CN102502438A - 一种钻机绞车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻机绞车，包括驱动机构、减速机构和执行机构，所述执行机构为滚筒轴总成，所述滚筒轴总成上设置有滚筒，所述滚筒轴总成包括第一滚筒轴和第二滚筒轴，所述第一滚筒轴和第二滚筒轴上均固定连接有刹车机构，所述滚筒的两端分别与第一滚筒轴和第二滚筒轴可拆装连接；将钻机绞车中重量较大的滚筒轴总成从中间断开，分为可拆装连接的第一滚筒轴和第二滚筒轴两部分，减轻了绞车模块的自重，便于运输，且第一滚筒轴和第二滚筒轴可通过滚筒可拆装连接，满足绞车在钻井现场快速拆装。

Description

一种钻机绞车

技术领域

本发明涉及一种石油钻井设备，特别涉及一种钻机绞车。

背景技术

石油钻机是指在石油钻井中，带动钻具破碎岩石、向地下钻进，获得石油或天然气的机械设备。

常用石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。一般有八大系统：起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统；其中，提升系统主要是由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩及钢丝绳等组成，提升系统的主要作用是起下钻具、控制钻压、下套管以及处理井下复杂情况和辅助起升重物。绞车在钻井过程中具有起下钻具、下套管、控制钻进过程钻压和整体起立井架等功用，绞车是钻机核心部件，直接决定着钻机钻进能力。

钻井绞车一般包括驱动机构、减速机构、执行机构和刹车机构以及绞车架，其执行机构为设置有滚筒轴总成的滚筒，驱动机构经减速机构带动滚筒，驱动机构与滚筒之间装有刹车机构。

目前的吊装钻机对的直升机的吊装能力的需求普遍大于4吨，而且仅适用于吊装小型机械钻机，其原因之一是钻机所配套的绞车中，部分绞车构件自重较重，即使拆卸运输也比较困难，尤其不适用于直升机吊装；且钻井绞车模块化不高，拆装都比较困难，目前还鲜有能将绞车拆分成自重轻、且数量较少的多个模块，同时又能满足绞车在钻井现场快速拆装的绞车；尤其是能将钻深能力大于5000米的钻机所配套的绞车，拆分为可适用于吊装能力小于2.7吨的直升机上进行吊装的模块。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种可拆卸成多个自重较轻的模块、且便于运输的钻机绞车；更进一步的，提供一种各模块可在钻井现场快速安装、拆卸的钻机绞车。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：一种钻机绞车，包括驱动机构、减速机构和执行机构，所述执行机构为滚筒轴总成，所述滚筒轴总成上设置有滚筒，所述滚筒轴总成包括第一滚筒轴和第二滚筒轴，所述第一滚筒轴和第二滚筒轴上均固定连接有刹车机构，所述滚筒的两端分别与第一滚筒轴和第二滚筒轴可拆装连接。

将钻机绞车中重量较大的滚筒轴总成从中间断开，分为可拆装连接的第一滚筒轴和第二滚筒轴两部分，减轻了绞车模块的自重，便于运输，且第一滚筒轴和第二滚筒轴可通过滚筒可拆装连接，满足绞车在钻井现场快速拆装。

上述钻机绞车中，所述刹车机构包括第一刹车盘和第二刹车盘，所述第一刹车盘与第一滚筒轴固定连接，所述第二刹车盘与第二滚筒轴固定连接。由于第一刹车盘和第二刹车盘分别集成在第一滚筒轴和第二滚筒轴上，搬运时不用单独安装和拆卸刹车盘，更利于绞车在钻井现场快速拆装。

优选的，所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机与第一滚筒轴可拆装连接；运输时，将电机和滚筒轴均作为单独的吊装运输模块，便于运输。

