專利名稱:頂部驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于鉆井眼的頂部驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù):
一種用于鉆井眼(比如油氣井)的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是兩種常見類型 的系統(tǒng)中的一種,另一種是轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)。頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常包括主體, 所述主體容納用于使接頭旋轉(zhuǎn)的馬達(dá),其具有連接到接頭上的轉(zhuǎn)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、村管、附加管或任何在井眼(比如油氣井) 的構(gòu)建、維修和修理中使用的其他管。頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常布置在鉆機(jī) 的井架上的基本上豎直的軌道上。頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)利用越過與頂部驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)連接的游動(dòng)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巻入和放出。頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從而可以被用于使 管進(jìn)出井眼;使鉆柱旋轉(zhuǎn)以利于鉆井眼;以及使單根管或管立根相對(duì) 于懸持在井眼中的管柱旋轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)上的連接件來便于操 作管以及對(duì)準(zhǔn)接頭以便與其連接或拆開。頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以與被動(dòng) 或主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的卡盤和/或旋轉(zhuǎn)夾鉗結(jié)合使用以便于管與管柱的連接和 拆開。
現(xiàn)有技術(shù)公開了多種頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),比如在下列美國專利中所公 開的系統(tǒng)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(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明,提供了一種用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂
部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體;具有貫穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔 用作鉆井液的通道;環(huán)繞至少部分主軸并與其驅(qū)動(dòng)連接的套筒軸;以 及用于使套筒軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,其特征在于,齒輪系統(tǒng)布置在馬達(dá) 裝置和套筒軸之間,用來使套筒軸旋轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)主軸,主軸穿過齒 輪系統(tǒng),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(yōu)選地,主軸從主體延伸。有利的是,頂部驅(qū)動(dòng)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(yōu)選地,上部部件包括下列部件中的至少一個(gè)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(yōu)選地,頂部驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)裝置還包括與主軸 連接的負(fù)載環(huán),連接接頭位于負(fù)載環(huán)的上方。優(yōu)選地,頂部驅(qū)動(dòng)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(huán)、底部環(huán)和位于頂部環(huán)和底部環(huán)之間并將頂部環(huán)和底部環(huán)推壓分 開的多個(gè)彈簧,所述彈簧夾頭裝置位于連接接頭內(nèi)并且推壓連接接頭 遠(yuǎn)離負(fù)載環(huán),以使得在連接接頭和負(fù)載環(huán)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(yōu)選地,頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括用 于可選擇地鎖定或旋轉(zhuǎn)連接接頭的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)??梢蕴峁R達(dá)以便用于 驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地,旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括內(nèi)嚙合齒輪箱、可旋轉(zhuǎn)地安裝在內(nèi) 嚙合齒輪箱內(nèi)的內(nèi)嚙合齒輪(ring gear )和用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪從而 使連接接頭旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。有利的是,旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還包括用于將驅(qū)動(dòng)從馬 達(dá)傳送到內(nèi)嚙合齒輪的齒輪傳動(dòng)裝置。優(yōu)選地,頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括 兩端帶法蘭的短管,所述兩端帶法蘭的短管環(huán)繞主軸布置在內(nèi)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(zhuǎn)地布置,優(yōu)選地,與其同心布置。有利的是,頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括用于允許連接接頭旋轉(zhuǎn)的牽引鏈系統(tǒng),所
