CN102373879A - 一种顶驱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶驱，属于钻井用的顶部驱动装置领域。本发明的目的是提供一种电机外壳体不受钩载、跳钻等交变应力影响的钻井用的顶驱。本发明的顶驱包括电机、主轴，其特征在于：所述电机与其上方的提升箱体连接，所述提升箱体的上设置有转动承重装置，所述转动承重装置连接于主轴上，所述提升箱体内部的转动承重装置上方设置有盘刹组件，所述盘刹组件的刹盘连接于主轴上。本发明有效避免了电机壳体承受交变钩载，大幅降低了电机壳体厚度，减轻了本体重量，节约了成本，提高了顶驱可靠性，且便于顶驱装置的运输与使用，适合在石油开采领域推广。

Description

一种顶驱

技术领域

本发明涉及一种钻井用的驱动装置，特别是一种钻井用的顶部驱动装置。

背景技术

目前，石油钻井所采用的顶部驱动装置，是通过电机直接驱动主轴旋转来实现的。其优点在于取消了传统机构复杂的齿轮箱和润滑系统，使得加工和维护更加方便。但是顶部驱动装置的工作环境非常的苛刻，经常受到钩载、扭矩和跳钻共同作用的影响，所以对于顶部驱动装置的结构要求很高。目前所采用的电机直驱顶驱，其提环都是连接在电机定子外壳体上，使得电机外壳体承受钩载、扭矩、跳钻等复杂的交变应力。由于电机直驱需要较大功率，所以通常电机壳体尺寸都较大。为了保证电机壳体在复杂受力条件下的强度和刚度，所以电机通壳体通常都需要做得很坚固，这样就大大的增加了电机本体的重量。从而增加了整个顶部驱动装置的重量，增加了成本，且不利于运输和使用。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电机外壳体不受钩载、跳钻等交变应力影响的顶驱。

本发明采用的技术方案是如下：

本发明的顶驱，包括电机、主轴，所述电机与其上方的提升箱体连接，所述提升箱体的上设置有转动承重装置，所述转动承重装置连接于主轴上，所述提升箱体内部的转动承重装置上方设置有盘刹组件，所述盘刹组件的刹盘连接于主轴上。

由于采用上述结构，通过转动承重装置设置于提升箱体的上，具体地说是设置于提升箱体的内底部与主轴连接，盘刹上置于提升箱体内的转动承重装置上方，使得当使用整个顶驱时，提升箱体承受钩载、扭矩、跳钻等复杂的交变应力，避免了电机壳体受到钩载和跳钻等情况的复杂交变应力的影响，而使得电机壳体只受简单的扭矩和电机及附件自重。从而整个顶驱可靠性大大增加，同时大幅度降低了电机本体的重量，降低了成本，方便运输与使用，适合在石油开采领域推广。

所述提升箱体上设置有顶驱提环，所述顶驱提环与所述提升箱体连接。

由于采用上述结构，顶驱提环与提升箱体活动连接，使得提升箱体采用顶驱提环固定在机架上边，使得整个提升箱体能够固定，从而承受钩载、扭矩、跳钻等复杂的交变应力。

优选地，所述转动承重装置为轴承，所述轴承设置于提升箱体的内底部。

由于采用轴承作为转动承重装置，置于提升箱体的内底部，所述轴承与主轴相连接，承受主轴以及主轴上连接的部件的重量，同时能够使得主轴相对于提升箱体旋转，从而使得整个顶驱的结构更加的紧凑，运动更加的灵活。

所述主轴通过涨套连接有电机转子，所述主轴通过涨套与盘刹组件的刹盘连接。

由于采用上述结构，通过涨套的膨胀，使得电机转子与主轴固定连接，盘刹组件的刹盘与主轴固定连接，避免了采用键等结构对主轴的损害，保证了主轴结构的稳定性。

所述提升箱体的外侧连接有顶驱液压控制装置。

由于采用上述结构，该直驱顶驱本体集成了液压装置，不需要外接液压管线。提高了机构动作反应。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.采用主轴承和盘刹上置于提升箱体内的结构，有效避免了电机壳体承受交变钩载，大幅降低了电机壳体厚度，减轻了本体重量，节约了成本，提高了顶驱可靠性，且便于顶驱装置的运输与使用，适合在石油开采领域推广。

2.该直驱顶驱集成了液压装置，不需要外接液压管线，安装简便，机构动作反应快。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的外形结构示意图。

