旋转动力修井装置的制作方法

本发明属于油水井修井作业领域，尤其是一种旋转动力修井装置。

背景技术：

油田开发进入中后期,油水井状况不断恶化，油水井作业施工措施工作量随之加大,尤其挤堵、钻塞、套铣、磨铣等调整层间矛盾及井筒处理措施明显增多。目前，主要靠螺杆钻和通井机驱动转盘作为动力完成施工，但由于螺杆钻的传递扭矩小，处理套损井相对难度较大，效果不理想；机械转盘存在准备时间长、钻速慢、效率低等问题。

有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种旋转动力修井装置，以期解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种旋转动力修井装置，以克服上述现有技术的不足。本发明的旋转动力修井装置设置齿轮传动机构，通过液压马达带动齿轮传动机构，进而带动主轴转动，从而完成修井作业。本发明操作灵活方便、适应性强、扭矩大、安全性好。

本发明的旋转动力修井装置包括：

壳体，其内部形成相互连通的齿轮传动腔及主轴容置腔；

齿轮传动机构，位于所述齿轮传动腔内；

主轴，其穿设于所述主轴容置腔，所述主轴上固定有主轴齿轮，所述主轴齿轮与所述齿轮传动机构相互啮合；

液压马达，其能通过所述齿轮传动机构驱动所述主轴转动；

鹅颈管，其一端连接至所述主轴的上端，所述鹅颈管与所述主轴的流体通道相连通。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述壳体的内部形成有两个所述齿轮传动腔，每个所述齿轮传动腔内设有一个所述齿轮传动机构，两个所述齿轮传动机构分别与所述主轴齿轮相互啮合。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述齿轮传动腔包括相互连通的第一容置腔和第二容置腔；所述齿轮传动机构包括：

一级齿轮，位于所述第一容置腔内，所述一级齿轮具有与所述液压马达传动连接的一级齿轮轴；

二级齿轮，位于所述第二容置腔内，所述二级齿轮包括与所述主轴齿轮啮合的上二级齿轮和与所述一级齿轮啮合的下二级齿轮，所述二级齿轮具有连接所述上二级齿轮和所述下二级齿轮的二级齿轮轴。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述旋转动力修井装置还包括：

盘根支架，其上端连接于所述鹅颈管的下部，所述盘根支架的下部密封连接于所述主轴容置腔的上端；所述主轴的上端伸入所述盘根支架内；所述盘根支架具有第一进油孔，所述第一进油孔与所述主轴容置腔相连通。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述旋转动力修井装置还包括设于所述盘根支架内的密封盘根盒，所述密封盘根盒连接于所述鹅颈管和所述主轴之间。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述密封盘根盒包括：

冲管，其连接在所述鹅颈管与所述主轴之间，所述鹅颈管通过所述冲管与所述主轴的流体通道相连通；

上盘根盒，其密封套设于所述鹅颈管与所述冲管的连接处，所述上盘根盒与所述冲管之间容置有第一密封件，所述上盘根盒与所述第一密封件之间穿设有紧定螺钉，所述第一密封件与所述冲管之间为花键连接；

下盘根盒，其密封套设于所述冲管与所述主轴的连接处，所述下盘根盒与所述冲管之间容置有第二密封件，所述下盘根盒与所述主轴之间、所述下盘根盒与所述第二密封件之间均穿设有紧定螺钉。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述旋转动力修井装置还包括分别套设于所述主轴、所述一级齿轮轴和所述二级齿轮轴的上扶正轴承组和下扶正轴承组，所述上扶正轴承组包括上扶正轴承和防顶轴承，所述下扶正轴承组包括两下扶正轴承，所述上扶正轴承组均位于所述主轴齿轮、所述一级齿轮和所述上二级齿轮的上方，所述下扶正轴承组均位于所述主轴齿轮、所述一级齿轮和所述下二级齿轮的下方。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述旋转动力修井装置还包括推力轴承，所述推力轴承套设于所述主轴上，所述推力轴承的上端面顶抵于所述主轴齿轮的下端面，所述推力轴承的下端面顶抵于所述主轴上的下扶正轴承组的上端面。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述旋转动力修井装置还包括套设于所述主轴的上骨架油封组，及套设于所述主轴和所述一级齿轮轴的两下骨架油封组，所述上骨架油封组和所述下骨架油封组均包含两个骨架油封，所述上骨架油封组位于所述主轴上的所述上扶正轴承组的上方，两所述下骨架油封组分别位于所述主轴的所述下扶正轴承组的下方和所述一级齿轮轴的所述下扶正轴承组的下方。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述壳体外部装设有一反扭矩臂总成，所述反扭矩臂总成包括：

