便携式液压顶部驱动装置的制作方法

本发明公开涉及油田修井装置的
技术领域：
，尤其涉及一种便携式液压顶部驱动装置。
背景技术：
：随着油田开发的不断深入，油田井下技术状况日益复杂，配备钻台的常规修井机在修井作业时存在很多问题，大修工作量逐渐增加。然而，对于处在道路、厂房、高压线等敏感区域附近的井，采用现有技术进行大修时，需要封路、拆厂房和高压线等，大幅度增加了修井成本。并且部分井位于生活区、敏感区域，因井场狭小受设备条件限制，导致这些井不能及时处理，严重影响单井产能并导致区块注采平衡失衡，影响区块开发案实施，影响油田采收率和开发效果。因此，针对油田生产现状，迫切需要研发一种修井顶驱装置，以解决因井场受限无法应用大修设备修井的技术难题。技术实现要素：鉴于此，本发明公开提供了一种便携式液压顶部驱动装置，以至少解决现有的修井驱动装置由于结构复杂、占地面积大，导致道路、厂房、高压线等敏感区域附近的油井无法应用大修设备，影响油田采收率和开发效果等问题。本发明提供的技术方案，具体为，一种便携式液压顶部驱动装置，包括：顶驱1以及液压泵站2；所述顶驱1包括：吊装机构11、壳体12、输出扭矩机构13、主轴14、水龙头15以及反扭矩机构110；所述壳体12与所述吊装机构11固定连接，且所述壳体12内设置有腔体；所述输出扭矩机构13与所述壳体12固定连接，所述输出扭矩机构13的扭矩输出端131位于所述壳体12的腔体内，所述输出扭矩机构13上设置有两个液压油接口132；所述主轴14的上部位于所述壳体12的腔体内，所述主轴14的上端与所述输出扭矩机构13的扭矩输出端131驱动连接，所述主轴14的下部位于所述壳体12的外部且向下延伸，所述主轴14的下部设置有空腔，所述主轴14的侧壁上设置有与所述空腔连通的通孔；所述水龙头15通过所述通孔与所述主轴14内的空腔连通；所述反扭矩机构110相对所述壳体12横行设置，且与所述壳体12固定连接；所述液压泵站2为所述顶驱1提供液压动力，且所述液压泵站2中的进油口和出油口分别与所述输出扭矩机构13中的两个液压油接口132连通。优选，所述输出扭矩机构13还设置有泄压油出口，所述泄压油出口通过管路与所述液压油箱2的进油口连通。进一步优选，所述主轴14的上端与所述输出扭矩机构13的扭矩输出端131通过花键连接。进一步优选，所述主轴14的上部套装有圆锥滚子轴承16，且所述圆锥滚子轴承16的上端通过轴承上压盖17固定，所述轴承上压盖17与所述壳体12固定，所述圆锥滚子轴承16的下端落在所述主轴14的第一轴肩141上；所述主轴14的下端套装有深沟球轴承18，所述深沟球轴承18的上端与所述壳体12的内壁相抵，所述深沟球轴承18的下端通过轴承下压盖19固定，且所述轴承下压盖19与所述壳体12的下端固定连接。进一步优选，所述主轴14的中部套装有推力轴承10，且所述推力轴承10的上端与所述主轴14的第二轴肩142相抵，所述推力轴承10的下端落在所述壳体12内腔的凸台121上。进一步优选，所述水龙头15包括：水龙头外套筒151以及外接头152；所述水龙头外套筒151套装于所述主轴14的外部，且所述水龙头外套筒151的上端与所述轴承下压盖19固定连接；所述外接头152位于所述水龙头外套筒151的一侧，与所述水龙头外套筒151连通；进一步优选，所述水龙头外套筒151与所述主轴14之间设置有旋转密封，且所述水龙头外套筒151下端用密封圈下压环以螺栓固定，所述水龙头外套筒151的上端与所述轴承下压盖19之间采用旋转密封。进一步优选，所述主轴14的下端连接有花键螺纹连接件144；所述花键螺纹连接件144的上端通过花键环与所述主轴14的下端固定，并通过顶丝锁紧，所述花键螺纹连接件144的下端设置有左旋和右旋两种连接方式。进一步优选，所述液压泵站2包括：液压油箱21、柴油发动机22、液压泵23以及控制柜24；所述液压泵23与所述柴油发动机22直连，且所述液压泵23的进油口与所述液压油箱21的出油口连通，所述液压泵23的出油口与所述控制柜24的第一进油口连通，所述控制柜24的第一出油口与所述输出扭矩机构13中一个液压油接口132连通，所述控制柜24的第二进油口与所述输出扭矩机构13中另一个液压油接口132连通，所述控制柜24的第二出油口与所述液压油箱21的进油口连通。进一步优选，所述液压泵站2还包括：液压油滤清设备；所述液压油滤清设备串联于所述液压油箱21的进油口处，所述控制柜24的第二出油口与所述液压油滤清设备的进油口连通，所述液压油滤清设备的出油口与所述液压油箱21的进油口连通。