一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构的制作方法

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1.本发明属于海洋勘探顶驱技术领域，尤其涉及一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构。

背景技术：

2.目前的海洋勘探、工程勘察中的cpt取样钻具直径大，需要冲管大通径；金刚石绳索取心钻具，工作时高转速、密封件线速度限制需要通管小通径。因此在上述勘探工作中需要不同通径的冲管顶驱，在实际工作中需要更换不同通径冲管的顶驱系统，为此增加了大量的时间成本和经济成本。

技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.针对现有存在的技术问题，本发明提供一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构，解决了在不同勘察工况时需要不同通径冲管时只能更换顶驱系统的问题。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
7.一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构，包括：冲管支架单元、可更换上密封单元、可更换下密封单元、可更换冲管和鹅颈管支架单元；
8.所述冲管支架单元的底部与顶驱主体的顶部连接；
9.所述冲管支架单元的顶部与所述鹅颈管支架单元的颈部支撑连接；
10.所述可更换冲管的底部端口与顶驱主体的主轴螺纹连接；
11.所述可更换冲管的顶部端口与所述鹅颈管支架单元底部端口螺纹连接；
12.所述可更换下密封单元密封设置在顶驱主体的主轴连接口周边，用以密封所述可更换冲管与主轴之间的连接部；
13.所述可更换上密封单元设置在所述可更换冲管的顶部端口周边，用以密封所述可更换冲管与所述鹅颈管支架单元之间的连接部；
14.所述可更换冲管为大通径冲管或小通径冲管；
15.所述可更换上密封单元和所述可更换下密封单元的尺寸与所述可更换冲管的尺寸相匹配。
16.优选地，所述可更换下密封单元包括：密封盒、拉杆封和压盖；
17.所述密封盒设置在顶驱主体上部的主轴连接口处，并套设在所述可更换冲管的外壁；
18.所述拉杆封设置在所述可更换冲管的外壁与所述密封盒的内壁之间；
19.所述压盖套设在所述可更换冲管的外壁并盖在所述密封盒上。
20.优选地，所述压盖与所述密封盒之间通过螺杆连接；
21.所述压盖的底部顶在所述拉杆封的顶部，用以密封所述拉杆封；
22.所述压盖能够借助于螺杆调节下压的行程。
23.优选地，所述可更换上密封单元包括：上压套、u型封和卡圈；
24.所述上压套套设在所述可更换冲管上部的外壁上；
25.所述上压套的内壁上设有环形槽；
26.所述u型封设置在所述环形槽内；
27.所述可更换冲管上部的外壁上设有冲管环形槽；
28.所述卡圈卡设在所述上压套上方的冲管环形槽内。
29.优选地，所述上压套上设有多个螺栓孔；
30.所述上压套通过多个螺栓和所述多个螺栓孔与所述鹅颈管支架单元连接。
31.优选地，所述冲管支架单元包括：支架部、顶部法兰部和底部法兰部；
32.所述顶部法兰部固定设置在所述支架部的顶部；
33.所述底部法兰部固定设置在所述支架部的底部；
34.所述底部法兰部与顶驱主体连接；
35.所述顶部法兰部与所述鹅颈管支架单元连接。
36.优选地，所述顶部法兰部和所述底部法兰部上均设有多个螺纹孔；
37.所述底部法兰部通过螺栓和多个螺纹孔固定设置在顶驱主体上；
38.所述鹅颈管支架单元借助于螺栓和多个螺纹孔固定设置在所述顶部法兰部上。
39.优选地，所述鹅颈管支架单元包括：下部连接法兰、焊管、上部连接法兰、连接管和泥浆管；