优选的，所述驱动机构还包括第二电机，所述第二电机与第二滚筒轴可拆装连接；运输时，将电机和滚筒轴均作为单独的吊装运输模块，便于运输。

优选的，所述减速机构包括第一齿轮减速箱和第二齿轮减速箱，所述第一齿轮减速箱的输入端与第一电机可拆装连接，所述第一齿轮减速箱的输出端与第一滚筒轴可拆装连接；所述第二齿轮减速箱的输入端与第二电机可拆装连接，所述第二齿轮减速箱的输出端与第二滚筒轴可拆装连接。运输时，将减速机构作为单独的吊装运输模块，便于运输。

优选的，所述第一齿轮减速箱与第一电机、第一滚筒轴均通过球笼联轴器连接，所述第二齿轮减速箱与第二电机、第二滚筒轴均通过球笼联轴器连接，所述第一齿轮减速箱、第二齿轮减速箱均与球笼联轴器固定连接。由于齿轮减速箱与滚筒轴总成的连接均采用球笼联轴器，在安装或拆卸时，只需上紧或拆卸螺栓即可实现拆装，尤其适用于经常搬家中的拆卸和安装；同时，其对设备的对中性要求较低，只需大致找正即可；且球笼联轴器其传动元件为钢球，受力均匀，耐冲击，耐磨损，使用寿命长。

优选的，所述驱动机构和减速机构上均设置有吊耳。通过增设吊耳，可便于直升机吊装运输。

上述钻机绞车中，所述钻机绞车还设置有绞车架，所述驱动机构、减速机构以及滚筒均与绞车架可拆装连接。运输时，将绞车架作为单独的吊装运输模块，便于运输。

优选的，所述钻机绞车还设置有绞车架，所述绞车架包括左绞车架、中绞车架和右绞车架，所述左绞车架、中绞车架和右绞车架依次可拆装连接。为了装置各吊装模块的重量尽量小，将绞车架为三个模块，即左绞车架、右绞车架与中绞车架，其采用定位销和螺栓链接的方式，便于拆装。

优选的，所述左绞车架与第一电机和第一齿轮减速箱可拆装连接，所述右绞车架与第二电机和第二齿轮减速箱可拆装连接，所述中绞车架与滚筒可拆装连接。采用这样的结构，各绞车架与其余部件间连接、拆装方便。

优选的，所述左绞车架和右绞车架上均设置有定位块。采用这样的结构，可以使位于左绞车架及右绞车架上的各电机即齿轮减速箱安装快捷、方便。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将钻机绞车中重量较大的滚筒轴总成从中间断开，分为可拆装连接的第一滚筒轴和第二滚筒轴两部分，减轻了绞车模块的自重，便于运输，且第一滚筒轴和第二滚筒轴可通过滚筒可拆装连接，满足绞车在钻井现场快速拆装。

附图说明

图1为本发明钻机绞车的结构示意图；

图2为本发明钻机绞车中滚筒轴总成及滚筒的结构示意图；

图3是本发明钻机绞车中绞车架的结构示意图。

图中标记：第一电机-1a；第二电机-1b；第一齿轮减速箱-2a；第二齿轮减速箱-2b；第一滚筒轴-3a；第二滚筒轴-3b；滚筒-3c；左绞车架-4a；中绞车架-4b；右绞车架-4c；第一刹车盘-5a；第二刹车盘-5b；球笼联轴器-6；吊绳-7；吊耳-8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

如图1至图3所示，本发明钻机绞车包括驱动机构、减速机构、执行机构和刹车机构以及绞车架，其执行机构为设置有滚筒轴总成的滚筒3c，驱动机构经减速机构带动滚筒3c，驱动机构与滚筒3c之间装有刹车机构。

钻机绞车输入功率1200KW，名义钻深范围：114mm、钻杆钻深5000m，最大快绳拉力340kN，适用钢丝绳直径为φ35mm，绞车总重26吨，为了满足每个模块重量小于2.7吨，将绞车总共分为十个相互可拆装连接的直升机运输模块，具体结构如下：