述牽引鏈系統(tǒng)包括外殼;可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼內(nèi)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(gè)管
道,所述管道用于在牽引鏈系統(tǒng)和連接接頭下方的部件之間傳輸信號(hào) 或動(dòng)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(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
優(yōu)選地,齒輪系統(tǒng)封裝在齒輪箱中。有利的是,齒輪箱將齒輪系 統(tǒng)封裝于潤滑劑中。優(yōu)選地,齒輪箱至少部分被套筒軸的外表面定界。
優(yōu)選地,套筒軸用第一連接器裝置和第二連接器裝置與主體連接, 套筒軸上的張力通過所述第一連接器裝置傳給主體,轉(zhuǎn)矩通過所述第 二連接器裝置從馬達(dá)齒輪系統(tǒng)傳給套筒軸。第二連接器可以能不承載 拉伸力或者可以能承載部分拉伸力(例如管單根或立根),但是不能承 載管柱,而第一連接器能夠承載至少一根管立根,優(yōu)選一根管柱。通 常,管柱的數(shù)量級(jí)為十到幾百噸。有利的是,笫一連接器裝置包括從 布置在主體中的軸承(優(yōu)選推力軸承)上的套筒軸延伸的法蘭。有利 的是,第一連接器裝置包括錐形鎖定連接器。
有利的是,主軸用第一連接器裝置和笫二連接器裝置與套筒軸連 接,主軸上的張力通過所述第一連接器裝置傳給主體,轉(zhuǎn)矩通過所述 第二連接器裝置在套筒軸和主軸之間傳送。優(yōu)選地,第一連接器裝置 包括從主軸延伸的負(fù)載肩,其置于套筒軸頂端部上。優(yōu)選地,所述肩 栓接到套筒軸上。有利的是,第一連接器裝置包括至少一個(gè)可膨脹的 錐形旋入轉(zhuǎn)矩傳輸襯套。
優(yōu)選地,頂部驅(qū)動(dòng)裝置還包括兩個(gè)間隔開的提環(huán),每個(gè)提環(huán)具有 兩個(gè)間隔開的下端部,每個(gè)下端部與主體連接,從而為提環(huán)提供了提 環(huán)和主體之間的四點(diǎn)連接以便支承頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種拆解頂部驅(qū)動(dòng)裝置的方法,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置 包括主體;具有貫穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;環(huán)繞至少部分主軸并與其驅(qū)動(dòng)連接的套筒軸;以及用于使套筒 軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,齒輪系統(tǒng)布置在馬達(dá)裝置和套筒軸之間,其用來 使套筒軸旋轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)主軸,主軸穿過齒輪系統(tǒng),所述方法包括通 過將主軸從套筒軸上拆開并從所述套筒軸提升所述主軸從而將主軸從 主體拆卸下來的步驟。
優(yōu)選地,齒輪系統(tǒng)封裝在齒輪箱中,所述齒輪箱包含用于潤滑所 述齒輪系統(tǒng)的潤滑劑,所述方法包括從套筒軸提升主軸而不會(huì)將潤滑 劑從齒輪箱釋放出或排出的步驟。有利的是,套筒軸形成齒輪箱的部 分,以使得主軸的提升不會(huì)導(dǎo)致潤滑劑從齒輪箱釋放出或排出。
本發(fā)明還提供一種頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體; 具有貫穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;以及 用于使主軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,其特征在于,主體從兩個(gè)分隔開的提環(huán) 懸掛下來,每個(gè)提環(huán)具有兩個(gè)間隔開的下端部,每個(gè)下端部與主體連 接,從而為提環(huán)提供了提環(huán)和主體之間的四點(diǎn)連接以便支承頂部驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體; 具有貫穿其中的流動(dòng)孔的主軸;所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;以及 用于使主軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,其特征在于,連接接頭從主體懸桂下來, 所述連接接頭可繞主軸相對(duì)于主體旋轉(zhuǎn),所述主軸包括負(fù)載環(huán),所述 連接接頭可置于所述負(fù)載環(huán)上,所述連接接頭最初與在彈性設(shè)備上的 負(fù)載環(huán)分隔開,以使得當(dāng)足夠的重量附加到連接接頭上時(shí),連接接頭 置于負(fù)載環(huán)上,將重量傳給主軸。優(yōu)選地,彈性裝置包括彈簧夾頭裝 置,所述彈簧夾頭裝置包括頂部環(huán)、底部環(huán)和位于頂部環(huán)和底部環(huán)之 間并且將頂部環(huán)和底部環(huán)推壓分開的多個(gè)彈簧,所述彈簧夾頭裝置位 于連接接頭內(nèi)并且推壓連接接頭遠(yuǎn)離負(fù)載環(huán),以使得在連接接頭和負(fù) 載環(huán)之間保持一間隙直到連接接頭支承能克服彈簧的推壓的足夠重 量。有利的是,連接接頭可在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地,頂部驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)還包括牽引鏈系統(tǒng)。
