專利名稱：花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機械離合技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置。
背景技術(shù)：
目前，頂部驅(qū)動系統(tǒng)(簡稱頂驅(qū))替代了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn),鉆桿的作業(yè)方式，極大地提高了 石油天然氣鉆井的作業(yè)效率和作業(yè)安全性，是目前髙標(biāo)準(zhǔn)和高難度石油天然氣鉆井作業(yè)必備 的裝備。旋轉(zhuǎn)頭是頂驅(qū)管子處理器的重要組成部件。管子處理器是頂驅(qū)的重要組成部分，用 于鉆具提取、上卸扣等作業(yè)的自動機械臂。
現(xiàn)有的頂，用銷子配合銷孔的方式來離合及鎖定旋轉(zhuǎn)頭。銷子是一個底端固定于頂驅(qū) 主體的液壓油缸的活塞桿，在旋轉(zhuǎn)頭上部的齒輪盤相應(yīng)的圓周上有均布銷孔。液缸的活塞桿 收縮時，旋轉(zhuǎn)頭處于自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；活塞桿伸出并銷入齒輪盤的銷孔時，旋轉(zhuǎn)頭被鎖定。
此旋轉(zhuǎn)頭鎖定機構(gòu)結(jié)構(gòu)存在下列兩點不足 一是銷子銷入銷孔通常需要較長時間，比較 困難，經(jīng)常影響鉆井作業(yè)效率。原因是在每一次鎖定作業(yè)之前，旋轉(zhuǎn)頭的初始位置是隨機的， 頂驅(qū)的控制系統(tǒng)需要持續(xù)間隙地轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)頭同時伸出活塞桿，直至活塞桿銷入旋轉(zhuǎn)頭上的銷 孔。二是液缸的活塞桿被反復(fù)地當(dāng)作旋轉(zhuǎn)鎖定銷使用，在頂驅(qū)進行鉆具的上卸扣作業(yè)時承受 大沖擊剪切載荷，因此該液缸的工作壽命較短，容易漏油，造成工作環(huán)境污染并給作業(yè)現(xiàn)場 帶來安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，而提供了一種花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋 轉(zhuǎn)頭鎖定裝置。
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，鎖定準(zhǔn)確快速，解鎖方便、工作壽命長、安全 可靠的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置。
本實用新型采取如下技術(shù)方案
花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，旋轉(zhuǎn)頭上裝有齒輪盤，其旋轉(zhuǎn)運動由固定于頂驅(qū) 主體的液壓馬達驅(qū)動齒輪盤來實現(xiàn),其特點是頂驅(qū)主體上固定有鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭，旋轉(zhuǎn)頭 齒輪盤花鍵法蘭固定在旋轉(zhuǎn)頭上；鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭和旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭相對安裝，外 徑上套裝有鎖定環(huán)，鎖定環(huán)連裝有液缸，液缸連接在頂驅(qū)主體上。
本實用新型還可以采用如下技術(shù)措施
所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特點是鎖定環(huán)兩側(cè)對稱的耳板處連裝 兩支液缸，兩支液缸的另一端通過液缸連接銷連接在頂驅(qū)主體的液缸支座上。
所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特點是鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭和旋轉(zhuǎn)頭齒 輪盤花鍵法蘭外徑上通過公母花鍵配合方式套裝有鎖定環(huán)。
所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特點是旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭花鍵齒 上端和鎖定環(huán)花鍵齒下端修尖。
所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特點是驅(qū)主體上通過螺栓固定有鎖定 導(dǎo)向花鍵法蘭。
所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特點是旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭通過螺 栓固定在旋轉(zhuǎn)頭上。
所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特點是液to^接頂驅(qū)液壓控制系統(tǒng)。 本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果
花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置由于采用了本實用新型全新的技術(shù)方案，采用端部 修尖的公母漸開線花鍵，小幅度間隙地轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)頭同時伸出液缸活塞桿，推下鎖定環(huán)，旋轉(zhuǎn) 頭在操作指令的瞬間即能被鎖定，而縮回活塞桿，提起鎖定環(huán)，旋轉(zhuǎn)頭立即被解鎖，可以自 由旋轉(zhuǎn)又由于此處液缸只用于軸向提起和推下鎖定環(huán)，兩端采用用鉸接和銷接連接,液缸 桿不受剪切力，液缸的工作壽命得到保障；同時，漸開線花鍵的設(shè)計保證圓周多齒同時嚙合， 有利于結(jié)構(gòu)在頂驅(qū)處理鉆具上卸扣時承受較大的剪切沖擊力。因此，本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè) 計合理、工作壽命長，能較大地提髙頂驅(qū)在石油鉆井作業(yè)中的工作效率、減少設(shè)備維修時間 和費用、改善作業(yè)環(huán)境、提高作業(yè)安全性等優(yōu)點和積極效果。


圖1是本實用新型旋轉(zhuǎn)頭處于解鎖狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖:
圖2是本實用新型旋轉(zhuǎn)頭被鎖定狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l-頂驅(qū)主軸、2-旋轉(zhuǎn)頭、3-旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭、4~鎖定環(huán)、5-鎖定導(dǎo)向花鍵法 蘭、6"螺栓、7-頂驅(qū)主體、8-液缸支座、9-液缸連接銷、10^液缸。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細 說明如下
參閱附圖1和圖2。
實施例1
