[发明专利]回转设备液压驱动装置和驱动方法

说明书

本发明公开了一种回转设备液压驱动装置和驱动方法，其涉及油气开采技术领域，装置包括：壳体，壳体内具有环形空腔；至少部分设置在空腔中的回转体，回转体上安装有夹持件和驱动夹持件移动的液压油缸，回转体的侧壁上具有齿圈；能与齿圈相啮合以驱动回转体转动的动力机构；对驱动夹持件移动的液压油缸进行供油和保压的液压系统，液压系统中至少包括：用于驱动液压油流动的泵、驱动所述夹持件的第一液压油缸；设置在壳体上的导轨、马达以及驱动马达移动的第二液压油缸，马达设置在导轨上可在第二液压油缸的驱动下沿着导轨滑动。本申请在安装在回转体上的夹持件在夹持液压系统驱动下夹持住被夹持件的前提下，回转体能够带动被夹持件进行转动。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种回转设备液压驱动装置和驱动方法。

背景技术

在油气开发过程中，特别是石油钻采作业中，需要完成大量螺纹连接的上扣操作，耗时耗力，因此，研制一种能完成上扣操作的高效自动化设备就成为一个备受关注的工程问题。

在目前的石油钻井作业中，螺纹连接上扣操作常用的设备是液压大钳和铁钻工。对于液压大钳而言，液压大钳自动化程度低，同时其采用纯机械方法夹持钻具，而且一种规格的钳头夹持管柱的尺寸范围有限。对于铁钻工而言，铁钻工的自动化程度较高，采用液压油缸驱动卡爪夹持管柱上扣，可以适应较大尺寸范围的钻具。但是，铁钻工的上扣操作需分步完成，使用两组夹持装置多次夹持钻具，该过程导致其效率较低。以进行上扣操作为例，铁钻工需先以较小的扭矩、较快的速度、一次夹持整圈连续回转完成旋扣操作，然后以较大的扭矩、较慢的速度、多次夹持多次小角度回转完成紧扣操作，这种分步操作存在着如下不足：小扭矩快速旋扣操作和大扭矩慢速紧扣两种操作至少需要两次夹持才能完成，效率大大降低；尤其是铁钻工大扭矩紧扣时，夹持住管柱后不能连续旋转，只能夹持一次转动一个小角度，然后夹持退回原位，再重新夹持重新旋转，如此反复，直至拧紧，是断续的旋转拧紧过程，效率较低。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种回转设备液压驱动装置和驱动方法，在安装在回转体上的夹持件在夹持液压系统下夹持住被夹持件的前提下，回转体能够进行转动从而进行上扣或卸扣等操作，不需要被连接的液压管线限制回转体的转动。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种回转设备液压驱动装置，所述回转设备液压驱动装置包括：

壳体，所述壳体具有环形空腔；

回转体，其至少部分设置在所述壳体环形空腔中，所述回转体在所述环形空腔中能够相对于所述壳体转动，所述回转体的侧壁上具有齿圈，所述回转体的侧壁上具有开口；

夹持件，其设置于所述回转体上以实现夹持功能；

动力机构，其能与所述齿圈相啮合并驱动所述回转体相对所述壳体转动；

液压系统，其设置于所述回转体上，其用于驱动所述夹持件移动以及实现所述夹持件对被夹持件的夹持功能，所述液压系统至少包括：驱动动力液流动的泵、驱动所述夹持件的第一液压油缸；

设置于所述壳体上的导轨、马达以及第二液压油缸，所述马达设置在所述导轨上并能在所述导轨上滑动，所述第二液压油缸两端分别与所述壳体和所述马达连接以驱动所述马达在所述导轨上滑动，实现所述马达与所述回转体上所述泵的连接和脱离，当所述马达与所述泵连接时，可驱动所述回转体上所述液压系统运转，实现夹持件对被夹持件的夹持和释放功能，所述泵和所述马达通过所述回转体上的所述开口实现连接和脱离；

所述回转设备液压驱动装置至少具有两种状态：在第一种状态下，所述第二液压油缸驱动所述马达与所述泵相脱离，所述回转体与所述壳体之间能相对转动；在第二种状态下，所述第二液压油缸驱动所述马达在所述导轨上滑动并与所述泵连接，以使所述马达能驱动所述液压系统中的所述泵运转。