一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車的製作方法
2023-05-13 16:42:41
專利名稱：一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車的製作方法
技術領域：
本發明涉及鑽井絞車領域，尤其是一種應用於套管鑽井鑽機(4000米以下井深)的機械傳動兩檔絞車。
背景技術：
鑽井絞車是鑽機系統的核心部件之一，也是鑽修設備的主要提升裝置。絞車不僅用於起下鑽具和下管套的作用，還用於鑽進過程控制鑽壓的作用，此外還充當轉盤的變速機構和中間傳動機構，以及井架的整體起升。目前在我國，用於石油鑽機的機械傳動絞車主要為多軸鏈條傳動的多檔絞車，其特點是採用整體箱式結構，多軸鏈條傳動，通過離合器換擋，一般為4 6個機械檔位。這 種絞車提升能力較強，最大提升速度較大，但結構複雜，體積大，傳動效率低，在絞車起下鑽時需要頻繁換擋，很難有效地滿足套管鑽井工藝的要求。套管鑽井鑽機工藝的基本點是直接採用套管(取代傳統的鑽杆)向井下傳遞機械能量和水力能量，井下鑽具組合接在套管柱下面，邊鑽進邊下套管，完鑽後做鑽柱用的套管留在井內作完井用。套管鑽井鑽機技術是將鑽進和下套管合併成一個作業過程，並且不再需要常規的起下鑽作業，其配套絞車主要用於套管鑽進、控制鑽壓、起升井架等，兩個提升檔位既可實現工況操作。
發明內容
本發明的目的在於針對上述現有技術中存在的技術問題提出一種檔位減少、結構簡單、提高傳動效率的應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車。本發明為解決上述問題所採用的技術方案為一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車，包括絞車輸入軸、減速換擋機構，所述減速換擋機構包括高檔減速機構、低檔減速機構，其特徵在於所述絞車輸入軸分別與高檔減速機構、低檔減速機構的輸入端連接；所述的高檔減速機構、低檔減速機構均為鏈輪鏈條傳動機構，低檔減速機構的輸出端通過第一氣胎離合器與滾筒一端的驅動軸相連，高檔減速機構的輸出端通過第二氣胎離合器與滾筒另一端的驅動軸相連，第三氣胎離合器安設在高檔減速機構上。按上述技術方案，所述的低檔減速機構包括第一中間軸，絞車輸入軸通過鏈輪鏈條帶動第一中間軸運動，第一中間軸通過鏈輪經第一氣胎離合器帶動滾筒一端的驅動軸運動，所述的高檔減速機構包括第二中間軸，絞車輸入軸通過鏈輪鏈條經第三氣胎離合器帶動第二中間軸運動，第二中間軸通過鏈輪經第二氣胎離合器帶動滾筒另一端的驅動軸運動。按上述技術方案，所述滾筒的左右兩端分別設有液壓盤式剎車裝置。按上述技術方案，還包括輔助剎車，所述的輔助剎車採用水冷式電磁渦流剎車，輔助剎車通過齒式離合器與滾筒另一端的驅動軸連接。按上述技術方案，還包括應急機構，所述應急機構包括應急電機、減速器及應急齒式離合器，應急機構通過應急齒式離合器安設在絞車輸入軸的一端。
在套管鑽井作業中，當需要高檔位工作時，脫開第一氣胎離合器，絞車動力由並車傳動箱上的絞車動力輸出軸經萬向軸帶動絞車輸入軸運動，掛合第二氣胎離合器、第三氣胎離合器，即可獲得絞車的高檔位；當需要低檔位工作時，脫開高檔減速機構上的第二氣胎離合器、第三氣胎離合器，絞車輸入軸帶動低檔減速機構的輸入端運動，掛合第一氣胎離合器，即可獲得絞車的低檔位。本發明與現有技術相比所取得的技術效果為1、本發明檔位減少，結構簡化，克服現有機械絞車起下鑽時需頻繁換檔的缺點，使操作更簡單，有效提高了絞車傳動效率，進而提高作業效率，降低能耗。2、由於套管鑽井鑽機鑽進時為單根套管鑽進，不需提升立根，井架高度降低，配套絞車的主滾筒容繩量減少，在滾筒直徑和鋼絲繩直徑不變的情況下，滾筒的長度相應減小。滾筒長度的減小一方面有利於滾筒排繩，不易出現咬繩、亂繩狀況；另一方面使絞車體積減小，結構簡化，外形尺寸減小，重量相應減輕，減少佔地面積，節約成本。
圖I為本發明結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。如圖I所示，本發明包括絞車輸入軸、減速換擋機構、剎車機構和應急機構四部分。並車傳動箱中的帶絞車軸通過萬向軸帶動絞車輸入軸13運動,所述的減速換擋機構包括低檔減速機構、高檔減速機構，絞車的輸入軸13通過鏈輪鏈條分別與低檔減速機構、高檔減速機構的輸入端相連；低檔減速機構由中間軸17、氣胎離合器I、鏈輪14、鏈輪16、鏈輪18、鏈輪2及鏈條組成，低速減速機構通過氣胎離合器I與滾筒3 —端的驅動軸相連；高檔減速機構由中間軸19、氣胎離合器9、氣胎離合器6、鏈輪11、鏈輪10、鏈輪12、鏈輪20、鏈輪8及鏈條組成，高檔減速齒輪機構經氣胎離合器9、氣胎離合器6與滾筒3另一端的驅動軸相連；絞車剎車機構包括主輔剎車，主剎車採用兩組液壓盤式剎車4、5，兩組液壓盤式剎車4、5分別設置在絞車滾筒3的兩端，輔助剎車採用水冷式電磁渦流剎車7，輔助剎車7與滾筒另一端的驅動軸之間採用齒式離合器聯接。