本发明提供的便携式液压顶部驱动装置，主要由顶驱和液压泵站两部分构成，其中，顶驱主要由吊装机构、壳体、输出扭矩机构、主轴、水龙头以及反扭矩机构组成，液压泵站将液压油输送到输出扭矩机构中，驱动输出扭矩机构工作，带动主轴旋转，再由主轴与外界工作部件连接，驱动外界工作部件进行修井作业，实现顶部驱动的功能，该驱动装置中的顶驱部分由于采用液压马达作为动力源，无需接电，不仅为野外工作受限提供便利条件，而且组成部件少，结构简单，重量轻，方便携带，但相对现有接电的顶驱其动力并没有减少，因此，可以代替大修修井。本发明提供的便携式液压顶部驱动装置，具有结构简单、设计合理、使用方便、占地面积小等优点，无需接电，为野外及接电困难的作业区提供便捷，可适用于各区域油井的小修替代大修使用。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明公开实施例提供的一种便携式液压顶部驱动装置的结构示意图；图2为本发明公开实施例提供的一种便携式液压顶部驱动装置中顶驱的结构示意图；图3为图2沿aa的剖面图；图4为图3中b区域的局部放大图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。参见图1为一种便携式液压顶部驱动装置，该装置主要由顶驱1和液压泵站2构成。参见图2、图3，顶驱1主要由吊装机构11、壳体12、输出扭矩机构13、主轴14、水龙头15以及反扭矩机构110构成。吊装机构11主要用于顶驱的整体固定吊装，参见图2，吊装机构11由吊臂111、拉杆112以及吊耳组成，吊臂111采用锻件加工制造，为一整体，拉杆112与吊臂111采用焊接连接，吊耳113与壳体12为整体铸造成型，拉杆112与吊耳113用吊轴连接，吊轴为焊接固定，该吊装机构的设计最大承受载荷为150t，在现场施工时，小修吊架用吊钩、吊环把顶驱吊起，以上结构完全可以满足施工时所需的载荷；参见图2，反扭矩机构110由长臂1101与长臂套1102两部分组成，长臂套1102套装于长臂1101的外部，其中，长臂套1102用螺栓固定在吊轴上，施工时利用钢丝绳与反扭矩机构110连接，固定顶驱位置，长臂1101可在长臂套1102中做轴向滑动及旋转，以保证扭矩不同时做出相应调整。壳体12内设置有腔体，输出扭矩机构13通过螺栓固定在壳体12上，且输出扭矩机构13的扭矩输出端131位于壳体12的腔体内，在输出扭矩机构13的上部设置有两个液压油接口132，为了方便连接，上述两个液压油接口132均位于壳体12的外部，该输出扭矩机构13为集液压马达、减速机以及制动机为一体的装置，其通过液压马达输出扭矩，通过减速机增大扭矩，从而达到修井作业时所需的较大扭矩，制动机起到保护液压马达在非工作状态下免受损害，采用一体结构设计，在不降低顶驱工作效率的前提下，既节约了成本，又减小了空间，使得顶驱体积、重量都有所减小，方便拆、运，为现场施工提供了便利条件。主轴14的上部插设于壳体12的空腔内，且主轴14的上端与输出扭矩机构13的扭矩输出端131连接，为了确保扭矩的稳定输出，主轴14的上端与输出扭矩机构13的扭矩输出端131优选通过花键连接，主轴14的下部位于壳体12的外部且向下延伸，该主轴14的下部为中空的结构设计，在内部形成空腔，且在主轴14下部的侧壁上设置有与其内部空腔连通的通孔，水龙头15位于壳体12的下游，相对壳体12固定连接，且水龙头15通过主轴14下部侧壁上的通孔143与其内部的空腔连通，该水龙头的设计主要用于套、磨铣修井作业，施工过程中由水龙头外接口泵入洗井液，优选，主轴上水龙头段通孔143的个数设计为4个，便于洗井液的泵入，满足套、磨铣作业时，冲洗套管及返碎屑的要求，在液压解卡施工时，可在水龙头处接入循环液打压，满足施工要求。