连接臂，其能拆卸地固定于所述壳体上；

伸缩臂，所述伸缩臂的一端能活动地插设于所述连接臂内；

锁环，其能拆卸地固定于所述伸缩臂的另一端。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述壳体向外凸出形成两固定耳，所述旋转动力修井装置还包括提环，所述提环具有两固定端，两所述固定端能分别固定至两所述固定耳，以将所述提环固定至所述壳体的外部。

如上述的旋转动力修井装置，其中，所述旋转动力修井装置还包括油尺，所述油尺由所述壳体的上端面插入至所述壳体的内部。

本发明的特点及优点为：

本发明的旋转动力修井装置具有扭矩大、操作灵活方便、适应性强、结构安全可靠的优点，且该装置能取代大修作业队伍，实施小修常规作业，大幅度降低劳动强度和生产成本，提高修井效率和施工安全性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为图1的右视结构示意图。

图3为图1中C处的放大结构示意图。

图4为图1中D处的放大结构示意图。

图5为本发明的反扭矩臂总成的结构示意图。

图6为本发明的壳体的主视结构示意图。

图7为本发明的壳体的剖视结构示意图。

图8为本发明的壳体的俯视结构示意图。

附图符号说明：

1 壳体 73 下盘根盒

11 齿轮传动腔 731 第二密封件

111 第一容置腔 74 隔环

112 第二容置腔 75 密封盘根

12 主轴容置腔 74’ 隔环

13 固定耳 75’ 密封盘根

131 插孔 76 下隔环

14 插槽 8 上扶正轴承组

15 下端盖 81 上扶正轴承

2 齿轮传动机构 82 防顶轴承

21 一级齿轮 9 下扶正轴承组

22 二级齿轮 91 下扶正轴承

221 上二级齿轮 100 推力轴承

222 下二级齿轮 200 上骨架油封组

23 一级齿轮轴 300 下骨架油封组

24 二级齿轮轴 201 骨架油封

3 主轴 202 衬套

31 主轴齿轮 10 反扭矩臂总成

32 流体通道 101 连接臂

33 下接头 102 伸缩臂

34 护套 103 锁环

4 液压马达 104 限位部

41 保护钢套 30 提环

5 鹅颈管 301 固定端

51 由壬接头 302 短接头

52 防转销钉 303 固定孔

6 盘根支架 40 提环销

61 第一进油孔 50 油尺

7 密封盘根盒 60 橡胶伞

71 冲管 70 固定板

72 上盘根盒 A 紧定螺钉

721 第一密封件 B 限位销

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式：

如图1、图2所示，本发明的旋转动力修井装置包括：壳体1，其内部形成相互连通的齿轮传动腔11及主轴容置腔12；齿轮传动机构2，位于齿轮传动腔11内；主轴3，其穿设于主轴容置腔12，主轴3上固定有主轴齿轮31，主轴齿轮31与齿轮传动机构2相互啮合；液压马达4，其能通过齿轮传动机构2驱动主轴3转动；鹅颈管5，其一端连接至主轴3的上端，鹅颈管5与主轴3的流体通道32相连通。在实际操作中，由鹅颈管5的另一端向主轴3的流体通道32内通入高压泥浆等工作液体，工作液体经由主轴3的下端流入井内；此外，主轴3的下端可根据需要连接不同的管柱，以完成不同的修井作业，例如实施套铣、磨铣、钻水泥塞、高强度树脂砂面、桥塞、打捞等。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，通过液压的方式为液压马达4提供动力，使液压马达4驱动齿轮传动机构2转动，转动的齿轮传动机构2带动主轴3旋转，进而实现本发明的旋转施工作业。本发明的最大转速可达150RPM/min，最大扭矩可达10.8KN/m。本发明的旋转动力修井装置具有扭矩大、操作灵活方便、适应性强、结构安全可靠的优点，且该装置能取代大修作业队伍，实施小修常规作业，大幅度降低劳动强度和生产成本，提高修井效率和施工安全性。