現(xiàn)在參照附圖通過實(shí)例的方式來更好地理解本發(fā)明,其中 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖; 圖2A是根據(jù)本發(fā)明的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主視圖; 圖2B是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的側(cè)視圖; 圖2C是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖; 圖2D是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的后透視圖; 圖2E是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的前透視圖; 圖2F是拆除了其他部件的圖2A所示頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分的透 視圖的放大圖2G是與吊卡管抓(dolly)連接的圖2A所示頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 側(cè)視圖,虛線表示頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如何被下放并移動(dòng)更靠近吊卡管抓, 為了便于說明,在此表示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為固定不動(dòng)的; 圖3A是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的橫截面的主視圖; 圖3B是圖3A所示視圖的部分的放大圖; 圖3C是圖3A所示視圖的部分的放大圖; 圖3D是圖3A所示視圖的部分的放大圖; 圖4是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部分的透視圖; 圖5是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部分的透視圖; 圖6是圖2A所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部分的透視具體實(shí)施例方式
圖l說明了現(xiàn)有技術(shù)的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其在結(jié)構(gòu)上由井架ll支承。 頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)IO具有多個(gè)部件,包括4t轉(zhuǎn)接頭(swivel) 13、頂部 驅(qū)動(dòng)裝置14、主軸16、外殼17、鉆桿18/鉆柱19和鉆頭20。這些部 件共同地從游動(dòng)滑車12上懸掛下來,所述游動(dòng)滑車12允許它們在與 井架11連接的軌道22上上下運(yùn)動(dòng),所述軌道22用于引導(dǎo)這些部件的 豎直運(yùn)動(dòng)。在利用頂部驅(qū)動(dòng)裝置或其部件操作期間(例如鉆井期間), 所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過吊卡管抓(未顯示)傳送給井架11。主軸16延伸穿過馬達(dá)外殼17并與鉆桿18連接。鉆桿18通常與一系列管狀件(共 同地稱為鉆柱19)的一端通過螺紋連接。鉆柱19的相對(duì)端與鉆頭20 通過螺紋連接。
在操作期間,封裝在外殼17內(nèi)的馬達(dá)裝置15 (示意性顯示)使 主軸16旋轉(zhuǎn),主軸16又使鉆桿18/鉆柱19和鉆頭20旋轉(zhuǎn)。鉆頭20 的旋轉(zhuǎn)形成井眼21。泵送到頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的流體穿過主軸16、鉆桿 18/鉆柱19、鉆頭20,進(jìn)入井眼21的底部。當(dāng)泵送的流體穿過由鉆頭 20的外表面和井眼21的壁形成的環(huán)形空間向上從井眼21傳出時(shí),鉆 頭20切掉的鉆屑從井眼21的底部被清除出去。
圖2A-3D說明了根據(jù)本發(fā)明的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100 (其可用于代替 圖1所示的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10),其具有從索環(huán)(becket) 102懸掛下來 的支承提環(huán)104。使主軸160旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)120支承在主體130上。帽 110支承鵝頸管106和沖管108,流體被穿過所述鵝頸管和沖管泵送至 系統(tǒng)100并且穿過系統(tǒng)100、穿過貫穿主軸160的流動(dòng)通道163 (見圖 3A)。在帽110內(nèi)的是沖管108的上盤根盒(packing box) 115 (與鵝 頸管106連接)和沖管108的下盤根盒117。
主齒輪箱140封裝大齒輪(bull gear) 142和其他相關(guān)部件,在 下文詳細(xì)描述。
內(nèi)嚙合齒輪箱150封裝內(nèi)嚙合齒輪152和其他相關(guān)部件,在下文 詳細(xì)描述。
牽引鏈系統(tǒng)170封裝牽引鏈176和包括軟管與繩索的相關(guān)部件, 在下文描述。所述牽引鏈系統(tǒng)170省除了對(duì)在幾種現(xiàn)有系統(tǒng)中使用的 旋轉(zhuǎn)頭的需要,并且為連接接頭180和與其連接的部件的重新定向提 供了足夠的旋轉(zhuǎn)。
螺松112 (見圖2E和2F)可拆卸地將帽110固定到主體130上。 請(qǐng)注意帽IIO在圖2F未顯示出來。拆除螺栓112允許拆下帽110。穿 過負(fù)載肩168的螺栓164可拆卸地將主軸160固定到套筒軸190上(見 圖3A)。套筒軸190是主軸160和大齒輪142之間的傳輸件并且在大 齒輪142和主軸160之間傳輸轉(zhuǎn)矩。套筒軸190還將主軸上的管或柱負(fù)載的張力傳給推力軸承190 (而不是傳給大齒輪142)。主軸160和 套筒軸190之間的轉(zhuǎn)矩傳輸利用多個(gè)間隔開的可膨脹的錐形旋入轉(zhuǎn)矩 傳輸襯套159實(shí)現(xiàn),這些錐形旋入轉(zhuǎn)矩傳輸襯套159在某些方面減少 或消除了主軸160和套筒軸190之間的游隙。主軸160的端部160a(見 圖2F)被稱為"沖管端"。 一個(gè)或多個(gè)密封保持器襯套166 (在圖2A 示意性示出)位于負(fù)載肩169的上方。如下文所詳細(xì)描述,將帽110 和穿過負(fù)栽肩168用于將主軸160固定到套筒軸190上的螺栓拆卸下 來,就允許將主軸160從系統(tǒng)IOO上拆卸下來。上套筒軸軸承144位 于套筒軸190的一部分的上方。
