一种多工艺顶部电驱动钻井装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111395947A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010215241.3E21B15/00(2006.01)(22)申请日2020.03.24F16H3/091(2006.01)F16H57/023(2012.01)(71)申请人中国地质装备集团有限公司F16H61/30(2006.01)地址100102北京市朝阳区望京西园221号博泰大厦5层申请人中地装（北京）科学技术研究院有限公司(72)发明人何磊沈怀浦黄洪波朱江龙周政臧臣坤孙军盈韩菲(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人齐胜杰(51)Int.Cl.E21B3/02(2006.01)E21B7/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种多工艺顶部电驱动钻井装置(57)摘要本发明涉及一种多工艺顶部电驱动钻井装置，包括动力水龙头、变速箱、动力源、提吊装置、管柱处理机构、动力吊卡、背钳、滑车、导轨和液压系统；变速箱上端与动力水龙头下端相连，变速箱包括输入轴、输出轴、换挡机构以及多级减速齿轮组，换挡机构通过调整多级减速齿轮组的匹配关系来调整输入轴与输出轴的转速比，提吊装置与壳体相连；提吊装置与壳体相连，摆动架转动设置在提吊装置的两侧；管柱处理机构包括吊环、第一转轴和第一液压油缸；背钳通过支架安装在变速箱的下端；滑车安装在变速箱上，液压系统通过液压管道与背钳、管柱处理机构以及动力吊卡相连。本发明通过设置具有换挡机构的变速箱，实现了施工单位的一机多用。CN111395947ACN111395947A权利要求书1/2页1.一种多工艺顶部电驱动钻井装置，其特征在于，包括：动力水龙头、变速箱、动力源、管柱处理机构、滑车、导轨；所述动力水龙头包括壳体、提环、空心主轴和钻井液循环机构；所述钻井液循环机构连接外部钻井液管道和所述空心主轴，所述提环和所述钻井液循环机构安装在所述壳体的顶部，所述空心主轴可转动地依次穿过所述壳体、所述变速箱和所述管柱处理机构；所述变速箱上端与所述动力水龙头下端相连，所述变速箱包括输入轴、输出轴、换挡机构以及设置于所述输入轴和输出轴之间的多级减速齿轮组，所述换挡机构通过调整所述多级减速齿轮组的匹配关系来调整所述输入轴与所述输出轴的转速比，所述空心主轴贯穿所述输出轴且与所述输出轴同轴固定连接；所述动力源与所述输入轴相连；所述管柱处理机构用于提吊钻杆，以使钻杆与所述空心主轴相连；所述滑车安装在所述变速箱上，所述滑车能够在所述导轨上滑动。2.如权利要求1所述的多工艺顶部电驱动钻井装置，其特征在于，所述管柱处理机构还包括提吊装置、吊环、第一转轴、第一液压油缸、动力吊卡和背钳；所述提吊装置与所述壳体相连，所述提吊装置包括成对的摆动架和成对的第二转轴，所述摆动架通过所述第二转轴转动设置在所述提吊装置的两侧；所述第二转轴与所述第一转轴相互垂直，所述吊环通过所述第一转轴转动设置在所述摆动架的下端，所述第一液压油缸的第一端与所述摆动架铰接且所述第一液压油缸的第二端与所述吊环的中部铰接；所述动力吊卡设置在成对的所述吊环的自由端上；所述背钳通过支架安装在所述变速箱的下端，钻杆能够穿过所述背钳并通过螺纹与所述空心主轴的自由端相连；所述多工艺顶部电驱动钻井装置还包括液压系统，所述液压系统设置有相互连接的液压集成阀组和电控箱，所述液压集成阀组通过液压管道与所述背钳、所述第一液压油缸以及所述动力吊卡相连。3.如权利要求2所述的多工艺顶部电驱动钻井装置，其特征在于，所述动力源包括成对的变频电机，所述输入轴成对地设置在所述变速箱的两端并与所述变频电机一一对应相连。4.如权利要求3所述的多工艺顶部电驱动钻井装置，其特征在于，所述多级减速齿轮组包括设置在中间轴上且半径不同的第一中间齿轮和第二中间齿轮以及均通过轴承设置在所述输出轴上且半径不同的第一输出齿轮和第二输出齿轮，所述中间轴与所述输入轴相互平行设置且通过齿轮传动，所述第一中间齿轮和所述第一输出齿轮啮合，所述第二中间齿轮和所述第二输出齿轮啮合，所述换挡机构设置有同步轮，所述同步轮设置在所述输出轴上并与所述输出轴周向限位，所述同步轮能够在所述输出轴上轴向移动，并能够与所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮其中任意一个卡合。5.如权利要求4所述的多工艺顶部电驱动钻井装置，其特征在于，所述换挡机构还包括第二液压油缸和设置在第二液压油缸上的换挡拨叉，所述换挡拨叉上形成有安装孔，所述同步轮通过轴承安装于所述安装孔内，所述第二液压油缸移动所述换挡拨叉使所述同步轮在所述输出轴上轴向移动，所述第二液压油缸与所述液压集成阀组相连。6.如权利要求1-5任意一项所述的多工艺顶部电驱动钻井装置，其特征在于，所