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一种液压动力倒扣装置

阅读：1038发布：2020-07-28

IPRDB可以提供一种液压动力倒扣装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种液压动力倒扣装置，包括液压马达（1）、牙嵌式离合器（2）、锚定装置（3）、减速机构（4）、反弹锁定锚定装置（5），所述液压马达（1）下端与牙嵌式离合器（2）的主动部分（8）连接，液压马达（1）和牙嵌式离合器（2）均置于固定套（20）内，固定套（20）通过连接套a（21）与锚定装置（3）的凸轮轴（10）的一端连接；凸轮轴（10）的另一端通过连接套b（22）与减速机构（4）上端连接，减速机构（4）下端套接于反弹锁定锚定装置（5）的锚体b（17）内，本发明特别提供的液压动力倒扣装置，结构设计人性化，所需地面设备简单，施工安全可靠，操作简便。，下面是一种液压动力倒扣装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种液压动力倒扣装置，其特征在于：

所述液压动力倒扣装置包括液压马达（1）、牙嵌式离合器（2）、锚定装置（3）、减速机构（4）、反弹锁定锚定装置（5）；

所述牙嵌式离合器（2）包括主动部分（8）和从动部分（9），主动部分（8）与从动部分（9）通过牙嵌咬合方式配合连接；

所述锚定装置（3）包括凸轮轴（10）、三个锚爪（11）、三个摩擦块（12）、锚体a（25），锚体a（25）套接在凸轮轴（10）外，三个锚爪（11）置于锚体a（25）内上端与凸轮轴（10）的凸键配合连接，三个摩擦块（12）置于锚体a（25）下端的键槽内；

所述凸轮轴（10）内套接有动力传动轴（13），动力传动轴（13）的上端与从动部分（9）连接，下端与减速机构（4）的上端连接；

所述反弹锁定锚定装置（5）包括锚体b（17）、三个锚定爪（18）、中心轴（19），锚体b（17）下端套接于中心轴（19）上，三个锚定爪（18）置于锚体b（17）腔内；

所述液压马达（1）下端与牙嵌式离合器（2）的主动部分（8）连接，液压马达（1）和牙嵌式离合器（2）均置于固定套（20）内，固定套（20）通过连接套a（21）与锚定装置（3）的凸轮轴（10）的一端连接，凸轮轴（10）的另一端通过连接套b（22）与减速机构（4）上端连接，减速机构（4）下端套接于反弹锁定锚定装置（5）的锚体b（17）内。

2.按照权利要求1所述的液压动力倒扣装置，其特征在于：所述液压马达（1）包括定子（6）、转子（7），其中，转子（7）与牙嵌式离合器（2）的主动部分（8）连接，并且转子（7）与主动部分（8）均置于定子（6）的内腔内。

3.按照权利要求1所述的液压动力倒扣装置，其特征在于：所述减速机构（4）包括动力输入轴（14）、行星减速器（15）、动力输出轴（16），其中，动力输入轴（14）上端与动力传动轴（13）下端连接，动力输入轴（14）下端与行星减速器（15）上端连接，行星减速器（15）下端与动力输出轴（16）上端连接，动力输出轴（16）下端套接于反弹锁定锚定装置（5）的锚体b（17）内并与中心轴（19）连接。

4.按照权利要求1所述的液压动力倒扣装置，其特征在于：所述液压动力倒扣装置上还设置有排液通道（23），排液通道（23）是由主动部分（8）、从动部分（9）、动力传动轴（13）三者连接的空腔通道构成。

5.按照权利要求4所述的液压动力倒扣装置，其特征在于：所述由主动部分（8）、从动部分（9）、动力传动轴（13）三者连接的空腔通道构成的排液通道（23）上设置有排液孔（24）。

说明书全文

一种液压动力倒扣装置

技术领域

[0001] 本发明涉及油田井下管柱倒扣工具的设计，具体涉及一种液压动力倒扣装置。

背景技术

[0002] 目前处理井下倒扣的常规方法是通过作业机提升管柱找综合点，然后在地面旋转管柱直接倒扣，此方法是将传动扭矩通过钻具直接从井口传递到井下的被倒扣管柱，其主要存在的问题有：倒扣扭矩不能有效地传递到设计倒扣位置；理论计算综合点位置可能和实际倒开位置有很大偏差，无法达到预期目的；倒扣对上部管柱有很大损伤，可能造成井下次生事故。因此，为了解决上述问题，急需一种倒扣作业时倒扣扭矩能够充分的作用到设计倒扣部位，且倒扣目标性强、准确率高、施工安全可靠的倒扣工具。