為安全運行的目的，在輸入軸一端設置應急裝置15，應急裝置15包括應急電機、減速器及應急齒式離合器，當主電機出現故障或不能正常工作時，啟動應急裝置15，通過應急齒式離合器驅動減速換擋機構，達到提升最大鑽柱重量的目的，保證井下安全和操作人員安全，並可實現起升井架、活動鑽具等應急作業。套管鑽井作業時，絞車動力由並車傳動箱上的帶絞車軸經萬向軸輸入到絞車輸入軸13，絞車輸入軸上的鏈輪11、鏈輪14分別帶動中間軸19的鏈輪10和中間軸17上的鏈輪16旋轉，脫開中間軸19上的氣胎離合器9，此時鏈輪10做空轉，動力通過鏈輪14經鏈條傳遞鏈輪16上，鏈輪16帶動中間軸17運動，中間軸17帶動鏈輪18轉動，鏈輪18將動力經鏈條傳遞到鏈輪2上，此時，掛合氣胎離合器1，鏈輪2帶動滾筒3 —端的驅動軸運動，即可實現低檔位工作。當需要高檔位工作時，脫開氣胎離合器1，鏈輪2做空轉，動力通過鏈輪11經鏈條傳遞到鏈輪10上，掛合中間軸19上的氣胎離合器9，鏈輪10帶動中間軸19運動，中間軸19上的鏈輪12經鏈條帶動鏈輪20轉動，掛合氣胎離合器6，動力通過鏈輪20經鏈條傳遞到鏈輪8上，鏈輪8帶動滾筒3另一端的驅動軸運動，即可實現高檔位工作。此時中間軸17上的鏈輪16、鏈輪18處於空轉狀態。套管鑽井鑽機配套使用的兩檔絞車主要用於套管鑽進、控制鑽壓、起升井架等，兩個提升檔位既可實現工況操作，克服現有機械絞車起下鑽時需頻繁換檔的缺點，使操作更簡單，有效提高了絞車傳動效率，進而提高作業效率，降低能耗。 同時，由於套管鑽井鑽機鑽進時為單根套管鑽進，不需提升立根，井架高度降低，配套絞車的主滾筒容繩量可大大減少。
權利要求
1.一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車，包括絞車輸入軸、減速換擋機構，所述減速換擋機構包括高檔減速機構、低檔減速機構，其特徵在於所述絞車輸入軸分別與高檔減速機構、低檔減速機構的輸入端連接；所述的高檔減速機構、低檔減速機構均為鏈輪鏈條傳動機構，低檔減速機構的輸出端通過第一氣胎離合器與滾筒一端的驅動軸相連，高檔減速機構的輸出端通過第二氣胎離合器與滾筒另一端的驅動軸相連，第三氣胎離合器安設在高檔減速機構的傳動軸上。
2.根據權利要求I所述的一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車，其特徵在於所述的低檔減速機構包括第一中間軸，絞車輸入軸通過鏈輪鏈條帶動第一中間軸運動，第一中間軸通過鏈輪經第一氣胎離合器帶動滾筒一端的驅動軸運動，所述的高檔減速機構包括第二中間軸，絞車輸入軸通過鏈輪鏈條經第三氣胎離合器帶動第二中間軸運動，第二中間軸通過鏈輪經第二氣胎離合器帶動滾筒另一端的驅動軸運動。
3.根據權利要求2所述的一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車，其特徵在於所述滾筒的左右兩端分別設有液壓盤式剎車裝置。
4.根據權利要求3所述的一種應用於套管鑽井鑽的機機械傳動兩檔絞車，其特徵在於還包括輔助剎車，所述的輔助剎車採用水冷式電磁渦流剎車，輔助剎車通過齒式離合器與滾筒另一端的驅動軸連接。
5.根據權利要求I或2所述的一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車，其特徵在於還包括應急機構,所述應急機構包括應急電機、減速器及應急齒式離合器,應急機構通過應急齒式離合器安設在絞車輸入軸的一端。
全文摘要
本發明公開了一種應用於套管鑽井鑽機的機械傳動兩檔絞車，包括絞車輸入軸、減速換擋機構，所述減速換擋機構包括高檔減速機構、低檔減速機構，其特徵在於所述絞車輸入軸分別與高檔減速機構、低檔減速機構的輸入端連接；所述的高檔減速機構、低檔減速機構均為鏈輪鏈條傳動機構，低檔減速機構的輸出端通過第一氣胎離合器與滾筒一端的驅動軸相連，高檔減速機構的輸出端通過第二氣胎離合器與滾筒另一端的驅動軸相連，第三氣胎離合器安設在高檔減速機構的傳動軸上。本發明檔位減少，結構簡化，克服現有機械絞車起下鑽時需頻繁換檔的缺點，絞車控制部分結構同時可大為簡化，操作更簡單，有效提高了絞車傳動效率，進而提高作業效率，降低能耗。
文檔編號B66D5/14GK102701093SQ201210190229
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者餘長柏, 危峰, 屈曉妮, 王凌寒 申請人:中國石化集團江漢石油管理局石油機械研究院, 中國石油化工集團公司