如圖2G所示,系統(tǒng)100通過連接到與吊卡管抓134類似的可動(dòng) 裝置上而可在桅桿式井架或井架的部分上(類似在井架11的部分上, 以及在軌道22上)運(yùn)動(dòng)(圖2G )。連接件133的端部可樞轉(zhuǎn)地連接到 主體130的臂131、 132上。連接件133的另外端部可樞轉(zhuǎn)地連接到吊 卡管抓134上。這種結(jié)構(gòu)允許頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和相關(guān)部件上下并且朝向 和遠(yuǎn)離井中心線運(yùn)動(dòng),如虛線所繪結(jié)構(gòu)所示(在起下鉆的同時(shí)連接/ 拆開鉆桿時(shí)朝向井架運(yùn)動(dòng);在鉆井期間朝向井中心運(yùn)動(dòng))。用已知的裝 置和結(jié)構(gòu)來移動(dòng)連接件133和移動(dòng)吊卡管抓134。附圖中所示的參考 范圍表示頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100是固定不動(dòng)的而吊卡管抓134移動(dòng)。然而, 頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)IOO相對(duì)于吊卡管抓運(yùn)動(dòng),所述吊卡管抓固定到井架的 部件上,優(yōu)選固定在豎直軌道上。
提環(huán)104的上部分在索環(huán)102的臂103上延伸并被其支承。每個(gè) 提環(huán)104具有通過銷107可樞轉(zhuǎn)地連接到主體130上的兩個(gè)分隔開的 下端部105。兩個(gè)提環(huán)的這種使用將支承負(fù)栽分配在主體上并為所述 負(fù)載提供四點(diǎn)支承,經(jīng)濟(jì)地減少了主體上的彎曲力矩。
套筒軸190 (見圖3A)安放在主推力軸承191上,所迷主推力軸 承支承套筒軸190、主軸160和連接到主軸160上的任何部件(包括 在操作期間,由主軸190支承的任何負(fù)載(例如,鉆壓和起下鉆負(fù)載))。 主體130容納主推力軸承191并且包含用于主推力軸承191的潤滑劑。 環(huán)形通道145 (見圖3C)為潤滑劑提供從齒輪箱140流向推力軸承的流動(dòng)路徑。
馬達(dá)120的軸122驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)地安裝在主體130中的驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器 123,所述驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)主齒輪箱140中的驅(qū)動(dòng)小齒輪124。驅(qū)動(dòng)小 齒輪124驅(qū)動(dòng)用連接器192與套筒軸l卯連接的大齒輪142 (例如, 但不局限于,錐形鎖定連接器,其中,旋轉(zhuǎn)螺栓193 (見圖3D)使將 零件194栓接在一起的連接器擰緊,所述連接器推壓零件194抵靠套 筒軸190并且將楔形件195推出以抵靠大齒輪142,從而將大齒輪142 固定到套筒軸190上),驅(qū)動(dòng)套筒軸190從而驅(qū)動(dòng)與套筒軸190連接的 主軸160。徑向軸承197支承大齒輪142。
大齒輪142位于齒輪箱140的下部分146內(nèi),所述齒輪箱140容 納大齒輪142的潤滑劑并且用密封裝置148密封,以使得潤滑劑不會(huì) 從齒輪箱140流出和向下流??梢允褂萌魏魏线m的已知旋轉(zhuǎn)密封件 148,或者如在一個(gè)特別的方面,密封裝置148與在共有PCT申請(qǐng)中 公開的密封裝置類似,所述PCT申請(qǐng)基于2006年4月28日提出的美 國申請(qǐng),序號(hào)為11/414,514,標(biāo)題為"頂部驅(qū)動(dòng)軸的多重密封件" ("Multi-Seal For Top Drive Shaft"),在此包含其全部內(nèi)容用于各種 目的。利用這種具有可旋轉(zhuǎn)螺栓149的密封裝置,當(dāng)?shù)谝幻芊饨Y(jié)構(gòu)不 再能有效密封時(shí),使螺栓149旋轉(zhuǎn)并將第二密封結(jié)構(gòu)移動(dòng)到位以達(dá)到 良好的密封效果。在齒輪箱140內(nèi),大齒輪142和驅(qū)動(dòng)小齒輪124置 于潤滑油中,從而減少或消除對(duì)在各種現(xiàn)有系統(tǒng)中所釆用的噴嘴、分 配泵和流量或壓力傳感器的需要。
容納內(nèi)嚙合齒輪152的內(nèi)嚙合齒輪箱150也具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在 其內(nèi)的兩個(gè)扇形齒輪154,每一個(gè)扇形齒輪154可通過相應(yīng)的液壓缸 裝置156移動(dòng)以鎖定內(nèi)嚙合齒輪152 (例如,見圖3B和圖4)。在內(nèi) 嚙合齒輪152解鎖(扇形齒輪154從與內(nèi)嚙合齒輪152的嚙合中退出 來)的情況下,內(nèi)嚙合齒輪箱150下方的部件(例如,連接接頭180 上的管子操縱裝置(未顯示))可以旋轉(zhuǎn)。在鉆桿與鉆柱連接時(shí),內(nèi)嚙 合齒輪152可以被扇形齒輪154鎖定以作為備用設(shè)備來抵抗轉(zhuǎn)矩。當(dāng) 管子操縱裝置180保持住而不旋轉(zhuǎn)時(shí)(例如當(dāng)將鉆桿接頭連接到鉆柱
13上時(shí)),內(nèi)嚙合齒輪152被鎖定。連接接頭180可隨著內(nèi)嚙合齒輪152 和兩端帶法蘭的短管(spool) 174旋轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D4,液壓馬達(dá)158(示 意性顯示)經(jīng)由齒輪159使內(nèi)嚙合齒輪旋轉(zhuǎn),從而又使連接接頭180 和從所述連接接頭懸掛的任何部件旋轉(zhuǎn);即,在某些方面,允許被支 承的管運(yùn)動(dòng)至存儲(chǔ)區(qū)域或從存儲(chǔ)區(qū)域運(yùn)動(dòng)和/或改變懸掛吊卡的方位, 例如,使得吊卡的打開咽部面向期望的方向。通常的鉆機(jī)控制系統(tǒng)用 于控制馬達(dá)158和裝置156,而且通常的鉆機(jī)電力系統(tǒng)為它們提供電 力。