[0003] 发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种倒扣作业时倒扣扭矩能够充分的作用到设计倒扣部位，且倒扣目标性强、准确率高、施工安全可靠的倒扣工具，以解决井下倒扣作业，倒扣扭矩不能有效的作用到设计倒扣位置，倒扣准确率低的问题。

[0005] 本发明所述液压动力倒扣装置，结构设计人性化，生产成本低，依靠液压力作为动力源，所需地面设备简单、施工安全可靠、操作简便，使用时不受井场条件限制，在倒扣工作中直接与井下被倒扣管柱连接，解决了常规提升管柱找综合点的倒扣方法不能将倒扣扭矩有效的作用到井下的倒扣位置，并且在倒扣时对倒开位置的准确率高。

[0006] 本发明所述液压动力倒扣装置，解决了以下问题：1、传统倒扣扭矩不能有效地传递到倒扣的部位，地面操作存在危险；2、理论计算综合点位置可能和实际倒开位置有很大偏差，无法达到预期目的；3、倒扣对上部管柱有很大损伤，可能造成井下次生事故。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种液压动力倒扣装置，包括液压马达1、牙嵌式离合器2、锚定装置3、减速机构4、反弹锁定锚定装置5；

[0008] 所述牙嵌式离合器2包括主动部分8和从动部分9，主动部分8与从动部分9通过牙嵌咬合方式配合连接；牙嵌式离合器2将液压马达1输出的旋转扭矩经由动力传动轴13传递到减速结构，通过牙嵌式离合器2的逐渐结合，使液压马达1的工作动力达到满载负时输出；工作时靠主动部分8和从动部分9逐渐结合和突然分离使嵌式牙离合器2产生连续冲击；

[0009] 所述锚定装置3包括凸轮轴10、三个锚爪11、三个摩擦块12、锚体a25，锚体a25套接在凸轮轴10外，三个锚爪11置于锚体a25内上端与凸轮轴10的凸键配合连接，三个摩擦块12置于锚体a25下端的键槽内；锚定装置3克服了液压动力倒扣装置在倒扣工作时产生的反力矩，工作时摩擦块12始终撑在套管上，液压动力倒扣装置工作时产生的反力矩，迫使倒扣装置自身随反力矩方向旋转，同时摩擦块12旋转，通过摩擦块12旋转带动凸轮轴10上的锚爪11弹出支撑在套管的内壁上达到锚定作用；

[0010] 所述凸轮轴10内套接有动力传动轴13，动力传动轴13的上端与从动部分9连接，下端与减速机构4的上端连接；

[0011] 所述反弹锁定锚定装置5包括锚体b17、三个锚定爪18、中心轴19，锚体b17下端套接于中心轴19上，三个锚定爪18置于锚体b17腔内；反弹锁定锚定装置5克服了在倒扣过程中被倒扣的管柱产生的反弹力，工作时锚定爪18收在锚体b17侧面的腔内，当被倒扣管柱受工作时旋转扭矩产生的反作用力影响而反弹时，锚定爪18从锚体b17内腔弹起卡在套管内壁上实现锚定。

[0012] 所述液压马达1下端与牙嵌式离合器2的主动部分8连接，液压马达1和牙嵌式离合器2均置于固定套20内，固定套20通过连接套a21与锚定装置3的凸轮轴10的一端连接，凸轮轴10的另一端通过连接套b22与减速机构4上端连接，减速机构4下端套接于反弹锁定锚定装置5的锚体b17内。

[0013] 本发明所述的液压动力倒扣装置，其中，所述液压马达1包括定子6、转子7，其中，转子7与牙嵌式离合器2的主动部分8连接，并且转子7与主动部分8均置于定子6的内腔内；液压马达1是将液体势能转化为动能用于提供工作旋转扭矩。