40.所述下部连接法兰固定设置在所述焊管的底端部；
41.所述上部连接法兰固定设置在所述焊管的顶端部；
42.所述连接管一端设置在所述焊管的侧壁上；
43.所述连接管的另一端与所述泥浆管连接；
44.所述泥浆管借助于所述连接管与所述焊管连通。
45.优选地，所述下部连接法兰与所述上密封单元连接；
46.所述上部连接法兰与顶部电控球阀部件连接。
47.优选地，当所述可更换冲管为小通径时：
48.所述可更换上密封单元还包括：上过渡盘；
49.所述可更换冲管借助于所述上过渡盘与所述鹅颈管支架单元连接；
50.所述可更换下密封单元还包括：下过渡盘；
51.所述可更换冲管借助于所述下过渡盘与顶驱主体的主轴连接。
52.(三)有益效果
53.本发明的有益效果是：本发明提供的一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构，具有以下有益效果：
54.本技术的冲管机构在顶驱上能够实现快速拆装更换的操作，降低了更换顶驱系统所带来的时间成本和经济成本。
55.本技术中的密封单元的密封件具有磨损量补偿的优点，不仅便于拆卸更换，还延长了密封单元的使用寿命。
56.本技术为适用于海床多样地层的工程勘察顶驱的冲管机构。
57.本技术的双通道可更换冲管机构能够使海工顶驱既满足海底硬岩地层适用于金刚石绳索取心高转速的工艺需求，又满足海床软岩低速回转钻进及cpt取样工具通过的工艺、功能需求。
附图说明
58.图1为本发明提供的一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构的结构示意图；
59.图2为本发明提供的一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构的冲管支架的结构示意图；
60.图3为本发明提供的一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构中鹅颈管支架单元的结构示意图；
61.图4为本发明提供的一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构中大通径冲管的结构示意图；
62.图5为本发明提供的一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构中小通径冲管的结构示意图。
63.【附图标记说明】
64.1：冲管支架单元；101：顶部法兰部；102：底部法兰部；103：支架部；
65.2：上密封单元；201：上压套；202：u型封；203：卡圈；204：o型圈；205：上过渡盘；
66.3：下密封单元；301：密封盒；302：拉杆封；303：压盖；304：u型封：305：下过渡盘；
67.4：可更换冲管；
68.5：鹅颈管支架单元；501：下部连接法兰；502：焊管；503：上部连接法兰；504：连接管；505：泥浆管；
69.6：顶驱主体。
具体实施方式
70.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
71.如图1-图5所示：本实施例中一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构，包括：冲管支架单元1、可更换上密封单元2、可更换下密封单元3、可更换冲管4和鹅颈管支架单元5。
72.其中，该冲管支架单元1的底部与顶驱主体的顶部连接；所述冲管支架单元的顶部与所述鹅颈管支架单元的颈部支撑连接。
73.可更换冲管的底部端口与顶驱主体6的主轴螺纹连接；所述可更换冲管4的顶部端口与所述鹅颈管支架单元5底部端口螺纹连接；所述可更换下密封单元3密封设置在顶驱主体6的主轴连接口周边，用以密封所述可更换冲管4与主轴之间的连接部。