在各種現(xiàn)有頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,帶有多個(gè)貫穿其中的通道的旋轉(zhuǎn)頭 用在系統(tǒng)的一些上部部件和下部部件之間以傳送用于控制在旋轉(zhuǎn)頭下 方的系統(tǒng)部件的液壓和氣動(dòng)動(dòng)力。這種旋轉(zhuǎn)頭通常無限制地旋轉(zhuǎn)360 度。根據(jù)本發(fā)明的某些方面,這種旋轉(zhuǎn)頭可以與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)一 起使用;但是在其他方面,牽引鏈系統(tǒng)170在內(nèi)嚙合齒輪箱150的下 方且在連接接頭180的上方使用,以便將流體和信號(hào)傳給內(nèi)嚙合齒輪 箱150下方的部件(例如,見圖3B和圖5)。牽引鏈系統(tǒng)170不允許 無限制地旋轉(zhuǎn)360度,但是它確實(shí)允許在第一方向上或在相對(duì)的第二 方向上有足夠的運(yùn)動(dòng)范圍,以便完成將由從連接接頭180(例如,吊 卡和/或管子操縱裝置)上懸掛下來的系統(tǒng)部件來實(shí)現(xiàn)的所有的功能, 在某一方面,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍為大約一整圏的四分之三,270度。
可選地,代替通常的旋轉(zhuǎn)頭系統(tǒng)或根據(jù)本發(fā)明的牽引鏈系統(tǒng),各 種已知的信號(hào)/流體傳送裝置可與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用;例如, 但不局限于,無線系統(tǒng)或電滑環(huán)系統(tǒng)與簡化的流體滑環(huán)系統(tǒng)組合。
參照?qǐng)D5和圖3B,封裝在系統(tǒng)外殼171內(nèi)的是可旋轉(zhuǎn)的兩端帶法 蘭的短管174,其被由多個(gè)相互連接的鏈部分177組成的鏈176旋轉(zhuǎn)。 在一個(gè)位置中,鏈176繞兩端帶法蘭的短管174的外周纏繞。當(dāng)兩端 帶法蘭的短管174被使內(nèi)嚙合齒輪152旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)158帶動(dòng)旋轉(zhuǎn) 時(shí),鏈176從兩端帶法蘭的短管174解開纏繞,解開的鏈部分送入殼 體171中,其在所述殼體中駐留直到兩端帶法蘭的短管174沿相反的 方向旋轉(zhuǎn)并且鏈176再次纏繞到兩端帶法蘭的短管174上。當(dāng)鏈176纏繞或解開纏繞時(shí),軟管和纜繩178隨著鏈176纏繞或 解開纏繞。鏈176的部分177具有開口 179,軟管和繩索178穿過所 述開口 ,以使得在靜止和當(dāng)兩端帶法蘭的短管174被旋轉(zhuǎn)兩種情況下, 鏈176支承軟管和繩索178并且使它們相對(duì)于兩端帶法蘭的短管174 保持有條理的、未纏結(jié)的布置方式。鏈176的一端固定到兩端帶法蘭 的短管174上。軟管和繩索178從兩端帶法蘭的短管174突出來并且 向下延伸到系統(tǒng)的部件處(在圖3B中示出的一個(gè)此類部件為軟管或 繩索178a)。
緊固件183將兩端帶法蘭的短管174固定到連接接頭180上。由 于內(nèi)嚙合齒輪箱150和內(nèi)嚙合齒輪152的尺寸,使得兩端帶法蘭的短 管174和內(nèi)嚙合齒輪152的組合(因此,連接接頭180和其下懸掛的 任何部件)被允許有某一限定程度的豎直運(yùn)動(dòng)。內(nèi)嚙合齒輪152可以 在箱150內(nèi)上下移動(dòng),例如,在一個(gè)特別的方面,移動(dòng)大約0.25英寸, 而且連接接頭180相對(duì)于負(fù)載環(huán)184可以移動(dòng)有限距離(負(fù)載環(huán)/連接 接頭的間隙181),在下文對(duì)此詳細(xì)描述。
帶有頂部環(huán)182a和底部環(huán)182b的彈簧夾頭裝置182具有將兩個(gè) 環(huán)推壓分開的多個(gè)間隔開的彈簧188 (例如,見圖3B和圖6)。彈簧 夾頭182在連接接頭180內(nèi)并且環(huán)繞用螺栓185固定到齒輪箱140上 的桿186。突入桿186的壁中的環(huán)189從其上向外突出并且支承彈簧 夾頭裝置182。桿186用作連接接頭180運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置,保持連接 接頭180的對(duì)中,并且在某些操作(例如鉆井)期間,經(jīng)由彈簧夾頭 裝置182支承連接接頭180。
在彈簧夾頭182內(nèi)的彈簧188向上推壓兩端帶法蘭的短管174, 舉升所述兩端帶法蘭的短管174、連接接頭180和內(nèi)嚙合齒輪箱150 以保持連接接頭180和負(fù)載環(huán)184 (用開口環(huán)167固定到主軸上)之 間的間隙181;以便使得,例如在鉆井期間,主軸160可以獨(dú)立于連 接接頭180和與所述連接接頭連接的任何部件旋轉(zhuǎn)。彈簧188可以支 承連接接頭180、與連接接頭180連接的連接件(或提環(huán))(未顯示) 和吊卡裝置(未顯示)的重量。當(dāng)管被吊卡裝置接合時(shí),彈簧188收縮,連接接頭180向下移動(dòng)以停靠在負(fù)載環(huán)184上,然后負(fù)載被傳送 到主軸160并且通過主軸160傳送。因此,可以4吏連接接頭180 (和 與其連接的任何部件)在鉆井時(shí)保持固定不動(dòng)。當(dāng)足夠的負(fù)載放在連 接接頭180(例如,當(dāng)用吊卡提升鉆柱時(shí)或操作套管時(shí))上時(shí),連接 接頭180克服彈簧188的作用力向下移動(dòng)從而閉合間隙181,而且連 接接頭180停靠在負(fù)載環(huán)184上,以使得連接接頭的負(fù)載傳送給負(fù)載 環(huán)184。
因而,根據(jù)本發(fā)明的某些系統(tǒng)提供了兩種方式來傳輸由系統(tǒng)所支 承的管的負(fù)載第一種方式,與主軸連接的管的負(fù)載從主軸傳送到套 筒軸,傳送到主推力軸承,傳送到主體,傳送到提環(huán),傳送到索環(huán), 傳送到鉤和/或滑車,以及傳送到井架;第二種方式,當(dāng)柱(例如鉆柱) 正被舉升或下放而不被旋轉(zhuǎn)時(shí)(例如,當(dāng)起下鉆桿或下放套管時(shí)),管 的負(fù)載從管的支撐件(例如吊卡)傳送到連接接頭180,傳送到負(fù)載 環(huán)184,傳送到開口環(huán)167而且從而傳送到主軸160,并且從此處與上 述的第一種負(fù)載傳輸路徑一樣,傳送傳到井架。