[0014] 本发明所述的液压动力倒扣装置，其中，所述减速机构4包括动力输入轴14、行星减速器15、动力输出轴16，其中，动力输入轴14上端与动力传动轴13下端连接，动力输入轴14下端与行星减速器15上端连接，行星减速器15下端与动力输出轴16上端连接，动力输出轴16下端套接于反弹锁定锚定装置5的锚体b17内并与中心轴19连接；动力输入轴14通过动力传动轴13与从动部分9连接，从而实现动力扭矩从牙嵌式离合器2到减速机构4的传递，减速机构4用于减小转速比并增大扭矩，以提供足够的传动扭矩，动力扭矩经由动力输入轴14、行星减速器15、动力输出轴16完成两级减速过程，并输出低转速高扭矩。

[0015] 本发明所述的液压动力倒扣装置，其中，所述液压动力倒扣装置上还设置有排液通道23，所述排液通道23是由主动部分8、从动部分9、动力传动轴13三者连接的空腔通道构成。

[0016] 本发明所述的液压动力倒扣装置，其中，所述的由主动部分8、从动部分9、动力传动轴13三者连接的空腔通道构成的排液通道23上设置有排液孔24，工作中液压马达1排出的工作液经排液通道23由排液孔24排出。

[0017] 本发明所述的液压动力倒扣装置，通过地面作业车连接管柱将液压倒扣装置下入井内与井内被倒扣管柱对接，由泵车提供液体势能，泵车输出的液体进入液压马达1，液压力促使转子7旋转，液体势能转为机械能，并将转速和扭矩输出；液压马达1工作的同时，液压力从固定套20的腔体作用到离合器输入端的活塞上，随着液压力的增大，主动部分8的主动轴压缩弹簧向从动部分9的从动轴运动，液压力达到一定时，主动轴与从动轴接触，压力继续增大，主动轴与从动轴之间牙嵌咬合，离合器主动轴带动从动轴一起旋转；锚定装置3的摩擦块12始终撑在套管上，当液压动力倒扣装置工作时产生反力矩，迫使锚定装置3随反力矩方向旋转，同时带动摩擦块12旋转，通过摩擦块12旋转作用使锚爪11弹出支撑在套管的内壁上，随着反扭矩增加锚爪11支撑力增加，达到锚定作用；减速机构4使液压动力倒扣装置实现两级减速，减速机构4的传动比为1：16，扭矩从减速机构4的动力输入轴
14输入，行星减速器15的主动齿与行星齿轮啮合旋转，经过第一级减速和第二级减速后输出，作用到倒扣管柱；反弹锁定锚定装置5，当液压动力倒扣装置正常工作时，反弹锁定锚定装置5不工作，当工作扭矩作用反弹时，锚定爪18从锚体b17的腔内弹起卡在套管的内壁上，以克服倒扣装置受力反弹。

[0018] 本发明所述的液压动力倒扣装置，其中，适用井眼范围：139.7mm、177.8mm；减速机构4减速比：1：16；理论输出力矩：900×16=14400N.m；装置倒扣方向；逆时针旋转。

[0019] 本发明所述的液压动力倒扣装置，工作时承载的最大扭矩=液压马达1输出扭矩×总传动比=900×16=14400N.m=14400000N.mm效率100%时。

附图说明

[0020] 图1为液压动力倒扣装置的剖视图。

[0021] 图2为图1的A-A剖面图；

[0022] 图3为图1的B-B剖面图；

[0023] 图4为图1的C-C剖面图。

具体实施方式

[0024] 实施例1

[0025] 本实施例所述液压动力倒扣装置，如图1所示，包括液压马达1、牙嵌式离合器2、锚定装置3、减速机构4、反弹锁定锚定装置5；

[0026] 所述牙嵌式离合器2包括主动部分8和从动部分9，主动部分8与从动部分9通过牙嵌咬合方式连接；牙嵌式离合器2将液压马达1输出的旋转扭矩经由动力传动轴13传递到减速结构，通过牙嵌式离合器2的逐渐离合使液压马达1的工作动力达到满载负荷，从而实现液压马达1的满载动力输出；工作时靠主动部分8和从动部分9逐渐结合和突然分离使嵌式牙离合器2产生连续冲击；