钻机绞车的驱动机构包括第一电机1a和第二电机1b，为满足5000米钻机的提升能力和直升机吊装能力不超过2.7吨的要求，第一电机1a和第二电机1b均采用640KW的交流变频电机，并进行减重设计，重量控制在2.7吨以内，为了使第一电机1a和第二电机1b均可作为一个吊装运输模块，第一电机1a和第二电机1b均上设置有供直升机吊装运输的吊耳8。

钻机绞车的减速机构包括第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b，第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b均采用两级齿轮减速，水平轴传动结构，其输出轴均为实心轴，第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b均与绞车底座采用螺栓连接。为了使第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b均可作为一个吊装运输模块，第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b均上设置有供直升机吊装运输的吊耳8。

钻机绞车的执行机构包括滚筒轴总成，滚筒轴总成上设置有滚筒3c，滚筒轴总成包括第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b，滚筒3c的两端分别与第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b可拆装连接，为了吊装模块重量不超过2.7吨的要求，而且模块数量划分要尽量少，整个滚筒轴总成从中间断开，分为第一滚筒轴1a、第二滚筒轴1b两个模块，左滚筒轴总成、右滚筒轴总成及其与滚筒3c的连接均采用螺栓连接，在搬运时能快速的组装和拆卸。

钻机绞车的刹车机构包括第一刹车盘5a和第二刹车盘5b，第一刹车盘5a和第二刹车盘5b分别集成在第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b上，即第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b上分别与第一刹车盘5a和第二刹车盘5b固定连接。采用这样的结构，在搬运时不用单独安装和拆卸刹车机构，更利于绞车在钻井现场快速拆装。

钻机绞车还设置有绞车架，驱动机构、减速机构以及滚筒3c均与绞车架可拆装连接，绞车架包括左绞车架4a、中绞车架4b和右绞车架4c，左绞车架4a、中绞车架4b和右绞车架4c依次可拆装连接，其中左绞车架4a和右绞车架4c上均设置有定位块，左绞车架4a与第一电机1a和第一齿轮减速箱2a可拆装连接，右绞车架4c与第二电机1b和第二齿轮减速箱2b可拆装连接，中绞车架4b与滚筒3c可拆装连接。

通过上述结构，将钻机绞车配置为以下十个模块：第一电机1a、第二电机1b、第一齿轮减速箱2a、第二齿轮减速箱2b、第一滚筒轴1a、第二滚筒轴1b、滚筒3c、左绞车架4a、中绞车架4b和右绞车架4c，其中，钻机绞车还包括刹车机构和联轴器，刹车机构为双盘液压盘式刹车，分别集成在第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b上；第一电机1a、第二电机1b、第一齿轮减速箱2a、第二齿轮减速箱2b上均集成有球笼联轴器6。

模块运输到目的地后，把滚筒轴总成的第一滚筒轴1a、第二滚筒轴1b以及滚筒3c三个模块组装好，再组装好绞车架的左绞车架4a、中绞车架4b和右绞车架4c三个模块，把滚筒轴总成吊到绞车架的固定位置上，上好插板和螺栓。然后把第一齿轮减速箱2a、第二齿轮减速箱2b和第一电机1a、第二电机1b分别吊到绞车架的固定位置上，上紧螺栓，最后连接润滑管线、安装护罩，即可完成绞车的组装。

实施例1

如图2所示，本实施例钻机绞车包括驱动机构、减速机构和执行机构，其中执行机构为滚筒轴总成，滚筒轴总成包括第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b，第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b分别可拆装连接在滚筒3c的两端，滚筒3c上缠绕有吊绳7，第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b上均固定连接有刹车机构，其中刹车机构包括第一刹车盘5a和第二刹车盘5b，第一刹车盘5a和第二刹车盘5b分别集成在第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b上，即第一滚筒轴1a和第二滚筒轴1b上分别与第一刹车盘5a和第二刹车盘5b固定连接。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例钻机绞车包括驱动机构、减速机构和执行机构，其中驱动机构包括第一电机1a和第二电机1b，第一电机1a、第二电机1b分别与第一滚筒轴1a、第二滚筒轴1b通过球笼联轴器6可拆装连接，减速机构包括第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b，第一齿轮减速箱2a的输入端与第一电机1a可拆装连接，第一齿轮减速箱2a的输出端与第一滚筒轴1a可拆装连接；第二齿轮减速箱2b的输入端与第二电机1b可拆装连接，第二齿轮减速箱2b的输出端与第二滚筒轴1b可拆装连接，第一齿轮减速箱2a与第一电机1a、第一滚筒轴1a均通过球笼联轴器6连接，第二齿轮减速箱2b与第二电机1b、第二滚筒轴1b均通过球笼联轴器6连接，第一齿轮减速箱2a、第二齿轮减速箱2b均与球笼联轴器6固定连接，在第一电机1a、第二电机1b、第一齿轮减速箱2a和第二齿轮减速箱2b上均设置有吊耳8。