液压泵站2主要用于为顶驱提供液压动力，且液压泵站2中的进油口和出油口分别与输出扭矩机构13中的两个液压油接口132连通，其中，液压泵站的设计方案可以有多种，只要实现提供液压动力即可，参见图1为本实施方案中提供的一种液压泵站的具体设计，该液压泵站2主要由液压油箱21、柴油发动机22、液压泵23以及控制柜24，液压泵23与柴油发动机22直连，由柴油发动机22提供动力，本实施方案中，柴油发动机23选用潍柴zh4105zd(转速1500转/分，功率56kw)柴油机，作为整个装置的动力装置，配备200l柴油箱，液压泵23的进油口与液压油箱21的出油口连通，液压泵23的出油口与控制柜24的第一进油口连通，控制柜24的第一出油口与输出扭矩机构13中一个液压油接口132连通，控制柜24的第二进油口与输出扭矩机构13中另一个液压油接口132连通，控制柜24的第二出油口与液压油箱21的进油口连通，上述液压泵站的主要工作过程为：通过液压泵将液压油箱内的液压油输送到控制柜中，控制柜根据不同负载扭矩的变化而进行液压油的压力以及流量调节后，输送到顶驱的输出扭矩机构中，完成输出扭矩机构所需的工作载荷，输出扭矩机构驱动主轴旋转，再由主轴与外界工作部件连接，例如：钻杆以及修井工具等，以驱动钻杆以及修井工具进行修井作业，实现顶部驱动的功能，此外，输出扭矩机构13上的两个液压油接口132与控制柜24的第一出油口和第二进油口的连通关系可以互换，通过互换进而实现顶驱的正转和反转。为了将液压泵站设置在远离井口的位置，以确保现场工作人员的施工安全，作为技术方案的改进，将输出扭矩机构13上的两个液压油接口132与控制柜24的第一出油口和第二进油口连通的管路可以设计的长些，通过盘线轮收纳，进而实现液压泵站的远离井口设置。上述实施方案中的便携式液压顶部驱动装置，结构简单，方便拆卸，体积小，重量轻，但输出扭矩并没有减小，而且可以调整不同的转速和扭矩，适用于不同的修井工具，同时可以防止大扭矩损坏工具及井上其他装置；采用输出扭矩机构装置，由于它的对称性，可以实现正、反扭矩的输出，方便井下不同工况的作业要求。根据实际的性能测试，获得上述便携式液压顶部驱动装置的技术参数如下：驱动方式液压驱动最大载荷150t转速范围0-50r/min工作扭矩(左、右旋)2000-6000n.m液压系统最大工作压力16mpa水龙头通径dn50本体重量1.6t工作环境温度-35℃～60℃海拔≤1000m为了防止输出扭矩机构13超负荷时受损，作为技术方案的改进，在输出扭矩机构13上还设置有泄压油出口，该泄压油出口通过管路与液压油箱2的进油口连通，以实现对输出扭矩机构的超负荷保护。为了提高主轴14的承载能力以及提高其运行稳定性，本实施方案提供了一种主轴14的具体连接方案，参见图3，主轴14的上部套装有圆锥滚子轴承16，且圆锥滚子轴承16的上端通过轴承上压盖17固定外环，轴承上压盖17与壳体12固定，圆锥滚子轴承16的下端内环落在主轴14的第一轴肩141上，主轴14的下端套装有深沟球轴承18，深沟球轴承18的上端与壳体12的内壁相抵，深沟球轴承18的下端通过轴承下压盖19固定，且轴承下压盖19与壳体12的下端固定连接，图中所示深沟球轴承的个数为2个。参见图3，还可在主轴14的中部套装有推力轴承10，且推力轴承10的上端与主轴14的第二轴肩142相抵，推力轴承10的下端落在壳体12内腔的凸台121上，以承受较大的轴向力。参见图4水龙头15主要由水龙头外套筒151以及外接头152构成，水龙头外套筒151套装于主轴14的外部，且水龙头外套筒151的上端与轴承下压盖19固定连接，外接头152位于水龙头外套筒151的一侧，与水龙头外套筒151连通。为了提高水龙头15连接的密封性，参见图4，水龙头外套筒151与主轴14之间设置有旋转密封153，且水龙头外套筒151下端用密封圈下压环154以螺栓155固定，水龙头外套筒151的上端与轴承下压盖19之间采用旋转密封156。为了方便主轴14与外界大修装置连接，作为方案的改进，参见图2、图3，在主轴14的下端连接有花键螺纹连接件144，且花键螺纹连接件144的上端通过花键环与主轴14的下端固定，并通过顶丝锁紧，花键螺纹连接件144的下端设置有左旋和右旋两种连接方式。为了提高泵站系统中液压油的清洁性，避免作业时发生设备堵塞，作为技术方案的改进，在便携式液压顶部驱动装置中还设置有液压油滤清设备，该液压油滤清设备串联于液压油箱2的进油口处，控制柜4的第二出油口通过管路与液压油滤清设备的进油口连通，液压油滤清设备的出油口通过管路与液压油箱2的进油口连通，进而使返回的液压油均经过过滤，以避免杂质的带入。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本
技术领域：
中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。当前第1页12