[0027] 如图2、3所示，所述锚定装置3包括凸轮轴10、三个锚爪11、三个摩擦块12、锚体a25，锚体a25套接在凸轮轴10外，三个锚爪11置于锚体a25内上端与凸轮轴10的凸键配合连接，三个摩擦块12置于锚体a25下端的键槽内；锚定装置3克服了液压动力倒扣装置在倒扣工作时产生的反力矩，工作时摩擦块12始终撑在套管上，液压动力倒扣装置工作时产生的反力矩，迫使倒扣装置自身随反力矩方向旋转，同时摩擦块12旋转，通过摩擦块12旋转带动凸轮轴10上的锚爪11弹出支撑在套管的内壁上达到锚定作用；

[0028] 所述凸轮轴10内套接有动力传动轴13，动力传动轴13的上端与从动部分9连接，下端与减速机构4的上端连接；

[0029] 如图4所示，所述反弹锁定锚定装置5包括锚体b17、三个锚定爪18、中心轴19，锚体b17下端套接于中心轴19上，三个锚定爪18置于锚体b17腔内；反弹锁定锚定装置5克服了在倒扣过程中被倒扣的管柱产生的反弹力，工作时锚定爪18收在锚体b17侧面的腔内，当被倒扣管柱受工作时旋转扭矩产生的反作用力影响而反弹时，锚定爪18从锚体b17腔内弹起卡在套管内壁上实现锚定。

[0030] 所述液压马达1下端与牙嵌式离合器2的主动部分8连接，液压马达1和牙嵌式离合器2均置于固定套20内，固定套20通过连接套a21与锚定装置3的凸轮轴10的一端连接，凸轮轴10的另一端通过连接套b22与减速机构4上端连接，减速机构4下端套接于反弹锁定锚定装置5的锚体b17内。

[0031] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，如图1所示，所述液压马达1包括定子6、转子7，其中，转子7与牙嵌式离合器2的主动部分8连接，并且转子7与主动部分8均置于定子
6的内腔内；液压马达1是将液体势能转化为动能用于提供工作旋转扭矩。

[0032] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，如图1所示，所述减速机构4包括动力输入轴14、行星减速器15、动力输出轴16，其中，动力输入轴14上端与动力传动轴13下端连接，动力输入轴14下端与行星减速器15上端连接，行星减速器15下端与动力输出轴16上端连接，动力输出轴16下端套接于反弹锁定锚定装置5的锚体b17内并与中心轴19连接；动力输入轴14通过动力传动轴13与从动部分9连接，从而实现动力扭矩从牙嵌式离合器2到减速机构4的传递，减速机构4用于减小转速比并增大扭矩，以提供足够的传动扭矩，动力扭矩经由动力输入轴14、行星减速器15、动力输出轴16完成两级减速过程，并输出低转速高扭矩。

[0033] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，如图1所示，所述液压动力倒扣装置上还设置有排液通道23，所述排液通道23是由主动部分8、从动部分9、动力传动轴13三者连接的空腔通道构成。

[0034] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，如图1所示，所述由主动部分8、从动部分9、动力传动轴13三者连接的空腔通道构成的排液通道23上设置有排液孔24，工作中液压马达1排出的工作液经排液通道23由排液孔24排出。

[0035] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，通过地面作业车连接管柱将液压倒扣装置下入井内与井内被倒扣管柱对接，由泵车提供液体势能，泵车输出的液体进入液压马达1，液压力促使转子7旋转，液压马达1将液体势能转为机械能，并将转速和扭矩输出；液压马达1工作的同时，液压力从固定套20的腔体作用到离合器输入端的活塞上，随着液压力的增大，主动部分8的主动轴压缩弹簧向从动部分9的从动轴运动，液压力达到一定时，主动轴与从动轴接触，压力继续增大，主动轴与从动轴之间牙嵌咬合，离合器主动轴带动从动轴一起旋转；锚定装置3的摩擦块12始终撑在套管上，当液压动力倒扣装置工作时产生反力矩，迫使锚定装置3随反力矩方向旋转，同时带动摩擦块12旋转，通过摩擦块12旋转作用使锚爪11弹出支撑在套管的内壁上，随着反扭矩增加锚爪11支撑力增加，达到锚定作用；减速机构4使液压动力倒扣装置实现两级减速，减速机构4的传动比为1：16，扭矩从减速机构
4的动力输入轴14输入，行星减速器15的主动齿与行星齿轮啮合旋转，经过第一级减速和第二级减速后输出，作用到倒扣管柱；反弹锁定锚定装置5，当液压动力倒扣装置正常工作时，反弹锁定锚定装置5不工作，当工作扭矩作用反弹时，锚定爪18从锚体b17腔内弹起卡在套管的内壁上，以克服倒扣装置受力反弹。