花鍵離合式頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，由頂驅(qū)主軸l、旋轉(zhuǎn)頭2、旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭3、 鎖定環(huán)4、鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭5、螺栓6、頂驅(qū)主體7、液缸支座8、液缸連接銷9、液缸IO 組成。鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭5通過螺栓6固定在頂驅(qū)主體7上，旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭3通過 螺栓固定在旋轉(zhuǎn)頭2上。鎖定環(huán)4通過公母花鍵配合方式套在鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭5的外徑上， 并在其兩側(cè)對稱的耳板處與兩支液缸10連接，兩支液缸10的另一端通過液缸連接銷9連接 于固定在頂驅(qū)主體7的液缸支座8上。液缸10和旋轉(zhuǎn)頭2的運動由頂驅(qū)的控制系統(tǒng)及液壓系 統(tǒng)控制，頂驅(qū)主軸1穿過旋轉(zhuǎn)頭2中心。閣1中，旋轉(zhuǎn)頭處于解鎖狀態(tài)，圖2指示了旋轉(zhuǎn)頭 被鎖定的狀態(tài)。
頂驅(qū)在正常鉆進作業(yè)中，旋轉(zhuǎn)頭2處于解鎖狀態(tài)，如圖1所示。當(dāng)頂驅(qū)在進行鉆具上卸 扣作業(yè)時，頂驅(qū)接受到鎖定旋轉(zhuǎn)頭2的指令后，頂驅(qū)的控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)將間隙地小位移 轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)頭2,同時使液缸10的活塞桿伸出，推下鎖定環(huán)4，使得鎖定環(huán)4和鎖定導(dǎo)向花鍵 法蘭5和齒輪盤花鍵法蘭3同時捏合，由于上述描述的連接結(jié)構(gòu)，鎖定環(huán)4起到鎖定旋轉(zhuǎn)頭 2的作用，同時將旋轉(zhuǎn)頭上承受的反扭矩ffl5l漸開線花鍵的連接，傳遞到頂驅(qū)主體7上。
本實用新型的動作原理在頂驅(qū)作業(yè)中，液缸10用于控制鎖定環(huán)4的軸向上下位置， 鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭5在周向給鎖定環(huán)4的軸向運動起著導(dǎo)向作用。鎖定環(huán)4處于軸向上位時， 與旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭3不嚙合，旋轉(zhuǎn)頭可自由旋轉(zhuǎn)，如圖l所示；當(dāng)鎖定環(huán)4處于軸向 下位時，與鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭5和旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭3同時嚙合，旋轉(zhuǎn)頭被鎖定，同時, 鎖定環(huán)4起著傳遞扭矩的作用，將旋轉(zhuǎn)頭2承受的扭矩傳遞到頂驅(qū)主體7上，如圖2所示。
權(quán)利要求1. 一種花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，旋轉(zhuǎn)頭上裝有齒輪盤，其特征是頂驅(qū)主體(7)上固定有鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭(5)，旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭(3)固定在旋轉(zhuǎn)頭(2)上；鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭(5)和旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭(3)相對安裝，外徑上套裝有鎖定環(huán)(4)，鎖定環(huán)(4)連裝有液缸(10)，液缸(10)連接在頂驅(qū)主體(7)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特征是鎖定環(huán)(4) 兩側(cè)對稱的耳板處連裝兩支液缸(10),兩支液缸(10)的另一端通過液缸連接銷(9) 連接在頂驅(qū)主體(7)的液缸支座(8)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特征是鎖定導(dǎo)向花 鍵法蘭(5)和旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭(3)外徑上通過公母花鍵配合方式套裝有鎖定 環(huán)(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特征是旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭(3)花鍵的齒上端和鎖定環(huán)(4)花鍵的齒下端修尖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特征是驅(qū)主體(7)上通過螺栓(6)固定有鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭(5)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特征是旋轉(zhuǎn)頭齒輪 盤花鍵法蘭(3)通過螺栓固定在旋轉(zhuǎn)頭(2)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，其特征是液缸(10) 連接頂驅(qū)液壓控制系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及一種花鍵離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置。本實用新型屬于機械離合技術(shù)領(lǐng)域?；ㄦI離合式鉆機頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭鎖定裝置，旋轉(zhuǎn)頭上裝有齒輪盤，其特點是頂驅(qū)主體上固定有鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭，旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭固定在旋轉(zhuǎn)頭上；鎖定導(dǎo)向花鍵法蘭和旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤花鍵法蘭相對安裝，外徑上套裝有鎖定環(huán)，鎖定環(huán)連裝有液缸，液缸連接在頂驅(qū)主體上。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，鎖定準(zhǔn)確快速，解鎖方便、工作壽命長、工作效率高、設(shè)備維修成本低、作業(yè)安全性高等優(yōu)點。
文檔編號E21B3/02GK201078184SQ200720097399
公開日2008年6月25日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者忱 劉, 杰 崔, 李學(xué)軍 申請人:天津瑞靈石油設(shè)備有限公司