[实用新型]一种结构新颖的轻便顶部驱动装置

说明书

本实用新型涉及钻井装置，特别是一种环形油缸钻杆夹紧背钳的顶部驱动钻井装置。

现在国外有五个国家七个公司生产各种类型的顶部驱动装置，上卸扣机构是顶部驱动装置中一个很重要的部分。但无论是自平衡式上卸扣机构，如MH公司DDM500型所采用的结构(self-balance tong)，还是大多数厂商所采用的背钳式结构(back up tong)都随着吊环、吊卡一起转动(见图1)，整个转动部分称之为回转头(rotating head)。从钻井工艺上只要求吊环带动吊卡自由转动，或是对准二层台排放钻杆；或是去鼠洞抓取钻具；或是在正常钻井时后摆。上卸扣机构跟着吊环吊卡一起转动的原因是两个吊环之间空间有限，而现有的各种上卸扣机构尺寸在吊环摆动方向上都较大，如果上卸扣机构不跟着吊环一起转动，就会发生干涉。

本实用新型的目的即在于针对上述现有技术中上卸扣机构跟着吊环吊卡一起转动在吊环摆动方向上尺寸较大以及易于发生干涉的问题，而提供一种结构新颖的轻便顶部驱动装置，它是采用一个环形油缸施力的夹紧背钳机构。环形油缸的有效施力面积大，外形尺寸小，整个背钳可以做得很小，且外形为圆柱形，可以安置在吊环之间，当吊环带动吊卡转动时并不会发生干涉。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：一种结构新颖的轻便顶部驱动装置，包括吊环座(11)、悬挂体(13)、夹紧背钳(14)、反扭矩杆(15)、吊环(17)和防喷器控制机构(19)，夹紧背钳(14)是一种环形油缸结构，它的钳体(24)内装有环形缸简(25)，在环形缸筒(25)内装有环形活塞(26)，环形活塞(26)下部有轴向滑动块(21)，并通过连杆(22)与径向滑动块(23)连接，径向滑动块(23)的内侧即为钳口，在钳口上镶嵌有牙板(30)；在轴向滑动块(21)下面装有复位弹簧(29)。悬挂体(13)与减速箱体(2)的下部延伸部分(12)以螺纹连接在一起，吊环座(11)坐落在悬挂体(13)上面。夹紧背钳(14)的反扭矩杆(15)直接与悬挂体(13)相连接。防喷器控制机构(19)直接与悬挂体(13)相连接。

本实用新型具有以下优点：采用不随吊环吊卡一起转动的环形夹紧背钳，大大简化了回转头的机构，环形夹紧钳的悬挂体(hanging body)与减速箱体结为一体，操纵内防喷器运动的机构也与此相结合，所以操纵环形夹紧钳及内防喷器的油缸的油道都不需要经过旋转动密封。因而，旋转动密封工作油道只剩下2个，即控制吊环倾斜的油道。全部旋转的运动部分只是吊环、吊卡及吊环座。由于吊环座直接坐落在与减速箱固结成一体的悬挂体上，软着陆机构及锁紧机构也省略了。整个顶部驱动装置本体显得非常简单紧凑，但旋转、内防喷器、夹紧背钳等各种功能却一应俱全。

附图的图面说明如下：

图1是现有的顶部驱动装置结构图

图2是本实用新型的顶部驱动装置结构图

图3a、3b是环形夹紧背钳结构图

如图2所示，本实用新型的顶部驱动装置由吊环座11、悬挂体13、夹紧背钳14、反扭矩杆15、吊环17和防喷器控制机构19等零部件组成，由于这种结构新颖的顶部驱动装置结构十分简单，没有回转头的锁紧机构，因为夹紧背钳是固定不动的，反扭矩直接作用在减速箱体2上，所以不需要锁紧机构，也没有软着陆机构，悬挂体13与减速箱体2的下部延伸部分12以螺纹连接在一起。吊环座11坐落在悬挂体13上面，夹紧背钳14的反扭矩杆15直接与悬挂体13相连接，防喷器控制机构19也直接与悬挂体13相连接。在悬挂体13与钻杆套之间的动密封装置16只有二个工作油道18。

图3a、3b所示为夹紧背钳14的具体结构，在钳体24内装有环形缸筒25，在环形缸简25内装有环形活塞26，在钳体24上部有压力油的进油道27，在环形缸筒25下部有回位油道28，在环形活塞26的下部有轴向滑动块21，在轴向滑动块21上通过柱销与连杆22连接，而连杆22的另一端则与径向滑动块23上的柱销连接。径向滑动块23的内侧即为钳口，并在钳口上镶嵌有牙板30。图3a中所示为钳口夹紧状态，即当环形活塞26在压力油的作用下移时，推动轴向滑动块21下移，并压缩装在轴向滑动块21下面的复位弹簧29，由于连杆22的长度不变，必然使径向滑动块23产生径向位移从而夹紧钻杆1，此时夹紧力是油压与弹簧力的综合作用结果。

图3b所示为松开状态，当压力油从回位油道28泄回时，复位弹簧29使轴向滑块21推动环形活塞26向上移动，由于连杆22的长度不变，必然带动径向滑动块23产生径向的向外移动，从而松开钻杆1。