74.所述可更换上密封单元2设置在所述可更换冲管4的顶部端口周边，用以密封所述可更换冲管4与所述鹅颈管支架单元5之间的连接部；所述可更换冲管4为大通径冲管或小通径冲管；所述可更换上密封单元2和所述可更换下密封单元3的尺寸与所述可更换冲管4的尺寸相匹配。
75.应说明的是：可更换下密封单元3和可更换上密封单元2与相应的通径冲管为配套的组件，在实际应用中更换冲管时，需要同步更换相应配套尺寸的上密封单元2和下密封单
元3。
76.例如，在进行cpt取样时，需要取样工具依次穿过冲管顶驱主轴进下探入地下取样，此时需要使用与取样工具相匹配的大通径冲管；在进行金刚石绳索取心工作时，需要高转速钻探，由于线速度的限制，更换小通径的冲管。
77.本实施例中所述的可更换下密封单元3包括：密封盒301、拉杆封302和压盖303；所述密封盒301设置在顶驱主体6上部的主轴连接口处，并套设在所述可更换冲管4的外壁。
78.该拉杆封302设置在所述可更换冲管4的外壁与所述密封盒301的内壁之间；所述压盖303套设在所述可更换冲管4的外壁并盖在所述密封盒301上。
79.详细地，所述压盖303与所述密封盒301之间通过螺杆连接；所述压盖303的底部顶在所述拉杆封302的顶部，用以密封所述拉杆封302；所述压盖303能够借助于螺杆调节下压的行程。
80.本实施例中的密封盒301与顶驱主体6之间还设有u型封304来增强密封设备的密封性。
81.应说明的是：下密封单元3的密封件压盖303和拉杆封302具有磨损量补偿的优点，不仅便于拆卸更换，还延长了密封单元的使用寿命。
82.本实施例中所述的可更换上密封单元2包括：上压套201、u型封202和卡圈203；所述上压套201套设在所述可更换冲管4上部的外壁上；所述上压套201的内壁上设有环形槽；所述u型封202设置在所述环形槽内。
83.所述可更换冲管4上部的外壁上设有冲管环形槽；所述卡圈203卡设在所述上压套201上方的冲管环形槽内。
84.本实施例中所述的上压套201上设有多个螺栓孔；所述上压套201通过多个螺栓和所述多个螺栓孔与所述鹅颈管支架单元5连接。
85.本实施例中所述冲管支架单元1包括：支架部103、顶部法兰部101和底部法兰部102；所述顶部法兰部101固定设置在所述支架部103的顶部；所述底部法兰部102固定设置在所述支架部103的底部；所述底部法兰部102与顶驱主体6连接；所述顶部法兰部101与所述鹅颈管支架单元5连接。
86.本实施例中所述的顶部法兰部101和所述底部法兰部102上均设有多个螺纹孔；所述底部法兰部102通过螺栓和多个螺纹孔固定设置在顶驱主体6上；所述鹅颈管支架单元5借助于螺栓和多个螺纹孔固定设置在所述顶部法兰部101上。
87.本实施例中所述的鹅颈管支架单元5包括：下部连接法兰501、焊管502、上部连接法兰503、连接管504和泥浆管505。
88.详细地，下部连接法兰501固定设置在所述焊管502的底端部；所述上部连接法兰503固定设置在所述焊管502的顶端部；所述连接管504一端设置在所述焊管502的侧壁上。所述连接管504的另一端与所述泥浆管505连接；所述泥浆管505借助于所述连接管504与所述焊管502连通。
89.本实施例中所述下部连接法兰501与所述上密封单元2连接；该下部连接法兰501通过螺栓分别与冲管支架单元1的顶部法兰部101和上压套201连接，其中上压套201的连接面上设有环形凹槽；环形凹槽内设有o型圈，o型圈在装配时涂抹黄油，并根据使用情况定期更换o型圈。另外，该上部连接法兰503与顶部电控球阀部件连接。
90.当所述可更换冲管4为小通径时：所述可更换上密封单元2还包括：上过渡盘205；所述可更换冲管4借助于所述上过渡盘204与所述鹅颈管支架单元5连接；所述可更换下密封单元3还包括：下过渡盘305；所述可更换冲管4借助于所述下过渡盘305与顶驱主体6的主轴连接。
