣等工況的使用。

實用新型內容

為了克服現有下套管裝備的上述缺點，本實用新型的目的：提供一種電機驅動式頂驅下套管工具，具有隨時旋轉套管、提放套管、灌注泥漿、循環泥漿、作業安全效率高的特點，且卡瓦系統能有效傳遞頂驅的扭矩。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種電機驅動式頂驅下套管工具，包括上芯軸1、電機驅動系統2、動力傳遞系統3、卡瓦系統4、導向密封系統5，其特征為：上芯軸1的上、下兩端各設置有螺紋，上芯軸1的上螺紋與頂驅裝置連接，上芯軸1的下螺紋與下芯軸40連接；上芯軸1外側安裝有電機驅動系統2；電機驅動系統2下端螺栓連接有動力傳遞系統3；動力傳遞系統3內安裝有卡瓦系統4；卡瓦系統4下端螺紋連接有導向密封系統5；

所述上芯軸1的上、下兩端各設置有錐螺紋，上芯軸1的上錐螺紋下側設置有一段外螺紋10，外螺紋10連接有小圓螺母；上芯軸1的下錐螺紋上側設置有臺階11；小軸承23安裝于小圓螺母與臺階11之間；小軸承23外安裝有電機驅動系統2；

所述電機驅動系統2包括電機20、小軸承上端蓋21、懸掛筒22、小軸承23、轉動筒24、小軸承下端蓋25、大齒輪26、球形滾珠27、防轉銷28、擋蓋29、螺紋筒30；所述轉動筒24呈空心圓柱狀，轉動筒24內表面安裝有小軸承23，轉動筒24能相對上芯軸1轉動；轉動筒24外表面中部設置有臺階，臺階中部設置有環向半圓弧形凹槽，半圓弧凹槽的中部設置一條軸向半圓弧形凹槽；轉動筒24上、下兩端面均設置有螺紋孔，轉動筒24的上螺紋孔經螺栓連接有小軸承上端蓋21，轉動筒24的下螺紋孔經螺栓連接有小軸承下端蓋25；

轉動筒24外套有大齒輪26，大齒輪26的內表面上側設置有環向半圓弧形凹槽，環向半圓弧形凹槽與轉動筒24的環向半圓弧形凹槽，組成環向圓形凹槽，環向圓形凹槽內安裝有球形滾珠27，轉動筒24與大齒輪26能相對轉動；大齒輪26半圓弧凹槽的中部設置有一條軸向半圓弧形凹槽，軸向半圓弧形凹槽與轉動筒24的軸向半圓弧形凹槽，組成軸向的圓形孔，軸向的圓形孔用于球形滾珠27的裝配；大齒輪26外表面呈階梯軸狀，大齒輪26的大軸端設置有齒輪，齒輪與電機20的小齒輪相互嚙合，大齒輪26的小軸端設置有外螺紋；

大齒輪26經外螺紋連接有螺紋筒30，螺紋筒30呈空心圓柱狀，螺紋筒30內表面設置有階梯，階梯用于定位安裝大軸承31，階梯的上側設置有內螺紋，內螺紋與大齒輪26的螺紋形成絲扣連接；螺紋筒30上端面均布有四個沿軸向的半圓形孔；螺紋筒30的下端表面設置有螺紋孔，螺紋筒30經螺栓連接有大軸承端蓋32；