阅读说明：本技术 一种顶驱导轨及其安装方法 (Top drive guide rail and mounting method thereof ) 是由 董生政 蒋谊 王翌 杨平 高亮 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种顶驱导轨及其安装方法,包括与钻井天车底部相连接的悬挂板,设置于悬挂板上的悬挂轴,通过导轨挂钩装置连接于悬挂轴上的顶部导轨,通过连接销轴与顶部导轨相连的中间导轨,通过连接销轴与中间导轨相连的底部导轨,以及活动连接于顶部导轨上并用于顶驱导轨提升的提升小车；其中,提升小车上的与游车相连的悬挂点至顶部导轨中心的距离与井眼至顶驱导轨中心的距离相等。在进行顶驱导轨安装时,通过从上至下逐级安装的方式,在安装其各部件的连接件时,均在钻台面附近的位置进行安装,避免了顶驱导轨安装的高空作业,降低了顶驱导轨安装的风险,提高了顶驱导轨安装的效率。(The invention discloses a top drive guide rail and an installation method thereof, and the top drive guide rail comprises a suspension plate connected with the bottom of a drilling overhead traveling crane, a suspension shaft arranged on the suspension plate, a top guide rail connected to the suspension shaft through a guide rail hook device, a middle guide rail connected with the top guide rail through a connecting pin shaft, a bottom guide rail connected with the middle guide rail through a connecting pin shaft, and a lifting trolley movably connected to the top guide rail and used for lifting the top drive guide rail; the distance from a suspension point on the lifting trolley connected with the traveling block to the center of the top guide rail is equal to the distance from the well hole to the center of the top drive guide rail. When the top drive guide rail is installed, the top drive guide rail is installed in a mode of being installed step by step from top to bottom, and when the connecting pieces of all the parts of the top drive guide rail are installed, the top drive guide rail is installed at a position near a drill floor, so that high-altitude operation of the top drive guide rail is avoided, the risk of installing the top drive guide rail is reduced, and the efficiency of installing the top drive guide rail is improved.)

一种顶驱导轨及其安装方法

技术领域

本发明涉及石油机械技术领域，具体涉及一种顶驱导轨及其安装方法。

背景技术

随着油气勘探开发，对于顶驱钻机的需求也越来越迫切。顶驱装置是将动力从井架的顶部直接驱动钻具进行旋转钻进，使得传统的转盘钻井法发生了变革，并能完成循环钻井液、接立根、上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的钻井装置。为了防止顶驱自身旋转，顶驱需要套装在导轨上，将顶驱旋转产生的扭矩传递到导轨上，并通过反扭矩梁传递到钻机井架上。现有的顶驱导轨在进行安装时，由于顶驱导轨中心与井眼中心不在同一直线，而游车挂钩的中心是与井眼中心在同一直线上的，顶驱导轨安装好时，其中心也是与悬挂轴的中心在同一直线上，在使用游车吊装顶驱导轨进行安装时，顶驱导轨挂钩与钻井天车的连接耳座不在同一直线上，造成顶驱导轨钻井天车的连接耳座的连接困难，同时，也需要通过高空作业才能***接销轴，实现顶驱导轨与连接耳座的连接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种顶驱导轨及其安装方法，实现顶驱导轨与钻井天车连接耳座的的便捷连接，避免高空作业，降低顶驱导轨安装的风险，提升其安装的效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种顶驱导轨，包括与钻井天车底部相连接的悬挂板，设置于所述悬挂板上的悬挂轴，通过导轨挂钩装置连接于所述悬挂轴上的顶部导轨，通过连接销轴与所述顶部导轨相连的中间导轨，通过连接销轴与所述中间导轨相连的底部导轨，以及活动连接于所述顶部导轨上并用于顶驱导轨提升的提升小车；其中，所述提升小车上的与游车相连的悬挂点至所述顶部导轨中心的距离与井眼至顶驱导轨中心的距离相等。

进一步地，所述导轨挂钩装置包括与所述顶部导轨相连的导轨挂钩，以及设置于所述导轨挂钩上并用于锁定所述导轨挂钩与所述悬挂轴的锁定钩；其中，所述导轨挂钩上设有与所述锁定钩相配合的导杆，所述锁定钩上开设有与所述导杆相配合的导槽，所述锁定钩可在导杆和导槽的配合下上下移动。

