[發明專利]石油及天然氣開采用螺桿鉆具地面驅動裝置防反轉結構

有效

• 申請號: 201810060726.2
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108266123B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 秦皇島潤昌科技開發有限公司
• 主分類號: E21B4/00
• 分類號: E21B4/00;E21B4/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了石油及天然氣開采用螺桿鉆具地面驅動裝置防反轉結構，包括泥漿泵，所述泥漿泵的進口端連接有第一三通接頭，所述第一三通接頭的另外兩個接口分別與進漿管、蓄能器出漿管的出口連通，所述進漿管與第一三通接頭的接口之間通過第一單向閥連通；所述泥漿泵的出口端連接有第二三通接頭，所述第二三通接頭的另外兩個接口分別與螺桿鉆具的旁通閥、蓄能器進漿管連通，所述蓄能器進漿管的出口端連接有第三三通接頭，所述第三三通接頭的另外兩個接口分別與蓄能器、蓄能器出漿管的進口連通，本發明的反轉結構能夠使螺桿鉆具地面驅動裝置低速發轉，緩慢釋放作用在桿柱上的反轉勢能，對人機不會造成各種傷害，而且便于現場操作人員的維護保養。

技術領域

本發明涉及螺桿鉆具防反轉裝置領域，具體為石油及天然氣開采用螺桿鉆具地面驅動裝置防反轉結構。

背景技術

使用螺桿鉆具進行石油及天然氣開采時，當螺桿泵停機后或卡泵時，貯存在桿柱中的彈性變形能會快速釋放，使桿柱快速反轉。停機后，在油管及外輸管線內的液體與套管內井液壓差作用下，螺桿泵會變成液壓馬達，使轉子及連接的桿柱快速反轉。油套壓差越大，桿柱反轉速度越快，持續時間越長，直到油套壓差恢復平衡為止。

危害：螺桿泵的反轉會使桿柱脫扣、光桿甩彎，地面驅動裝置零部件損壞；螺桿泵的反轉不僅會危及設備的安全，還會危及現場維護操作人員的安全，成為生產事故的隱患。

目前機械防反轉系統主要是有棘輪—棘爪式防反轉裝置、摩擦式防反轉裝置、楔塊式防反轉裝置、液壓防反轉裝置和電磁式防反轉裝置等方式。

1.棘輪—棘爪式防反轉裝置

這種防反轉裝置的工作原理是利用棘輪棘爪的單向回轉特點阻止反轉。棘爪裝在固定的軸上，可以自由轉動，棘輪棘爪通常做成外嚙合，只有少數做成內嚙合。棘爪放在棘輪的四周，同扭簧來保證棘爪與棘輪的正常的嚙合。棘輪工作面為與半徑成一定角度的斜面，使棘爪能沿齒面下滑落入齒谷，保證嚙合的可靠性。在棘輪上裝有可控性剎車裝置。保證扭矩的安全釋放。

該系統結構簡單，成本低，而且能夠手動釋放貯存在系統上的反轉扭矩，現場可更換。

特點：

(1)保證防反轉系統可靠工作，需要經常調整為棘輪剎車帶摩擦面的壓緊力。

(2)低速時棘輪棘爪由于接觸會產生噪聲和磨損。

(3)剎車帶摩擦面壓緊力調整及反轉扭矩釋放都需要人為近距離操作，而且在扭矩釋放過程中，桿柱還會以一定速度反轉，如果為人操作不當或剎車帶摩擦面打滑，也會對操作者帶來安全隱患。

2.楔塊式防反轉裝置

楔塊式防反轉裝置是有一個閘瓦式制動器和一個能識別正、反轉的超越離合器組成。閘瓦鉚在閘體上，兩扇閘體通過螺栓將外圈拖緊。輪芯抽油時順時針旋轉，此時制動裝置不起作用，外環不轉動。當星輪反轉時，滾柱楔入星輪與外環之間，使這三者成為一體。這時制動裝置起阻尼作用，限制了星輪轉速，達到防反轉作用。

楔塊防反轉系統結構簡單緊湊，承載扭矩大。有以下幾點不足：

(1)雖然防止了桿柱的反轉，但貯存在桿柱驅動裝置中的反轉扭矩并沒有釋放掉，因此在動桿柱過程中，反轉問題仍沒有解決。

(2)更換維護不方便，日常管理需要加潤滑油，拆卸更換需要上吊車。

(3)如反轉扭矩過大，防反轉系統會卡死。更換維護不方便，需要上設備更換，存在安全隱患。

如何研制技術上安全可靠、經濟上可行的螺桿鉆具地面驅動裝置防反轉系統成為急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供石油及天然氣開采用螺桿鉆具地面驅動裝置防反轉結構，以解決上述背景技術中提出的問題。