複合傳動絞車的製作方法

2023-12-02 01:30:01 3

專利名稱：複合傳動絞車的製作方法
技術領域：
本實用新型與石油鑽井機有關，特別是一種用於石油鑽井機傳動的複合傳動絞車。
背景技術：
現有石油鑽井機絞車有兩種傳動型式一種是統一傳動型式，另一種是獨立傳動型，現分述如下1.統一傳動絞車，如圖1所示電機驅動鏈條變速箱傳動絞車滾筒實現提升或下放鑽具，並可同時傳動轉盤實現鑽井作業。該傳動型式有以下缺點A.在特殊鑽井工藝條件下，絞車滾筒作業和轉盤作業參數互有制約，不能充分滿足鑽井工藝要求。
B.鏈條傳動付多，效率低，體積大，超重，需拆開分體吊裝和運輸。因此，每搬運一次必須拆裝一次，安裝精度就降低一次，密封性降低，漏油嚴重，不符合環保要求。
C.吊運單元多，安裝時間長，不安全，費用較高。
D.使用電機能耗制動工況時，由於鏈條增速比大(Z2/Z1＝86/19齒)，傳動不可靠。
2.獨立傳動絞車，如圖2所示絞車電機驅動鏈條變速箱獨立傳動絞車滾筒，實現提升或下放鑽具，絞車作業不受轉盤作業幹擾制約，可滿足起、下鑽具工藝需要。轉盤電機驅動齒輪變速箱和鏈條箱獨立傳動轉盤，實現鑽井作業，轉盤作業參數不受絞車作業幹擾制約，可滿足鑽井工藝要求。但是由於絞車、轉盤各自獨立驅動，自成系統，存在以下缺點①.該絞車部分的缺點與統一傳動絞車的B、C、D條相同。
②.而且需增加一臺電機和一臺控制櫃，並且轉盤電機和絞車電機不能互補、互救，系統可靠性較差。
③.轉盤獨立傳動系統的電機和傳動箱緊靠井眼，並安裝在鑽臺鋪板之下，造成安裝維修困難，設備受泥漿水浸蝕汙染，電機電器防爆要求高，不符合鑽井作業的健康、安全、環保的規範要求。

發明內容
本實用新型要解決的技術問題在於克服上述現有技術的問題和缺點，提供一種複合傳動絞車，做到既可獨立傳動，又可聯合傳動，以滿足用戶各種鑽井工藝要求。
本實用新型的技術解決方案如下一種用於鑽機的複合傳動絞車，包括絞車電機、絞車齒輪箱、絞車滾筒，其特徵在於還設有轉盤電機、轉盤傳動裝置、轉盤，該絞車電機一方面通過一齒式聯軸節和絞車齒輪箱及其在絞車齒輪箱中的絞車滾筒離合器與絞車滾筒主軸相關聯，該絞車電機另一方面通過齒式聯軸節、絞車齒輪箱和並車離合器可與轉盤電機主軸的一端並軸，該轉盤電機的主軸的另一端通過轉盤離合器、轉盤傳動裝置的鏈條箱和錐齒輪箱及萬向軸與轉盤相連接形成驅動關係，所述的絞車滾筒還設有絞車主剎車和絞車電機能耗制動取代輔助剎車；所述的轉盤電機還設有轉盤慣性剎車。
所述的轉盤電機為無級調速電機。
所述的絞車電機為無級調速電機。
所述的絞車電機、轉盤電機、轉盤、絞車滾筒的傳動結構是採用單獨密封的齒輪箱和鏈條箱並通過離合器、聯軸節和萬向軸互相連接而成。
所述的絞車主剎車安裝在絞車滾筒的軸端，並採用盤式液壓鉗結構。
有關本實用新型的技術構成和效果，茲結合附圖和裝置工作情況說明如後。


圖1是現有絞車——轉盤統一傳動絞車結構示意圖。
圖2是現有絞車——轉盤獨立傳動絞車結構示意圖。
圖3是本實用新型複合傳動絞車最佳實施例結構示意圖。圖中1-轉盤離合器 2-並車離合器3-滾筒離合器 4-轉盤電機5-絞車電機 6-絞車齒輪箱7-絞車滾筒 8-萬向軸9-轉盤 10-絞車主剎車 11-轉盤慣性剎車 12-轉盤傳動裝置13-齒式聯軸節 14-井口 15-方鑽杆16-輔助剎車具體實施方式
