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CN105672907A - 一种新型钻井起升系统 - Google Patents

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CN105672907A
CN105672907A CN201610154681.6A CN201610154681A CN105672907A CN 105672907 A CN105672907 A CN 105672907A CN 201610154681 A CN201610154681 A CN 201610154681A CN 105672907 A CN105672907 A CN 105672907A
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CN
China
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guide column
lifting platform
reducer
guide
guide assembly
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Pending
Application number
CN201610154681.6A
Other languages
English (en)
Inventor
钟功祥
祝令闯
徐运来
吕志忠
范德刚
彭彩珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/081—Screw-and-nut feed mechanisms

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种新型钻井起升系统，它包括电机、减速机、联轴器、角接触轴承、滑轨、机架、起升平台、导向总成、大钩、底座、上侧导向柱、中间导向柱、下侧导向柱、螺杆。所述电机和减速机位于机架顶部，减速机两个输出轴通过联轴器与两个螺杆联接，两个螺杆旋向相反；螺杆全部由双螺纹槽交叉组成，螺纹槽的旋向左右相反；所述起升平台下面可以安装大钩，也可以安装顶驱系统；起升平台与导向总成连接在一起，由导向总成带动起升平台上下往复运动；两个螺杆的导向总成内的导向柱对称安装，以平衡螺旋上升时产生的侧向力。本发明结构简单，降低钻井成本，方便维修保养；整个起升系统占地面积小，整机质量轻，且便于运输。