鉆壓(鉆柱、鉆頭等的負(fù)載)通過在主軸160的端部的螺紋連接 傳到主軸160。起下鉆負(fù)載(例如,正被運(yùn)送和操縱的管的負(fù)載)通 過連接接頭180并通過負(fù)載環(huán)167傳送,而不通過主軸的螺紋連接且 不通過任何螺紋連接,以便使得頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的螺紋連接與起下鉆負(fù) 載隔離。
與某些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)相比,在某些方面,帶有多個(gè)彈簧188的 彈簧夾頭182是更簡單、被動(dòng)的裝置,其需要較少的維護(hù)并且可以減 少系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。
主軸160可以從系統(tǒng)100中拆卸下來以<更4務(wù)理主軸或更換主軸, 而不用干擾和拆卸系統(tǒng)的齒輪箱和齒輪裝置。為了拆卸主軸160,帽 110、鵝頸管106、沖管108以及相關(guān)的盤根^皮拆卸下來,這些部件優(yōu) 選整體地拆卸下來。拆卸固定主軸160的螺栓164。拆卸開口環(huán)167。 將主軸160從套筒軸190上拆開。在拆下負(fù)載環(huán)184和開口環(huán)167之 后,則主軸160從系統(tǒng)拆卸下來。在該拆卸過程中,所有的系統(tǒng)齒輪
16裝置和密封件保持到位而且沒有潤滑劑移出或排出。
因此,在一些實(shí)施例(但不必是所有實(shí)施例)中,本發(fā)明提供了
用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),所述頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主體;馬達(dá) 裝置;從主體延伸的主軸,所述主軸具有頂端部和底端部,所述主軸 具有從上到下貫穿其中的主軸流動(dòng)孔,鉆井液可穿過所述孔流動(dòng);與 主軸連接并環(huán)繞主軸的套筒軸;與套筒軸相互連接的齒輪系統(tǒng),所述 齒輪系統(tǒng)由馬達(dá)裝置驅(qū)動(dòng),以使得通過驅(qū)動(dòng)齒輪系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)套筒軸, 從而驅(qū)動(dòng)主軸,主軸穿過齒輪系統(tǒng);在主軸的頂端部上方的與主體連 接的上部部件;主軸可通過將主軸從套筒軸拆下來、通過將上部部件
主軸而從頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上拆卸下來。
因此,在一些實(shí)施例(但不必是所有實(shí)施例)中,本發(fā)明提供了 用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),所述頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主體;馬達(dá) 裝置;從主體延伸的主軸,所述主軸具有頂端部和底端部,所述主軸 具有從上到下貫穿其中的主軸流動(dòng)孔,鉆井液可穿過所述孔流動(dòng);與 主軸連接并環(huán)繞主軸的套筒軸;與套筒軸相互連接的齒輪系統(tǒng),所述 齒輪系統(tǒng)由馬達(dá)裝置驅(qū)動(dòng),以使得通過驅(qū)動(dòng)齒輪系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)套筒軸, 從而驅(qū)動(dòng)主軸,主軸穿過齒輪系統(tǒng);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;與主軸連接的負(fù)載環(huán);連接接頭位 于負(fù)栽環(huán)的上方;在主軸的頂端部上方的與主軸連接的上部部件;主 軸可通過將主軸從套筒軸拆下來、通過將負(fù)載環(huán)從主軸上拆下來、通 過將上部部件從主體拆下來并且通過從套筒軸提升主軸而從頂部驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)上拆卸下來。這種系統(tǒng)可以以任何可能的組合具有下列特征中的 一個(gè)或一些其中,上部部件包括與主體連接的帽、與主軸的頂端部 流體連通的沖管、與沖管流體連通的鵝頸管,以及可從主軸的上方移 動(dòng)的上部部件;其中,齒輪系統(tǒng)位于在封裝空間內(nèi)的潤滑劑中,而且 主軸可拆卸下來而潤滑劑不會(huì)從封裝空間排出;其中,套筒軸用第一 連接器和第二連接器連接到主軸上,主軸上的張力通過所述第一連接 器傳送到套筒軸,轉(zhuǎn)矩通過第二連接器從套筒軸傳送到主軸;兩個(gè)間隔開的提環(huán),每個(gè)提環(huán)帶有兩個(gè)間隔開的下端部,每一個(gè)下端部連接 到主體上,從而為提環(huán)在提環(huán)和主體之間提供了四點(diǎn)連接以支承頂部
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);彈簧夾頭裝置,具有頂部環(huán)、底部環(huán)和位于頂部環(huán)和底部 環(huán)之間并將二者推壓分開的多個(gè)彈簧,彈簧夾頭裝置位于連接接頭內(nèi)
并且推壓連接接頭遠(yuǎn)離負(fù)栽環(huán),以使得在連接接頭和負(fù)栽環(huán)之間保持 一間隙直到連接接頭支承能克服彈簧的推壓的足夠重量;用于允許連 接接頭旋轉(zhuǎn)的牽引鏈系統(tǒng),所述牽引鏈系統(tǒng)包括外殼、可旋轉(zhuǎn)安裝在 所述外殼內(nèi)的兩端帶法蘭的短管、具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,鏈能夠 纏繞到兩端帶法蘭的短管上并且能從所述兩端帶法蘭的短管上解開纏 繞,解開的鏈接收在外殼內(nèi))、由鏈承載的多個(gè)管道(所述管道用于在 牽引鏈系統(tǒng)和連接接頭下方的部件之間傳輸信號(hào)或動(dòng)力流體)以及與 兩端帶法蘭的短管連接的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),用于使兩端帶法蘭的短管和連接 接頭旋轉(zhuǎn);其中,旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括內(nèi)嚙合齒輪箱,可旋轉(zhuǎn)地安裝在內(nèi)嚙 合齒輪箱內(nèi)的內(nèi)嚙合齒輪,與內(nèi)嚙合齒輪相互連接的齒輪系統(tǒng),用于 驅(qū)動(dòng)齒輪系統(tǒng)以使內(nèi)嚙合齒輪旋轉(zhuǎn)從而使兩端帶法蘭的短管和連接接 