先請參閱圖3，圖3是本實用新型複合傳動絞車最佳實施例的結構示意圖，由圖可見，本實用新型複合傳動絞車包括絞車電機5、絞車齒輪箱6、絞車滾筒7，其特徵在於還設有轉盤電機4、轉盤傳動裝置12、轉盤9，該絞車電機5一方面通過一齒式聯軸節13和絞車齒輪箱6及其在絞車齒輪箱6中的絞車滾筒離合器3與絞車滾筒7主軸相關聯，該絞車電機5另一方面通過齒式聯軸節13、絞車齒輪箱6和並車離合器2可與轉盤電機4主軸的一端並軸，該轉盤電機4的主軸的另一端通過轉盤離合器1和轉盤傳動裝置12的鏈條箱和錐齒輪箱及萬向軸8與轉盤9相連接形成驅動關係；所述的絞車滾筒7還設有絞車主剎車10；所述的轉盤電機4還設有轉盤慣性剎車11；所述的轉盤電機4為無級調速電機；所述的絞車電機5為無級調速電機；所述的絞車電機5、轉盤電機4、轉盤9、絞車滾筒7的傳動結構是採用單獨密封的齒輪箱和鏈條箱並通過離合器2、3、聯軸節13和萬向軸8互相連接而成；所述的絞車主剎車10安裝在絞車滾筒7的軸端，並採用盤式液壓鉗結構。所述的絞車滾筒7可通過絞車齒輪箱6、滾筒離合器3和齒式聯軸節13實現絞車電機5和轉盤電機4倒轉發電能耗制動，取代現有絞車的輔助剎車系統。據知，絞車的輔助剎車系統重達10噸，是一很笨重的設備。
本實用新型複合傳動絞車用於石油鑽機鑽井的工作情況如下1.石油鑽機鑽井工況A.鑽井，摘開並車離合器2，開動轉盤電機4，摘開轉盤慣性剎車11，掛合轉盤離合器1，轉盤慣性剎車11和轉盤離合器1是可以聯鎖的，則轉盤電機4的動力通過轉盤傳動裝置12的鏈條箱和錐齒輪箱及萬向軸8驅動轉盤9，轉盤9的方補心旋轉方鑽杆、鑽具和鑽頭，破碎巖石，打出一口石油井。轉盤電機4可無級調速，實現轉盤所需各種轉速。
B.劃眼，若在鑽井過程中需要劃眼，即鑽井在進行中，又要提升鑽具，進行修理井壁，則掛合絞車齒輪箱6的滾筒離合器3，然後鬆開絞車主剎車10，同時開動絞車電機5，其動力通過齒輪箱6傳動絞車滾筒7，由滾筒7纏繞鋼絲繩，通過遊動滑車、大鉤、井架等將鑽具提升到一定高度，然後再下放鑽具，絞車電機5倒轉發電能耗制動。這樣上下幾次，最後將鑽具下放至底，繼續鑽井。絞車電機5可無級調速，實現絞車滾筒7所需的各種提升速度。
C.掛合併車離合器2，轉盤電機4和絞車電機5並車實現統一驅動轉盤9和絞車滾筒7，可完成B中所述的劃眼作業。下放鑽具時，摘開絞車滾筒離合器3，輕合絞車主剎車10。
D.摘開絞車滾筒離合器3，實現A中所述的鑽井作業，此時絞車滾筒7切斷動力，可以通過輕合絞車主剎車10實現鑽頭送進。
上述「C、D」工況(即並車統一驅動)可實現絞車電機和轉盤電機動力的互補。
2.石油鑽機起、下鑽工況(轉盤不工作)A.淺井段，鑽具重量較輕時，起下鑽具實施轉盤電機4停機，摘開並車離合器2，轉盤9停止工作。掛合滾筒離合器3，鬆開絞車主剎車10，同時開動絞車電機5，提升鑽具，拆下一根鑽具，再提升鑽具，又拆下一根鑽具，直至將井中的鑽具起完，這就是起鑽作業。鬆開絞車主剎車10，鑽具自重下落，絞車滾筒7被鋼絲繩拉著倒轉，通過絞車齒輪箱6倒轉，驅動絞車電機5倒轉發電能耗制動，克服重力加速度，使之勻速下放和減速下放，最後掛合絞車主剎車10剎停，再接上一根鑽具，重複上述程序直到將鑽具下完，這就是下鑽作業。
B.深井段，鑽具重量重，單臺電機功率不足時，可以摘開轉盤離合器1，轉盤9不工作，掛合併車離合器2，開動轉盤電機4，實現兩臺電機並車驅動絞車滾筒7，這樣動力增大一倍，就可以實施所述的起、下鑽作業，不再重複。很顯然，動力具有互補性。
3.轉盤電機4和絞車電機5具有互救性。
鑽井作業工況時，當轉盤電機4或電控系統有故障時，只要轉盤電機4的軸承不損壞，就可實施絞車電機5驅動轉盤9，繼續轉盤鑽井作業只需摘開絞車滾筒離合器3，掛合併車離合器2，開動絞車電機5，摘開慣性剎車11，掛合轉盤離合器1，轉盤9開始鑽井作業，此時絞車滾筒7已切斷動力，只能實現送進。這就實現了動力互救。
起、下鑽作業工況時，當絞車電機5或電控制系統有故障時，可以拆開其中的齒式聯軸節13進行檢修或更換絞車電機5。起下鑽作業可以使用轉盤電機4來補救摘開轉盤離合器1，掛合併車離合器2，開動轉盤電機4，按上述的起下鑽作業程序進行起下鑽作業。實現動力互救。