其他结构请参照实施例1。

实施例3

如图1至图3所示，本实施例钻机绞车还设置有绞车架，驱动机构、减速机构以及滚筒3c均与绞车架可拆装连接，绞车架包括左绞车架4a、中绞车架4b和右绞车架4c，左绞车架4a、中绞车架4b和右绞车架4c依次通过螺栓和销钉可拆装连接，所述左绞车架4a与第一电机1a和第一齿轮减速箱2a可拆装连接，右绞车架4c与第二电机1b和第二齿轮减速箱2b可拆装连接，中绞车架4b与滚筒3c通过螺栓和销钉连接，左绞车架4a和右绞车架4c上均设置有用以安装电机和齿轮减速箱的定位块。

其他结构请参照实施例2。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种钻机绞车，包括驱动机构、减速机构和执行机构，所述执行机构为滚筒轴总成，所述滚筒轴总成上设置有滚筒，其特征在于：所述滚筒轴总成包括第一滚筒轴和第二滚筒轴，所述第一滚筒轴和第二滚筒轴上均固定连接有刹车机构，所述滚筒的两端分别与第一滚筒轴和第二滚筒轴可拆装连接。

2.根据权利要求1所述的钻机绞车，其特征在于：所述刹车机构包括第一刹车盘和第二刹车盘，所述第一刹车盘与第一滚筒轴固定连接，所述第二刹车盘与第二滚筒轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的钻机绞车，其特征在于：所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机与第一滚筒轴可拆装连接。

4.根据权利要求3所述的钻机绞车，其特征在于：所述驱动机构还包括第二电机，所述第二电机与第二滚筒轴可拆装连接。

5.根据权利要求3所述的钻机绞车，其特征在于：所述减速机构包括第一齿轮减速箱和第二齿轮减速箱，所述第一齿轮减速箱的输入端与第一电机可拆装连接，所述第一齿轮减速箱的输出端与第一滚筒轴可拆装连接；所述第二齿轮减速箱的输入端与第二电机可拆装连接，所述第二齿轮减速箱的输出端与第二滚筒轴可拆装连接。

6.根据权利要求4所述的钻机绞车，其特征在于：所述第一齿轮减速箱与第一电机、第一滚筒轴均通过球笼联轴器连接，所述第二齿轮减速箱与第二电机、第二滚筒轴均通过球笼联轴器连接，所述第一齿轮减速箱、第二齿轮减速箱均与球笼联轴器固定连接。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的钻机绞车，其特征在于：所述钻机绞车还设置有绞车架，所述驱动机构、减速机构以及滚筒均与绞车架可拆装连接。

8.根据权利要求5或6所述的钻机绞车，其特征在于：所述钻机绞车还设置有绞车架，所述绞车架包括左绞车架、中绞车架和右绞车架，所述左绞车架、中绞车架和右绞车架依次可拆装连接。

9.根据权利要求8所述的钻机绞车，其特征在于：所述左绞车架与第一电机和第一齿轮减速箱可拆装连接，所述右绞车架与第二电机和第二齿轮减速箱可拆装连接，所述中绞车架与滚筒可拆装连接。

10.根据权利要求9所述的钻机绞车，其特征在于：所述左绞车架和右绞车架上均设置有定位块。

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