其中，壳体1的下端还密封盖设一下端盖15，下端盖15与壳体1之间通过螺栓相连接；鹅颈管5的另一端还连接一能拆卸的由壬接头51，由任接头51与鹅颈管5之间为螺纹连接，而且由任接头51与鹅颈管5之间的连接处还设置有防转销钉52；由任接头51与水龙带连接，以向主轴3内通入工作液体。防转销钉52能够避免由任接头51相对鹅颈管5发生转动。

进一步地，主轴3的下端还连接有一下接头33，主轴3与下接头33之间为螺纹连接；此外，主轴3的下端与下接头33之间还夹设有一护套34。在实际修井作业中，可通过下接头33将管柱连接至主轴3的下端，而且，主轴3在进行旋转修井作业时，夹设于主轴3的下端与下接头33之间的护套34，能保证下接头33不脱离主轴3。

较佳地，液压马达4的外部还罩设有保护钢套41，以保护液压马达4不受现场复杂情况的影响，从而提高液压马达4的使用寿命。

在一个可行的实施例中，壳体1的内部形成有两个齿轮传动腔11，每个齿轮传动腔11内设有一个齿轮传动机构2，两个齿轮传动机构2分别与主轴齿轮31相互啮合(从图1中仅能看到一个齿轮传动腔11和一个齿轮传动机构2)。其中，两个齿轮传动机构2分别连接一液压马达4。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，通过液压的方式为两液压马达4提供动力，使两液压马达4分别驱动两齿轮传动机构2转动，转动的两齿轮传动机构2共同带动主轴3旋转，两齿轮传动机构2组成两级驱动，能够为主轴3提供更大的扭矩，进而实现本发明的旋转施工作业。

如图7、图8所示，齿轮传动腔11包括相互连通的第一容置腔111和第二容置腔112；齿轮传动机构2包括：一级齿轮21，位于第一容置腔111内，一级齿轮21具有与液压马达4传动连接的一级齿轮轴23；二级齿轮22，位于第二容置腔112内，二级齿轮22包括与主轴齿轮31啮合的上二级齿轮221和与一级齿轮啮合21的下二级齿轮222，二级齿轮22具有连接上二级齿轮221和下二级齿轮222的二级齿轮轴24。其中，一级齿轮轴23与液压马达4之间通过花键连接。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，通过液压的方式为液压马达4提供动力，使液压马达4驱动一级齿轮轴23转动，转动的一级齿轮轴23通过其上的一级齿轮21带动下二级齿轮222转动，从而带动二级齿轮轴24转动，而二级齿轮轴24的转动会带动上二级齿轮221转动，进而带动主轴齿轮31转动，而使主轴3旋转，从而实现本发明的旋转施工作业。本发明的旋转动力修井装置，一级齿轮轴23与二级齿轮轴24、二级齿轮轴24与主轴3组成两级驱动，能够为主轴3提供大扭矩，实现现场不同的修井作业。

更进一步地，旋转动力修井装置还包括：盘根支架6，其上端连接于鹅颈管5的下部，盘根支架6的下部密封连接于主轴容置腔12的上端；主轴3的上端伸入盘根支架6内；盘根支架6具有第一进油孔61，第一进油孔61与主轴容置腔12相连通。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业前，将润滑油由第一进油孔61注入主轴容置腔12内，进而使润滑油充满与主轴容置腔12相连通的第一容置腔111和第二容置腔112；在旋转动力修井装置进行修井作业时，润滑油可以润滑及冷却一级齿轮21、二级齿轮22和主轴齿轮31，以提高上述部件的工作效率及使用寿命。

在一个可行的实施例中，旋转动力修井装置还包括设于盘根支架6内的密封盘根盒7，密封盘根盒7连接于鹅颈管5和主轴3之间。在本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，密封盘根盒7能密封鹅颈管5与主轴3的连接处，确保由鹅颈管5流入主轴3的流体通道32内的高压泥浆等工作液体不渗出，提高修井作业的可靠性。