进一步地，所述提升小车包括用于承受顶驱导轨重量的承力板，设置于所述承力板上并与游车挂钩相连的卸扣，设置于所述承力板上并用于与所述顶部导轨相卡接的限位板，以及设置于所述承力板上并与所述锁定钩相配合的顶板；其中，所述顶部导轨上设有限位凸台，所述承力板的顶面与所述限位凸台的底面相接。

优选地，所述承力板上还设有便于所述提升小车在顶驱导轨上上下移动的导向轮。

进一步地，所述中间导轨设有多个，且相互之间通过连接销轴进行连接。

本发明还提供了一种顶驱导轨的安装方法，包括以下步骤：

S1：安装悬挂板，在井架起升前，将悬挂板固定连接在钻机天车底部的连接耳座上；

S2：安装提升小车，将提升小车套入顶部导轨中，并使提升小车的承力板顶面与顶部导轨的限位凸台相接，此时，提升小车的顶板将导轨挂钩装置的锁定钩顶开；

S3：提升顶部导轨，将卸扣与游车上的挂钩相连，并通过游车提升顶部导轨，使顶部导轨的底部靠近钻台面；

S4：安装中间导轨，将中间导轨水平吊装至钻台面上，并使中间导轨的连接销孔与顶部导轨的连接销孔相对应，然后，将连接销轴***连接销孔中，完成顶部导轨与中间导轨的安装连接，并通过游车将中间导轨提升；若有多根中间导轨，则重复该步骤，直至所有中间导轨安装连接完成；

S5：安装底部导轨，通过游车提升顶部导轨，从而使顶部导轨带动中间导轨上升，并使中间导轨的底部靠近钻台面，将底部导轨水平吊装至钻台面上，并使底部导轨的连接销孔与中间导轨的连接销孔相对应，然后，将连接销轴***连接销孔中，完成中间导轨和底部导轨的安装连接；

S6：挂接顶部导轨，通过游车继续提升顶部导轨，使顶部导轨的导轨挂钩挂接在悬挂板上的悬挂轴上，由于提升小车上的与游车相连的悬挂点至所述顶部导轨中心的距离与井眼至顶驱导轨中心的距离相等，在提升时顶驱导轨至悬挂轴的位置时，可以刚好实现导轨挂钩与悬挂轴的挂接；导轨挂钩挂接在悬挂轴上后，驱动游车挂钩向下移动，提升小车在自重重力的作用下向下移动，从而顶板失去对锁定钩的限位作用，锁定钩在自身重力作用下，向下移动锁定导轨挂钩和悬挂轴，继续下移提升小车，并将提升小车从底部导轨的底部取出，完成顶驱导轨的安装，用反扭矩装置将底部导轨与井架相连接，使顶驱旋转产生的扭力传递至井架上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明在进行顶驱导轨的安装过程中，将顶驱导轨的各个部分分开进行安装，首先在井架起升之前，安装悬挂板，井架起升后，将提升小车套入顶驱导轨中，游车挂钩连接提升小车，驱动游车上提通过连接销轴实现顶部导轨与中间导轨的连接、中间导轨与底部导轨的连接，在进行连接销轴的插接时，都是在钻台面进行的，而钻台面的高度较低，不属于高空作业，同时，由于提升小车上的与游车相连的悬挂点至顶部导轨中心的距离与井眼至顶驱导轨中心的距离相等，在提升时顶驱导轨至悬挂轴的位置时，可以刚好实现导轨挂钩与悬挂轴的挂接对接，也避免了通过人工进行高空的销轴穿插作业，在整个顶驱导轨的安装过程中，全程避免了高空作业，降低顶驱导轨安装的风险，提升其安装的效率。

(2)本发明提升小车在提升的过程中，顶板将锁定钩顶开，漏出导轨挂钩与悬挂轴挂接的挂口位置，使提升小车将导轨挂钩提升至与悬挂轴相同高度时，挂钩自然就挂入至悬挂轴上，在导轨挂钩挂接好后，提升小车下移，从而顶板失去对锁定钩的限位作用，锁定钩在自身重力作用下，向下移动锁定导轨挂钩和悬挂轴，实现了导轨挂钩的自动锁定，进一步提升了顶驱导轨的安装便捷度。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-悬挂板，2-悬挂轴，3-顶部导轨，4-连接销轴，5-中间导轨，6-底部导轨， 7-提升小车，8-导轨挂钩，9-锁定钩，10-导杆，11-导槽，12-承力板，13-卸扣， 14-限位板，15-顶板，16-导向轮。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1～2所示：