Description

一种新型钻井起升系统
技术领域
本发明涉及一种新型钻井起升系统，属于石油天然气钻采机械技术领域。
背景技术
在石油钻采中，起升系统主要功能是起下钻具、下套管，控制钻压及钻头钻进，由绞车、天车及井架组成，在钻井过程中需要不同设备的相互配合完成钻进，但众多的设备对能耗、维修保养提出挑战，尤其面对目前油价过低的情况，迫切需要对新型起升设备进行研究和讨论，以满足当前国内外石油行业形势的需要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种新型钻井起升系统，以螺旋传动变直线运动方式的起升系统，降低起升系统的复杂性，使其结构趋于简单化，大大降低钻井成本。
本发明为解决所提出的问题所采用的技术方案是：
本发明一种新型钻井起升系统，包括电机、减速机、联轴器、角接触轴承、滑轨、机架、起升平台、导向总成、大钩、底座、上侧导向柱、中间导向柱、下侧导向柱、螺杆。所述电机和减速机位于机架顶部，采用立式安装，减速机两个输出轴通过联轴器与两个螺杆联接，两个螺杆旋向相反；螺杆全部由双螺纹槽交叉组成，螺纹槽的旋向左右相反；所述起升平台下面可以安装大钩，也可以安装顶驱系统；起升平台与导向总成连接在一起，由导向总成带动起升平台上下往复运动；导向柱包括上侧导向柱、中间导向柱、下侧导向柱；两个螺杆的导向总成内的导向柱对称安装，以平衡螺旋上升时产生的侧向力。
所述螺杆可以是两根，也可以是四根，工作时将螺杆的螺旋传动变为起升平台的直线运动，使其在螺杆上的运动更平稳。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明的钻井起升系统可取代传统起升系统中的绞车、天车及井架；结构简单，有效降低钻井成本，方便维修保养。2、采用螺杆螺纹槽交叉传动结构，克服加速度和惯性载荷过大的问题，确保了电机单向运转使平稳工作。3、整个起升系统占地面积小，整机采用桁架结构，型材为矩形钢，整机质量更轻，且便于运输。4、可根据不同钻井情况，通过增加螺杆的长度，以满足不同条件下的钻井。
附图说明
图1是本发明一种新型钻井起升系统的示意图。
图中，1.电机；2.减速机；3.联轴器；4.角接触轴承；5.滑轨；6.机架；7.起升平台；8.导向总成；9.大钩；10.底座；11.上侧导向柱；12.中间导向柱；13.下侧导向柱；14.螺杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作具体描述：
如图1所示，本发明一种新型钻井起升系统，包括电机1、减速机2、联轴器3、角接触轴承4、滑轨5、机架6、起升平台7、导向总成8、大钩9、底座10、上侧导向柱11、中间导向柱12、下侧导向柱13、螺杆14。所述电机1和减速机2位于机架顶部，采用立式安装，减速机2两个输出轴通过联轴器3与两个螺杆14联接，两个螺杆14旋向相反；螺杆14全部由双螺纹槽交叉组成，螺纹槽的旋向左右相反；所述起升平台7下面可以安装大钩，也可以安装顶驱系统；起升平台7与导向总成8连接在一起，由导向总成8带动起升平台7上下往复运动；导向柱包括上侧导向柱11、中间导向柱12、下侧导向柱13；两个螺杆14的导向总成8内的导向柱对称安装，以平衡螺旋上升时产生的侧向力。
螺杆14可以是两根，也可以是四根，工作时将螺杆14的螺旋传动变为起升平台7的直线运动，使其在螺杆14上的运动更平稳。
起升系统进行正常工作时，通过电机1驱动减速机2运转，减速机2的两个输出轴通过联轴器3驱动两根螺杆14的转动，两根螺杆14旋向相反，由于螺杆14采用双螺纹槽旋向相反的交叉组合，当起升平台7中的导向总成8运动到双螺旋槽的交叉口时，上侧导向柱11首先运动到螺旋槽交叉口，此时只有中间导向柱12与下侧导向柱13在下槽面承受载荷且继续沿螺旋槽滚动，当上侧导向柱11通过螺旋交叉口后，下侧导向柱13及中间导向柱12分别通过剩余导向柱的交替承载，依次通过双螺旋槽交叉口，实现导向总成8带动起升平台7沿螺杆14的平稳传动。
当导向总成8通过螺杆14顶端的最后一个双螺旋槽交叉口后，导向总成8将沿着一个非等距的螺旋槽运动，在螺杆14螺旋槽的顶部位置时，上侧导向柱11与螺旋槽的上槽面接触，由于受到上槽面的作用力，从而上侧导向柱11完成换向，各个导向柱交替受到上槽面作用力，依次完成换向；通过导向总成8顶部和底部的变向，实现螺杆14的单向旋转变为导向总成8带动起升平台7的往复直线运动，起升平台7上下往复的直线运动完成起下钻具、下套管，控制钻压及钻头钻进。

Claims (2)

1.一种新型钻井起升系统，包括电机(1)、减速机(2)、联轴器(3)、角接触轴承(4)、滑轨(5)、机架(6)、起升平台(7)、导向总成(8)、大钩(9)、底座(10)、上侧导向柱(11)、中间导向柱(12)、下侧导向柱(13)、螺杆(14)，其特征在于，所述电机(1)和减速机(2)位于机架顶部，采用立式安装；减速机(2)两个输出轴通过联轴器(3)与两个螺杆(14)联接，两个螺杆(14)旋向相反；螺杆(14)全部由双螺纹槽交叉组成，螺纹槽的旋向左右相反；所述起升平台(7)下面可以安装大钩，也可以安装顶驱系统；起升平台(7)与导向总成(8)连接在一起，由导向总成(8)带动起升平台(7)上下往复运动；导向柱包括上侧导向柱(11)、中间导向柱(12)、下侧导向柱(13)；两个螺杆(14)的导向总成(8)内的导向柱对称安装，以平衡螺旋上升时产生的侧向力。
2.根据权利要求1所述的一种新型钻井起升系统，其特征在于，螺杆(14)可以是两根，也可以是四根，工作时将螺杆(14)的螺旋传动变为起升平台(7)的直线运动，使其在螺杆(14)上的运动更平稳。
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