91.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构，其特征在于，包括：冲管支架单元、可更换上密封单元、可更换下密封单元、可更换冲管和鹅颈管支架单元；所述冲管支架单元的底部与顶驱主体的顶部连接；所述冲管支架单元的顶部与所述鹅颈管支架单元的颈部支撑连接；所述可更换冲管的底部端口与顶驱主体的主轴螺纹连接；所述可更换冲管的顶部端口与所述鹅颈管支架单元底部端口螺纹连接；所述可更换下密封单元密封设置在顶驱主体的主轴连接口周边，用以密封所述可更换冲管与主轴之间的连接部；所述可更换上密封单元设置在所述可更换冲管的顶部端口周边，用以密封所述可更换冲管与所述鹅颈管支架单元之间的连接部；所述可更换冲管为大通径冲管或小通径冲管；所述可更换上密封单元和所述可更换下密封单元的尺寸与所述可更换冲管的尺寸相匹配。2.根据权利要求1所述的冲管机构，其特征在于，所述可更换下密封单元包括：密封盒、拉杆封和压盖；所述密封盒设置在顶驱主体上部的主轴连接口处，并套设在所述可更换冲管的外壁；所述拉杆封设置在所述可更换冲管的外壁与所述密封盒的内壁之间；所述压盖套设在所述可更换冲管的外壁并盖在所述密封盒上。3.根据权利要求2所述的冲管机构，其特征在于，所述压盖与所述密封盒之间通过螺杆连接；所述压盖的底部顶在所述拉杆封的顶部，用以密封所述拉杆封；所述压盖能够借助于螺杆调节下压的行程。4.根据权利要求1所述的冲管机构，其特征在于，所述可更换上密封单元包括：上压套、u型封和卡圈；所述上压套套设在所述可更换冲管上部的外壁上；所述上压套的内壁上设有环形槽；所述u型封设置在所述环形槽内；所述可更换冲管上部的外壁上设有冲管环形槽；所述卡圈卡设在所述上压套上方的冲管环形槽内。5.根据权利要求4所述的冲管机构，其特征在于，所述上压套上设有多个螺栓孔；所述上压套通过多个螺栓和所述多个螺栓孔与所述鹅颈管支架单元连接。6.根据权利要求1所述的冲管机构，其特征在于，所述冲管支架单元包括：支架部、顶部法兰部和底部法兰部；所述顶部法兰部固定设置在所述支架部的顶部；所述底部法兰部固定设置在所述支架部的底部；所述底部法兰部与顶驱主体连接；所述顶部法兰部与所述鹅颈管支架单元连接。7.根据权利要求6所述的冲管机构，其特征在于，
所述顶部法兰部和所述底部法兰部上均设有多个螺纹孔；所述底部法兰部通过螺栓和多个螺纹孔固定设置在顶驱主体上；所述鹅颈管支架单元借助于螺栓和多个螺纹孔固定设置在所述顶部法兰部上。8.根据权利要求1所述的冲管机构，其特征在于，所述鹅颈管支架单元包括：下部连接法兰、焊管、上部连接法兰、连接管和泥浆管；所述下部连接法兰固定设置在所述焊管的底端部；所述上部连接法兰固定设置在所述焊管的顶端部；所述连接管一端设置在所述焊管的侧壁上；所述连接管的另一端与所述泥浆管连接；所述泥浆管借助于所述连接管与所述焊管连通。9.根据权利要求8所述的冲管机构，其特征在于，所述下部连接法兰与所述上密封单元连接；所述上部连接法兰与顶部电控球阀部件连接。10.根据权利要求1-9任一项所述的冲管机构，其特征在于，当所述可更换冲管为小通径时：所述可更换上密封单元还包括：上过渡盘；所述可更换冲管借助于所述上过渡盘与所述鹅颈管支架单元连接；所述可更换下密封单元还包括：下过渡盘；所述可更换冲管借助于所述下过渡盘与顶驱主体的主轴连接。

技术总结

本发明涉及一种海工顶驱的双通道可更换冲管机构，包括：冲管支架单元、可更换上密封单元、可更换下密封单元、可更换冲管和鹅颈管支架单元；冲管支架单元的底部与顶驱主体的顶部连接；所述冲管支架单元的顶部与所述鹅颈管支架单元的颈部支撑连接；所述可更换冲管的底部端口与顶驱主体的主轴螺纹连接；所述可更换冲管的顶部端口与所述鹅颈管支架单元底部端口螺纹连接；所述可更换下密封单元密封设置在顶驱主体的主轴连接口周边，用以密封所述可更换冲管与主轴之间的连接部。本发明提供的可更换冲管机构能够使海工顶驱既满足海底硬岩地层适用于金刚石绳索取心高转速的工艺需求，又满足海床软岩低速回转钻进及CPT取样工具通过的工艺、功能需求。功能需求。功能需求。