綜上所述，本實用新型既可獨立傳動又可聯合傳動，不僅可用於石油鑽井，也可用於其他鑽井或類似業務，其特點或優點可以歸納如下1.由圖3可知，掛合併車離合器，滾筒離合器，轉盤離合器，則絞車滾筒和轉盤同時運行作業，實現統一傳動絞車和轉盤。若鑽井需要，可摘開並車離合器，掛合轉盤和滾筒離合器，則絞車電機驅動絞車滾筒，轉盤電機驅動轉盤，實現絞車滾筒和轉盤分別獨立運行作業，互不幹擾，充分滿足各自作業參數。
2.對現有的獨立傳動絞車而言，可以節省一臺絞車電機和一臺電控櫃，絞車電機和轉盤電機通過離合器的掛摘，可實現絞車或轉盤的電機互補互救，提高電機的利用率和電系統可靠性。
3.傳動元件少，結構緊湊，體積小，重量輕，可整機吊運安裝，維修簡便，效率高，運行費用低。
4.由於採用單獨齒輪箱和鏈條箱，各自形成密封件，靠離合器聯軸節和萬向軸互相連接成傳動系統，可整裝搬運和安裝，無需分體拆運，故無漏油現象。絞車和轉盤傳動裝置及電機均遠離井口，故設備不受井口泥漿水浸蝕和汙染，電機和電器元器件防爆性能提高，更符合鑽井作業的健康、安全、環保規範要求。
5.由於滾筒傳動採用齒輪，更能適應電機能耗制動工況。
6.絞車滾筒主剎車外移到軸端，並採用盤式液壓鉗結構，更換易損件快捷，同時縮小了滾筒的徑向尺寸，使絞車體積減小。
7.利用絞車電機倒轉發電實現能耗制動，取代現有笨重昂貴的輔助剎車，使絞車體積減小，重量減輕，成本降低。
權利要求1.一種用於鑽機的複合傳動絞車，包括絞車電機(5)、絞車齒輪箱(6)、絞車滾筒(7)，其特徵在於還設有轉盤電機(4)、轉盤傳動裝置(12)和轉盤(9)，該絞車電機(5)一方面通過一齒式聯軸節(13)和絞車齒輪箱(6)及其在絞車齒輪箱(6)中的絞車滾筒離合器(3)與絞車滾筒(7)的主軸相關聯，該絞車電機(5)另一方面通過齒式聯軸節(13)、絞車齒輪箱(6)和並車離合器(2)可與轉盤電機(4)主軸的一端並軸，該轉盤電機(4)的主軸的另一端通過轉盤離合器(1)和轉盤傳動裝置(12)的鏈條箱和錐齒輪箱及萬向軸(8)與轉盤(9)相連接形成驅動關係；所述的絞車滾筒(7)還設有絞車主剎車(10)；所述的轉盤電機(4)還設有轉盤慣性剎車(11)。
2.根據權利要求1所述的複合傳動絞車，其特徵在於所述的轉盤電機(4)為無級調速電機。
3.根據權利要求1所述的複合傳動絞車，其特徵在於所述的絞車電機(5)為無級調速電機。
4.根據權利要求1所述的複合傳動絞車，其特徵在於所述的絞車電機(5)、轉盤電機(4)、轉盤(9)、絞車滾筒(7)的傳動結構是採用單獨密封的齒輪箱和鏈條箱並通過離合器(2、3)、聯軸節(13)和萬向軸(8)互相連接而成。
5.根據權利要求1所述的複合傳動絞車，其特徵在於所述的絞車主剎車(10)安裝在絞車滾筒(7)的軸端，並採用盤式液壓鉗結構，該絞車滾筒(7)可通過絞車齒輪箱(6)、滾筒離合器(3)和連軸節(13)倒轉絞車電機(5)或/和轉盤電機(4)實現發電能耗制動。
專利摘要一種用於鑽機的複合傳動絞車，主要包括絞車電機、絞車齒輪箱、絞車滾筒、轉盤電機、轉盤傳動裝置和轉盤，該絞車電機一方面通過一齒式聯軸節和絞車齒輪箱及其在絞車齒輪箱中的絞車滾筒離合器與絞車滾筒主軸相關聯，該絞車電機另一方面通過齒式聯軸節、絞車齒輪箱和並車離合器可與轉盤電機主軸的一端並軸，該轉盤電機的主軸的另一端通過轉盤離合器和轉盤傳動裝置的鏈條箱和錐齒輪箱及萬向軸與轉盤相連接形成驅動關係，該絞車滾筒還設有絞車主剎車和電機能耗制動；該轉盤電機還設有轉盤慣性剎車。本實用新型的複合傳動絞車，具有結構緊湊、傳動元件少、體積小、維修簡便的優點，既可獨立傳動，又可聯合傳動，可滿足用戶各種鑽井工藝要求。
文檔編號B66D1/02GK2626968SQ0323013
公開日2004年7月21日 申請日期2003年4月8日 優先權日2003年4月8日
發明者陳茂松, 高波 申請人:上海三高石油設備有限公司