集成防喷装置及顶部驱动钻井装置的制作方法

本发明涉及钻井装置的，尤其涉及一种集成防喷装置及顶部驱动钻井装置。

背景技术：

1、顶部驱动钻井装置(简称“顶驱”)是重要的钻井作业设备，其主动作通常为电机或马达驱动主轴进行钻井，而辅助动作均需通过液压系统驱动相关执行元件来完成，其中ibop液压系统是远程控制上部内防喷器的重要系统。主轴、上部内防喷器、下部内防喷器和转换接头等零部件构成了顶驱主机重要的泥浆通道部分，泥浆通道是高压泥浆从地面到井底的通道，高压泥浆通过这些管件的内部通道到达井底推动井下工具进行钻井作业，同时携带岩石碎屑经钻杆和套管间的井筒排出地表，泥浆同时还具有压井和紧固井壁的作用。

2、一旦钻遇高压地层或油气层时，如果钻井工艺处理不当，可能会发生井涌甚至井喷的风险，井底高压会推动泥浆油气等经井筒或钻杆内通道排出地表，造成钻井事故。

3、上部内防喷器、下部内防喷器是重要的安全设备，其中上部内防喷器可通过液压系统控制，完成自动关闭内部通道的作业，而下部内防喷器则通过手动的方式，人工完成关闭内部通道作业。下部内防喷器连接的转换接头可实现顶驱与不同钻杆接头螺纹之间的转换连接，同时起到保护下部内防喷器接头螺纹的功能。

4、随着钻修井自动化要求的发展，目前一些小型车载钻机提出了配套顶驱装置的要求，由于车载钻机井架空间受到多方面限制，因此对顶驱整机的高度要求较为严苛，导致车载钻机配套顶驱装置的难度较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种集成防喷装置及顶部驱动钻井装置，解决了车载钻机配套顶驱装置的难度较大的技术问题。

2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、本发明提供一种集成防喷装置，包括：壳体、第一阀座、阀球、传动机构和动力机构，所述第一阀座安装于所述壳体，所述阀球可活动地设置于所述第一阀座，所述传动机构与所述阀球连接，所述传动机构能够带动所述阀球在所述第一阀座上转动以控制启闭；

4、所述动力机构与所述传动机构连接，以为所述传动机构转动提供动力；所述传动机构包括操作部，所述操作部用于可拆卸地连接操作工具。

5、在优选的实施方式中，所述动力机构包括油缸和转接机构，所述油缸通过所述转接机构与所述传动机构连接以驱使所述传动机构转动。

6、在优选的实施方式中，所述转接机构包括齿轮和齿条，所述齿轮与所述传动机构连接，所述齿条与所述油缸连接。

7、在优选的实施方式中，所述油缸沿所述壳体的轴向布置；所述动力机构包括滑动套筒，所述滑动套筒套设于所述壳体外且能够相对于所述壳体沿轴向移动，所述齿条安装于所述滑动套筒，所述油缸与所述滑动套筒连接。

8、在优选的实施方式中，所述动力机构包括滑动体，所述套筒设置有环形滑动槽，所述油缸与所述滑动体连接，所述滑动体可活动地安装于所述环形滑动槽。

9、在优选的实施方式中，所述滑动体为滚轮；所述动力机构包括多个环形分布的油缸。

10、在优选的实施方式中，所述动力机构包括与油缸连接的液压控制机构，所述液压控制机构包括减压阀、电磁换向阀、卸荷换向阀、本地卸荷阀和液压锁。

11、在优选的实施方式中，所述传动机构包括转销，所述转销的端部设置有操作部。

12、在优选的实施方式中，所述传动机构包括操作手柄组件。

13、在优选的实施方式中，所述集成防喷装置包括设置于所述阀球的上方的第二阀座。

14、本发明提供一种顶部驱动钻井装置，包括：主轴、转换接头和上述的集成防喷装置，所述主轴、所述集成防喷装置和所述转换接头从上往下依次连接。

15、本发明的特点及优点是：

16、该集成防喷装置通过动力机构3进行自动操控；在自动操控意外失效时，可通过操作部对传动机构进行手动操控，实现手动关闭模式，完成手动关闭内部通道动作，保留顶驱泥浆通道自动关闭和手动关闭的功能，实现正常状态下，可远程关闭内防喷器，在远程关闭内防喷器失效的情况下，可本地操控关闭内防喷器，保证钻井作业的安全。并且，该集成防喷装置实现了合二为一，缩短了整机高度，满足适配车载钻机井架空间的需要，解决了车载钻机配套顶驱装置的难度较大的技术问题。

技术特征：

1.一种集成防喷装置，其特征在于，包括：壳体、第一阀座、阀球、传动机构和动力机构，所述第一阀座安装于所述壳体，所述阀球可活动地设置于所述第一阀座，所述传动机构与所述阀球连接，所述传动机构能够带动所述阀球在所述第一阀座上转动以控制启闭；

2.根据权利要求1所述的集成防喷装置，其特征在于，所述动力机构包括油缸和转接机构，所述油缸通过所述转接机构与所述传动机构连接以驱使所述传动机构转动。

3.根据权利要求2所述的集成防喷装置，其特征在于，所述转接机构包括齿轮和齿条，所述齿轮与所述传动机构连接，所述齿条与所述油缸连接。

4.根据权利要求3所述的集成防喷装置，其特征在于，所述油缸沿所述壳体的轴向布置；所述动力机构包括滑动套筒，所述滑动套筒套设于所述壳体外且能够相对于所述壳体沿轴向移动，所述齿条安装于所述滑动套筒，所述油缸与所述滑动套筒连接。

5.根据权利要求4所述的集成防喷装置，其特征在于，所述动力机构包括滑动体，所述套筒设置有环形滑动槽，所述油缸与所述滑动体连接，所述滑动体可活动地安装于所述环形滑动槽。

6.根据权利要求5所述的集成防喷装置，其特征在于，所述滑动体为滚轮；所述动力机构包括多个环形分布的油缸。

7.根据权利要求2所述的集成防喷装置，其特征在于，所述动力机构包括与油缸连接的液压控制机构，所述液压控制机构包括减压阀、电磁换向阀、卸荷换向阀、本地卸荷阀和液压锁。

8.根据权利要求1所述的集成防喷装置，其特征在于，所述传动机构包括转销，所述转销的端部设置有操作部。

9.根据权利要求1所述的集成防喷装置，其特征在于，所述传动机构包括操作手柄组件。

10.根据权利要求1所述的集成防喷装置，其特征在于，所述集成防喷装置包括设置于所述阀球的上方的第二阀座。

11.一种顶部驱动钻井装置，其特征在于，包括：主轴、转换接头和权利要求1-10中任一项所述的集成防喷装置，所述主轴、所述集成防喷装置和所述转换接头从上往下依次连接。

技术总结本发明提供了一种集成防喷装置及顶部驱动钻井装置，该集成防喷装置包括：壳体、第一阀座、阀球、传动机构和动力机构，所述第一阀座安装于所述壳体，所述阀球可活动地设置于所述第一阀座，所述传动机构与所述阀球连接，所述传动机构能够带动所述阀球在所述第一阀座上转动以控制启闭；所述动力机构与所述传动机构连接，以为所述传动机构转动提供动力；所述传动机构包括操作部，所述操作部用于可拆卸地连接操作工具，解决了车载钻机配套顶驱装置的难度较大的技术问题。技术研发人员：齐建雄,张国田,谢宏峰,宁治军,赵春晖,甄斌,王洋绅,宁远,李乐,马立伟受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30