[0036] 实施例2

[0037] 本实施例所述液压动力倒扣装置，如图1所示，包括液压马达1、牙嵌式离合器2、锚定装置3、减速机构4、反弹锁定锚定装置5；其中，

[0038] 所述牙嵌式离合器2包括主动部分8和从动部分9，主动部分8与从动部分9通过牙嵌咬合方式连接；牙嵌式离合器2将液压马达1输出的旋转扭矩经由动力传动轴13传递到减速结构，通过牙嵌式离合器2的逐渐离合使液压马达1的工作动力达到满载负荷，从而实现液压马达1的满载动力输出；工作时靠主动部分8和从动部分9逐渐结合和突然分离使嵌式牙离合器2产生连续冲击；

[0039] 所述锚定装置3包括凸轮轴10、三个锚爪11、三个摩擦块12、锚体a25，锚体a25套接在凸轮轴10外，三个锚爪11置于锚体a25内上端与凸轮轴10的凸键配合连接，三个摩擦块12置于锚体a25下端的键槽内；锚定装置3克服了液压动力倒扣装置在倒扣工作时产生的反力矩，工作时摩擦块12始终撑在套管上，液压动力倒扣装置工作时产生的反力矩，迫使倒扣装置自身随反力矩方向旋转，同时摩擦块12旋转，通过摩擦块12旋转带动凸轮轴10上的锚爪11弹出支撑在套管的内壁上达到锚定作用；

[0040] 所述凸轮轴10内套接有动力传动轴13，动力传动轴13的上端与从动部分9连接，下端与减速机构4的上端连接；

[0041] 所述反弹锁定锚定装置5包括锚体b17、三个锚定爪18、中心轴19，锚体b17下端套接于中心轴19上，三个锚定爪18置于锚体b17腔内；反弹锁定锚定装置5克服了在倒扣过程中被倒扣的管柱产生的反弹力，工作时锚定爪18收在锚体b17侧面的腔内，当被倒扣管柱受工作时旋转扭矩产生的反作用力影响而反弹时，锚定爪18从锚体b17腔内弹起卡在套管内壁上实现锚定。

[0042] 所述液压马达1下端与牙嵌式离合器2的主动部分8连接，液压马达1和牙嵌式离合器2均置于固定套20内，固定套20通过连接套a21与锚定装置3的凸轮轴10的一端连接，凸轮轴10的另一端通过连接套b22与减速机构4上端连接，减速机构4下端套接于反弹锁定锚定装置5的锚体b17内。

[0043] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，如图1所示，所述液压马达1包括定子6、转子7，其中，转子7与牙嵌式离合器2的主动部分8连接，并且转子7与主动部分8均置于定子
6的内腔内；液压马达1是将液体势能转化为动能用于提供工作旋转扭矩。

[0044] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，如图1所示，所述减速机构4包括动力输入轴14、行星减速器15、动力输出轴16，其中，动力输入轴14上端与动力传动轴13下端连接，动力输入轴14下端与行星减速器15上端连接，行星减速器15下端与动力输出轴16上端连接，动力输出轴16下端套接于反弹锁定锚定装置5的锚体b17内并与中心轴19连接；动力输入轴14通过动力传动轴13与从动部分9连接，从而实现动力扭矩从牙嵌式离合器2到减速机构4的传递，减速机构4用于减小转速比并增大扭矩，以提供足够的传动扭矩，动力扭矩经由动力输入轴14、行星减速器15、动力输出轴16完成两级减速过程，并输出低转速高扭矩。

[0045] 本实施例所述的液压动力倒扣装置，工作原理与实施例1相同。

[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施方案，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
双轴牙嵌式离合器-专利编号CN106321681A	2020-05-14	989
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