如图3所示，密封盘根盒7包括：冲管71，其连接在鹅颈管5与主轴3之间，鹅颈管5通过冲管71与主轴3的流体通道32相连通；上盘根盒72，其密封套设于鹅颈管5与冲管71的连接处，上盘根盒72与冲管71之间容置有第一密封件721，上盘根盒72与第一密封件721之间穿设有紧定螺钉A，第一密封件721与冲管71之间为花键连接；下盘根盒73，其密封套设于冲管71与主轴3的连接处，下盘根盒73与冲管71之间容置有第二密封件731，下盘根盒73与主轴3之间、下盘根盒73与第二密封件731之间均穿设有紧定螺钉A。上盘根盒72对鹅颈管5与冲管71之间进行密封，下盘根盒73对冲管71与主轴3之间进行密封，确保由鹅颈管5注入主轴3的工作液体不从鹅颈管5与冲管71、冲管71与主轴3的连接处渗出。上盘根盒72与鹅颈管5之间及下盘根盒73与主轴3之间均可通过螺栓相连接，紧定螺钉A使下盘根盒73与主轴3、下盘根盒73与第二密封件731之间保持相对静止。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，通过液压的方式为液压马达4提供动力，使液压马达4驱动一级齿轮轴23转动，转动的一级齿轮轴23上的一级齿轮21带动下二级齿轮222旋转，进而带动二级齿轮轴24转动，转动的二级齿轮轴24上的上二级齿轮221旋转，进而带动主轴齿轮31旋转，而使主轴3旋转；主轴3旋转时，冲管71及上盘根盒72相对主轴3静止，下盘根盒73随主轴3共同绕冲管71旋转；在工作一段时间后，下盘根盒73内的第二密封件731会对冲管71造成磨损，此时可以卸下上盘根盒72与下盘根盒73来更换新的冲管71。

进一步地，上盘根盒72内的第一密封件721包括隔环74和密封盘根75，密封盘根75包覆于冲管71上，隔环74夹设于密封盘根75与上盘根盒72之间，隔环74与冲管71之间为花键连接，隔环74与上盘根盒72之间穿设有紧定螺钉A。在主轴3及下盘根盒73绕冲管71旋转时，隔环74与冲管71之间为花键连接，隔环74与上盘根盒72之间穿设有紧定螺钉A的结构，确保冲管71相对于第一密封件721保持相对静止。

更进一步地，下盘根盒73内的第二密封件731包括多个隔环74’和多个密封盘根75’，多个密封盘根75’包覆于冲管71上，多个隔环74’夹设于密封盘根75与冲管71之间，多个密封盘根75’与多个隔环74’间隔设置。下盘根盒73与主轴3之间还夹设有一隔环76，隔环76位于冲管71的下端，且能伸入主轴3的流体通道32内，隔环76的内径与流体通道32的内径相等。具体地，隔环74’可为四个，密封盘根75’相应地为三个。隔环74’对密封盘根75’的密封效果起到加强的作用。隔环76能进一步加强冲管71与主轴3连接处的密封。

如图1、图4所示，旋转动力修井装置还包括分别套设于主轴3、一级齿轮轴23和二级齿轮轴24的上扶正轴承组8和下扶正轴承组9，上扶正轴承组8包括上扶正轴承81和防顶轴承82，下扶正轴承组9包括两下扶正轴承91，上扶正轴承组8均位于主轴齿轮31、一级齿轮21和上二级齿轮221的上方，下扶正轴承组9均位于主轴齿轮31、一级齿轮21和下二级齿轮222的下方。分别套设于主轴3、一级齿轮轴23和二级齿轮轴24的上扶正轴承组8和下扶正轴承组9，能够分别保证主轴3、一级齿轮轴23和二级齿轮轴24处于稳定的转动状态。

较佳地，旋转动力修井装置还包括推力轴承100，推力轴承100套设于主轴3上，推力轴承100的上端面顶抵于主轴齿轮31的下端面，推力轴承100的下端面顶抵于主轴3上的下扶正轴承组9的上端面。推力轴承100可为一重型推力轴承。在本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，套设于主轴3上的推力轴承100可使主轴3及其上固定的部件不产生轴向窜动，提高修井作业的稳定性。

在又一个可行的实施例中，旋转动力修井装置还包括套设于主轴3的上骨架油封组200，及套设于主轴3和一级齿轮轴23的两下骨架油封组300，上骨架油封组200和下骨架油封组300均包含两个骨架油封201，上骨架油封组200位于主轴3上的上扶正轴承组8的上方，两下骨架油封组300分别位于主轴3的下扶正轴承组9的下方和一级齿轮轴23的下扶正轴承组9的下方。套设于主轴3的上骨架油封组200和下骨架油封组300，分别对盘根支架6与主轴3之间、以及壳体1与主轴3之间进行密封；套设于一级齿轮轴23的下骨架油封组300，对壳体1与一级齿轮轴23之间进行密封；确保注入主轴容置腔12及第一容置腔111中的润滑油不泄露。

