[发明专利]顶驱管子自动处理总成

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油装备中顶部驱动钻井系统的钻杆自动处理装置。 

背景技术

目前，国内各种石油钻机在施工过程中，大多由人工操作完成钻杆装卸，不仅效率低，而且对操作工的安全存在隐患。针对这种现状，提出了一种针对顶部驱动钻井系统的钻杆自动处理装置；并对其机械结构和液压统进行了设计；而且顶部驱动钻井系统代表了一种最先进的石油钻井驱动方式。由于钻杆长而沉重，不宜移动，需要几个工人共同合作才能完成换杆，这就需要很大的劳动强度；这在很大程度上延长了钻井作业时间，降低了施工效率。同时由于钻机的工作环境的限制，特别是在高位钻井和倾斜钻井过程中，人工装卸钻杆特别困难，工人在操作过程中可能因为一时的疏忽酿成重大施工伤亡事故。因此，设计出一种效率高、安全性好的钻杆自动处理装置统就显得尤为重要。 

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种顶驱管子自动处理总成。可有效提高石油钻井的施工效率，避免操作工在更换钻杆的过程中发生意外损伤；并可在与其它自动化装置（钻杆自动排放装置）联合使用时，真正实现自动化钻井；管子自动处理总成是为起下钻作业服务的，其作用是对钻柱进行操作，可自动抓放钻杆、上/卸扣，井喷时远程遥控内防喷器关闭钻柱内通道；可以在任意高度用电机上/卸扣。 

本发明所采用的技术方案是：顶驱管子自动处理器总成，包括扭矩臂总成、背钳总成、防喷器总成、倾斜机构、回转体总成、液动吊卡、液压管汇，回转体总成的上端与齿轮箱相接，独立于主轴运动；扭矩臂总成、背钳总成、防喷器总成、倾斜机构、液动吊卡、液压管汇悬挂于旋转头下，与旋转头一起做顺时针、逆时针方向运动。 

扭矩臂总成包括扭矩梁、螺母和、销钉、销轴和、螺栓、和、弹簧、弹簧立柱、垫圈和、开口销和、螺母、底板、间隔环Ⅰ、间隔环Ⅱ、间隔环Ⅲ、背钳悬挂架、铜套、和、滚轴和、黄油嘴、IBOP倾斜支架、IBOP液缸、液缸固定销、耳轴套、安全销、管线配套弯头、背钳定位杆；扭矩梁上端两边的加厚部分两孔为销轴孔，连接到回转总成的背面下端，两销孔同轴，其四个相关端面平行；扭矩梁下端连接背钳总成，以销轴为中心做相应摆动；背钳定位杆可将背钳总成固定在扭矩臂总成的三个相应位置，方便上防喷器、下防喷器、钻杆的上卸扣，背钳定位杆通过螺母、安全销固定在扭矩梁上；背钳悬挂架、底板、间隔环Ⅰ、间隔环Ⅱ、间隔环Ⅲ、销轴、螺栓、弹簧、弹簧立柱、开口销、螺母组成背钳总成的悬挂系统，背钳悬挂架是通过销轴、螺栓与弹簧、弹簧立柱连为一体，底板上有多个间隔环，底板使用螺栓、垫片固定在扭矩梁的下端面上；IBOP执行机构包括IBOP倾斜支架、销轴、铜套、滚轴、螺母、垫圈、黄油嘴、开口销、IBOP液缸、液缸固定销、耳轴套，IBOP液缸底部左右两端带有转动轴，两个转动轴连接两个耳轴套，耳轴套内部衬有铜套，两个耳轴套固定在扭矩梁相应的两孔内，同轴，固定耳轴套的两孔和扭矩梁上端的两销轴孔平行；IBOP液缸的活塞杆带有U形臂，与IBOP倾斜支架用销轴连接，IBOP倾斜支架的销轴孔内衬有铜套；IBOP倾斜支架采用两倒U形式的结构；两倒U形的连接处为IBOP液缸活塞杆连接点；IBOP倾斜支架小U型的两臂用销轴连接到扭矩梁相应的销轴处，用销轴、螺母、开口销固定；IBOP倾斜支架小U型的两臂上的销轴孔内衬铜套，IBOP倾斜支架小U型的两臂两销轴孔及扭矩梁上相应两孔的同轴，此连接点为固定旋转点；IBOP倾斜支架大U型的两臂连接滚轴、螺母、垫圈，滚轴上安装有黄油嘴，黄油嘴润滑滚轴用；两滚轴同轴，滚轴连接到IBOP执行套内；扭矩臂总成上的扭矩梁上端与回转总成相连的销轴连接IBOP液缸转动轴的销轴孔、连接IBOP液缸活塞杆的销轴孔；IBOP倾斜支架小U型的两臂的销轴孔；IBOP倾斜支架大U型的两臂连接滚轴孔的各销轴孔平行。 

扭矩梁为箱体式结构，最大承受牛·米的扭矩力。 

调整背钳在扭矩臂的位置时使两弹簧同时受力；背钳总成的重量通过弹簧作用在底板上。 

底板上有多个间隔环，可相应调整背钳总成的上下位置。