頭旋轉(zhuǎn)的馬達(dá),當(dāng)連接接頭被旋轉(zhuǎn)時(shí),纏繞或解開鏈;和/或其中,旋 轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括鎖定裝置,所述鎖定裝置用于可選擇地防止內(nèi)嚙合齒輪旋 轉(zhuǎn),從而可選擇地防止連接接頭旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體;具有貫穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;環(huán)繞至少部分主軸并與其驅(qū)動(dòng)連接的套筒軸;以及用于使套筒軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,其特征在于,齒輪系統(tǒng)布置在馬達(dá)裝置和套筒軸之間以使套筒軸旋轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)主軸,主軸穿過齒輪系統(tǒng),主軸能通過將主軸從套筒軸上拆開并從套筒軸提升主軸而從主體拆卸下來。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中主軸從主體延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括位于主軸上 方的與主體連接的上部部件,上部部件能與主體拆開以允許從主體提升主軸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中上部部件包括下列 部件中的至少一個(gè)與主體連接的帽、與主軸流體連通的沖管;以及 與沖管流體連通的鵝頸管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括具 有貫穿其中的中心孔的連接接頭,主軸穿過所述連接接頭的中心孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括與主軸連接的負(fù) 載環(huán),連接接頭位于負(fù)栽環(huán)的上方。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括彈簧夾頭裝 置,所述彈簧夾頭裝置具有頂部環(huán)、底部環(huán)和位于頂部環(huán)和底部環(huán)之間并將頂部環(huán)和底部環(huán)推壓分開的多個(gè)彈簧,所述彈簧夾頭裝置位于 連接接頭內(nèi)并且推壓連接接頭遠(yuǎn)離負(fù)載環(huán),使得在連接接頭和負(fù)載環(huán) 之間保持一間隙直到連接接頭支承能克服彈簧的推壓的足夠重量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中的任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括用 于鎖定或旋轉(zhuǎn)連接接頭的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括內(nèi)嚙 合齒輪箱、可旋轉(zhuǎn)地安裝在內(nèi)嚙合齒輪箱內(nèi)的內(nèi)嚙合齒輪以及用于驅(qū) 動(dòng)內(nèi)嚙合齒輪從而使連接接頭旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還包括 用于將驅(qū)動(dòng)從馬達(dá)傳給內(nèi)嚙合齒輪的齒輪傳動(dòng)裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8、 9或10所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括兩端 帶法蘭的短管,所述兩端帶法蘭的短管環(huán)繞主軸布置在內(nèi)嚙合齒輪箱 和連接接頭之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,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(zhuǎn)地布置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括用于允 許連接接頭旋轉(zhuǎn)的牽引鏈系統(tǒng),所述牽引鏈系統(tǒng)包括外殼;可旋轉(zhuǎn)地 安裝在外殼內(nèi)的所述兩端帶法蘭的短管;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兩端帶法蘭的短管上解開 纏繞,解開的鏈接收在外殼內(nèi);用于由鏈承栽的多個(gè)管道,所述管道 用于在牽引鏈系統(tǒng)和位于連接接頭下方的部件之間傳輸信號(hào)或動(dòng)力流 體;以及與兩端帶法蘭的短管連接的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),所述旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)用于使 兩端帶法蘭的短管和連接接頭旋轉(zhuǎn)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中, 齒輪系統(tǒng)封裝在齒輪箱中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,齒輪箱將齒輪 系統(tǒng)封裝于潤滑劑中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,齒輪箱至少部 分由套筒軸的外表面定界。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中, 套筒軸用第一連接器裝置和第二連接器裝置與主體連接,套筒軸上的 張力通過所述第一連接器裝置傳給主體,轉(zhuǎn)矩通過所述第二連接器裝 置從馬達(dá)齒輪系統(tǒng)傳給套筒軸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,第一連接器裝 置包括從布置在主體中的軸承上的套筒軸延伸的法蘭。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,第一連接器裝置包括錐形鎖定連接器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1-19中的任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中, 主軸用第一連接器裝置和第二連接器裝置與套筒軸連接,主軸上的張 力通過所述第一連接器裝置傳給主體,轉(zhuǎn)矩通過所述第二連接器裝置 在套筒軸和主軸之間傳送。