其中，主轴3外部还套设有一橡胶伞60，橡胶伞60位于主轴3的上骨架油封组200的上方。密封盘根盒7失效后，橡胶伞60用于防止从鹅颈管5与冲管71、冲管71与主轴3的连接处溢出的泥浆或其他杂质顺主轴3的外壁流入主轴3及其外壁上套设的密封件(例如上骨架油封组200、下骨架油封组300)之间，防止主轴3上的密封件受磨损。

较佳地，上骨架油封组200与主轴3之间还夹设有一衬套202，在主轴3旋转时，主轴3在衬套202内部转动，而不直接相对于上骨架油封组200的两个骨架油封201旋转，防止骨架油封201在主轴3表面形成划痕等，能够提高主轴3的使用寿命；当衬套202的表面磨损严重时，可仅更换衬套202，而不需要更换主轴3，有节约成本的优点。

更佳地，套设于主轴3和一级齿轮轴23的两下骨架油封组300，与主轴3及一级齿轮轴23之间均可夹设有衬套202，此处衬套202的效果与上述相同，因此不再赘述。

如图5所示，壳体1外部装设有一反扭矩臂总成10，反扭矩臂总成10包括：连接臂101，其能拆卸地固定于壳体1上；伸缩臂102，伸缩臂102的一端能活动地插设于连接臂101内；锁环103，其能拆卸地固定于伸缩臂102的另一端。连接臂101与壳体1之间可采用螺栓连接等方式，本发明对此不做限定。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，通过液压的方式为液压马达4提供动力，使液压马达4驱动一级齿轮轴23转动，转动的一级齿轮轴23通过其上的一级齿轮21带动下二级齿轮222转动，从而带动二级齿轮轴24转动，而二级齿轮轴24的转动会带动上二级齿轮221转动，进而带动主轴齿轮31转动，而使主轴3旋转；主轴3在进行旋转修井作业时，会有带动整个旋转动力修井装置转动的趋势，因此，将固定于地面和井架之间的钢丝绳穿设于锁环103，通过锁环103与钢丝绳的配合，为本发明的旋转动力修井装置提供与主轴3扭矩方向相反的反扭矩，确保该装置进行旋转修井作业时处于稳定状态。在实际操作中，通过伸缩臂102在连接臂101内的伸缩，使可伸缩式的反扭矩臂总成10适应不同现场工况需求的距离。

其中，伸缩臂102的一端凸出形成限位部104，一限位销B穿设于连接臂101与伸缩臂102之间，为适应不同现场工况需求的距离而调节伸缩臂102插入连接臂101内的距离时，伸缩臂102上的限位部104能抵靠于限位销B，确保伸缩臂102不脱出连接臂101。

如图6所示，壳体1向外凸出形成两固定耳13，旋转动力修井装置还包括提环30，提环30具有两固定端301，两固定端301能分别固定至两固定耳13，以将提环30固定至壳体1的外部。在使用本发明的旋转动力修井装置进行修井作业时，通过提环30将整个装置提起并吊挂于井口上。此外，提环30上还能设置一短接头302，通过短接头302将整个装置提起并吊挂于井口上。

具体地，壳体1的两固定耳13上分别开设有一插孔131，在壳体1对应两插孔131处分别形成插槽14，提环30的两固定端301上分别开设有一固定孔303，提环30的两固定端301能分别插入两固定耳13与壳体1之间，此时，两固定孔303与两插孔131分别对应且相连通，一提环销40能拆卸地依次插入插孔131、对应的固定孔303及对应的插槽14内，以将提环30固定至壳体1的外部。

进一步地，反扭矩臂总成10的连接臂101能拆卸地固定至一提环销40上，从而将反扭矩臂总成10固定至壳体1的外部。一固定板70可插入提环销40的外部，将一紧定螺钉A从固定板70插入至固定耳13，以将提环销40固定至固定耳13。

在又一个可行的实施例中，旋转动力修井装置还包括油尺50，油尺50由壳体1的上端面插入至壳体1的内部。油尺50用来测量壳体1内部的润滑油量，可根据油尺50的测试值来及时补充润滑油。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。