一种顶驱导轨，由几个部件组成，包括悬挂板1、顶部导轨3、中间导轨5、底部导轨6、以及提升小车6；悬挂板1上设置有悬挂轴2，悬挂板1在井架起升前，固定连接在钻机天车底部的连接耳座上，顶部导轨3的顶部固定有导轨挂钩8，导轨挂钩8上设有导杆10，顶部导轨3配设有锁定钩9，锁定钩9上开设有导槽11，导杆10穿过导槽11，并可在导槽11内上下移动，导轨挂钩8挂接在悬挂轴2上，并由锁定钩9进行锁定。

顶部导轨3的底端设置有连接销孔，中间的导轨5的上下两端也都设置连接销孔，顶部导轨3和中间导轨5通过连接销轴4穿过连接销孔实现顶部导轨与中间导轨的连接，中间导轨5可采用多根的设置，彼此之间也通过连接销轴进行连接；底部导轨6的顶部也设有连接销孔，中间导轨5和底部导轨6也通过接销轴4穿过连接销孔实现底部导轨与中间导轨的连接。

顶部导轨5还配设有提升小车7，具体地，提升小车7包括用于承受顶驱导轨重量的承力板12，设置于承力板12上并与游车挂钩相连的卸扣13，设置于承力板12上并用于与顶部导轨3相卡接的限位板14，以及设置于所述承力板 12上并与所述锁定钩9相配合的顶板15；其中，顶部导轨3上设有限位凸台，承力板12的顶面与限位凸台的底面相接，卸扣13至顶部导轨中间的距离与井眼至顶驱导轨中心的距离相等，即在通过提升小车提升顶驱导轨时，卸扣位于井眼的中心线上，承力板12上还设有便于所述提升小车7在顶驱导轨上上下移动的导向轮16。

具体地，本发明的顶驱导轨安装方法包括以下步骤：

S1：安装悬挂板，在井架起升前，将悬挂板固定连接在钻机天车底部的连接耳座上；

S2：安装提升小车，将提升小车套入顶部导轨中，并使提升小车的承力板顶面与顶部导轨的限位凸台相接，此时，提升小车的顶板将导轨挂钩装置的锁定钩顶开；

S3：提升顶部导轨，将卸扣与游车上的挂钩相连，并通过游车提升顶部导轨，使顶部导轨的底部靠近钻台面；

S4：安装中间导轨，将中间导轨水平吊装至钻台面上，并使中间导轨的连接销孔与顶部导轨的连接销孔相对应，然后，将连接销轴***连接销孔中，完成顶部导轨与中间导轨的安装连接，并通过游车将中间导轨提升；若有多根中间导轨，则重复该步骤，直至所有中间导轨安装连接完成；

S5：安装底部导轨，通过游车提升顶部导轨，从而使顶部导轨带动中间导轨上升，并使中间导轨的底部靠近钻台面，将底部导轨水平吊装至钻台面上，并使底部导轨的连接销孔与中间导轨的连接销孔相对应，然后，将连接销轴***连接销孔中，完成中间导轨和底部导轨的安装连接；

S6：挂接顶部导轨，通过游车继续提升顶部导轨，使顶部导轨的导轨挂钩挂接在悬挂板上的悬挂轴上，由于提升小车上的与游车相连的悬挂点至所述顶部导轨中心的距离与井眼至顶驱导轨中心的距离相等，在提升时顶驱导轨至悬挂轴的位置时，可以刚好实现导轨挂钩与悬挂轴的挂接；导轨挂钩挂接在悬挂轴上后，驱动游车挂钩向下移动，提升小车在自重重力的作用下向下移动，从而顶板失去对锁定钩的限位作用，锁定钩在自身重力作用下，向下移动锁定导轨挂钩和悬挂轴，继续下移提升小车，并将提升小车从底部导轨的底部取出，完成顶驱导轨的安装，用反扭矩装置将底部导轨与井架相连接，使顶驱旋转产生的扭力传递至井架上。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。