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,第一連接器裝 置包括從主軸延伸的負(fù)載肩,所述負(fù)載肩置于套筒軸頂端部上。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,笫一連 接器裝置包括至少一個(gè)可膨脹的錐形旋入轉(zhuǎn)矩傳輸襯套。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1-22中的任一項(xiàng)所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括 兩個(gè)間隔開的提環(huán),每個(gè)提環(huán)具有兩個(gè)間隔開的下端部,而且每個(gè)下 端部與主體連接,從而為提環(huán)提供了提環(huán)和主體之間的四點(diǎn)連接以便 支承頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
24. —種用于拆解頂部驅(qū)動(dòng)裝置的方法,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括 主體;具有貫穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道; 環(huán)繞至少部分主軸并與其驅(qū)動(dòng)連接的套筒軸;以及用于使套筒軸旋轉(zhuǎn) 的馬達(dá)裝置,齒輪系統(tǒng)布置在馬達(dá)裝置和套筒軸之間,用來使套筒軸 旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)主軸,主軸穿過齒輪系統(tǒng),所述方法包括通過將主軸從 套筒軸上拆開并從套筒軸提升主軸從而將主軸從主體上拆卸下來的步 驟。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法,其中,齒輪系統(tǒng)封裝在齒輪箱 中,齒輪箱包含用于潤滑所述齒輪系統(tǒng)的潤滑劑,所述方法包括從套 筒軸提升主軸而不會(huì)將潤滑劑從齒輪箱釋放出或排出的步驟。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中,套筒軸形成齒輪箱的部 分,以使得主軸的提升不會(huì)導(dǎo)致潤滑劑從齒輪箱釋放出或排出。
27. —種頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體;具有貫 穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;以及用于使 主軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,其特征在于,主體從兩個(gè)分隔開的提環(huán)懸掛下 來,每個(gè)提環(huán)具有兩個(gè)間隔開的下端部,而且每個(gè)下端部與主體連接,從而為提環(huán)提供了提環(huán)和主體之間的四點(diǎn)連接以便支承頂部驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)。
28. —種頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體;具有貫 穿其中的流動(dòng)孔的主軸,所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;以及用于使 主軸旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置,其特征在于,連接接頭從主體懸掛下來,所述 連接接頭能繞主軸相對(duì)于主體旋轉(zhuǎn),所述主軸包括負(fù)載環(huán),所述連接 接頭能置于所述負(fù)載環(huán)上,所述連接接頭最初與在彈性設(shè)備上的負(fù)載 環(huán)分隔開,以使得當(dāng)足夠的重量附加到連接接頭上時(shí),連接接頭置于 負(fù)載環(huán)上,將重量傳給主軸。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,彈性裝置包括 彈簧夾頭裝置,所述彈簧夾頭裝置包括頂部環(huán)、底部環(huán)和位于頂部環(huán) 和底部環(huán)之間并且將頂部環(huán)和底部環(huán)推壓分開的多個(gè)彈簧,所述彈簧 夾頭裝置位于連接接頭內(nèi)并且推壓連接接頭遠(yuǎn)離負(fù)載環(huán),以使得在連 接接頭和負(fù)栽環(huán)之間保持一 間隙直到連接接頭支承能克服彈簧的推壓 的足夠重量。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,其中,所述連 接接頭能在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上旋轉(zhuǎn)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,還包括牽引鏈系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于井眼操作的頂部驅(qū)動(dòng)裝置,所述頂部驅(qū)動(dòng)裝置包括主體(130);具有貫穿其中的流動(dòng)孔(163)的主軸(160),所述流動(dòng)孔用作鉆井液的通道;環(huán)繞至少部分主軸(160)并與其驅(qū)動(dòng)連接的套筒軸(190)以及用于使套筒軸(190)旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)裝置(120),其特征在于,齒輪系統(tǒng)(146)布置在馬達(dá)裝置(120)和套筒軸(190)之間,用來使套筒軸(190)旋轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)主軸(160),主軸(160)穿過齒輪系統(tǒng)(146),主軸(160)可通過將主軸(160)從套筒軸(190)上拆開并從套筒軸(190)提升主軸(160)而從主體(120)拆卸下來。
文檔編號(hào)E21B19/16GK101432498SQ200780014793
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者C·斯維翁柬, L·E·威爾斯, P·R·??怂? S·斯圖博斯塔達(dá) 申請(qǐng)人:國民油井華高有限合伙公司