图中标记：1-提环、2-主轴、3-盘刹组件、4-提升箱体、5-定子外壳体、6-电机、7-电机转子、8-涨套、9-下筒体、10-承力螺母、11-管子处理装置、12-主电机下端盖、13-风机、14-主承力轴承、15-顶驱液压控制装置、16-转动承重装置、17-刹盘。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本用新型有一个电机6，电机6包括定子外壳体5和电机转子7，所述定子外壳体5与其上方的提升箱体4固定连接，可以采用焊接、螺栓等固定连接在一起，本实施例采用了螺栓把外壳体5与提升箱体4连接在一起。所述提升箱体4与顶驱提环1活动连接，本实施例采用销轴把提升箱体4与顶驱提环1连接在一起。所述提升箱体4侧边均匀地设置有盘刹安装孔，盘刹组件3安装在盘刹安装孔内并固定在提升箱体4的侧边，主轴2通过涨套与盘刹组件3的刹盘17套装连接，盘刹组件3在起作用的时候，限制主轴2的转动，盘刹组件3把扭矩传递到提升箱体4上，从而使得提升箱体4承受扭矩。本发明的提升箱体4的内底部设置有轴承14，主轴2与轴承14套装连接于提升箱体4的内底部，使得提升箱体4承受整个主轴的重量以及钩载。所述提升箱体4为箱体式结构，其箱体的外部下端与电机6的定子外壳体5连接，且箱体的下底部，设置于电机内的空间，使得整个顶驱的结构更加的紧凑，且风机对电机内部散热的时候，能够同时对箱体外壳体散热，避免了提升箱体4内的盘刹组件3在工作时做产生的温度高，对电机6的影响。电机6得电机转子7与主轴1通过涨套8连接，涨套8的膨胀，使得电机转7子与主轴2固定连接，避免了采用键等结构对主轴的损害，保证了主轴结构的稳定性。电机6下端设置有主电机下端盖12，并与下筒体9固定连接，主电机下端盖12上设有吸风口，电机6下端设置有管子处理装置11，且管子处理装置11与下筒体9之间装有辅助轴承，管子处理装置11通过承力螺母10和轴承与主轴相连。提升箱体4的侧面连接有风机13和顶驱液压控制装置15，顶驱液压控制装置15控制向盘刹的液压供给，从而达到控制盘刹的作用，顶驱液压控制装置15集成于直驱顶驱上，不需要外接液压管线，减少了顶驱的连接部件，更有利于顶驱的使用。风机13可将空气从电机底部吸入，从风机涡壳排出，起到散热的作用。本发明的直驱顶驱的轴承14位于电机壳体上部的提升箱体4中，承受钩载，电机6直接驱动主轴2旋转，外壳仅承受电机扭矩和电机及附件自重，盘刹组件3的刹盘17直接作用于主轴2，风机13可将空气从电机底部吸入，从风机涡壳排出。管子处理装置11可在轴承辅助下自由转动。

当然根据实施例1所述的结构原理，我们可以采用其它相类似的部件或者设备对其进行跟换或者代替，如轴承14可以更换为具有相同承载且能够使主轴相对转动的其它部件，如在主轴与提升箱体结合处安装滚子或者其它装置；如实施例1所述的顶驱的原理，轴承14或者转动承重装置16可以设置于顶驱内底部，同样可以设置于顶驱的内部或者顶驱的提升箱体4的外壳，或者其它的位置，只要能够实现其承受主轴以及主轴上连接的部件的重量，且能够相对于主轴转动即可。如实施例1所述的顶驱的原理，所述提升箱体4连接有顶驱提环1，当然根据其原理，可以采用其它的零件或者部件代替顶驱提环1，以能够固定本发明的顶驱即可。

本发明结构的顶驱，采用部件依次连接的结构，一方面便于在顶驱的组装，另一方面便于在安装和维修的时候拆卸而不破坏顶驱的完整。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种顶驱，包括电机(6)、主轴(2)，其特征在于：所述电机(6)与其上方的提升箱体(4)连接，所述提升箱体(4)的上设置有转动承重装置(16)，所述转动承重装置(16)连接于主轴(2)上，所述提升箱体(4)内部的转动承重装置(16)上方设置有盘刹组件(3)，所述盘刹组件(3)的刹盘(17)连接于主轴(2)上。

2.如权利要求1所述的顶驱，其特征在于：所述提升箱体(4)上设置有顶驱提环(1)，所述顶驱提环(1)与所述提升箱体(4)连接。

3.如权利要求1所述的顶驱，其特征在于：所述转动承重装置为轴承(14)，所述轴承(14)设置于提升箱体(4)的内底部。

4.如权利要求1所述的顶驱，其特征在于：所述主轴(2)通过涨套(8)连接有电机转子(7)，所述主轴(2)通过涨套(8)与盘刹组件(3)的刹盘(17)连接。

5.如权利要求1所述的顶驱，其特征在于：所述提升箱体(4)的外侧连接有顶驱液压控制装置(15)。

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