CN106744411B - 一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构，包括，4套驱动单元、机架、滚筒和钢丝绳；钢丝绳一端连接于滚筒上，4套驱动单元安装于机架上，且每一套驱动单元均设置有用于控制液压通路双向平衡阀块，作为动力源的液压马达，提供制动的湿式多片式制动器，控制传动的手动离合器；通过手动离合器与液压控制阀块的组合实现多套驱动单元的切换、组合，保证其中任意2套驱动单元参与工作，另外2套驱动单元作为备用，不仅实现了液压绞车的提升、下放、防止二次起升下滑功能，更大大提高了单个传动链的安全裕度及液压绞车的可靠性。

Description

一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构
技术领域
本发明涉及钻机底座起升用液压绞车机构，特别涉及一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构。
背景技术
液压绞车是石油钻机用于起升底座的核心驱动机构，由于钻机底座重量达千吨，高达十几米，起升中对液压绞车的可靠性、安全性要求极高，一旦发生故障就会导致整个钻机底座无法工作，甚至可能导致整个钻机工作平台发生倒塌损坏的危险。
液压绞车机构一直以来均采用单一传动链驱动结构形式，由于传动链包括液压马达、减速机、制动器等很多环节，工作中任何环节发生故障都会导致整个液压绞车系统发生瘫痪，钻机无法工作，甚至发生机毁人亡的危险，将会给用户带来的极大的经济损失。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提出一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构，不但能够实现钻机底座提升、下放及防止二次起升下滑功能，而且设计的多路传动链结构增加了安全裕度，可在线切换的备用驱动单元的设计更提升了本发明的安全可靠性，解决了用户最关注也是一直困扰的安全可靠性问题。
为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：
一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构，包括：液压控制阀块、4套驱动单元、机架、大齿轮、滚筒、输出轴、轴承、端盖、压绳器、防护罩、液压管路一、钢丝绳；
驱动单元包括：双向平衡阀块、液压马达、湿式多片式制动器、手动离合器、行星减速机、小齿轮和液压管路二；
双向平衡阀块通过螺钉安装在液压马达上，液压马达连同双向平衡阀块装入行星减速机输入端，湿式多片式制动器内置于行星减速机输入端，手动离合器内置于行星减速机；手动离合器一端与行星减速机中间轴花键连接，另一端与行星减速机太阳轮一花键连接；行星减速机输出端设置有小齿轮，液压管路二连通双向平衡阀块和湿式多片式制动器油腔；
其中，4套驱动单元分别通过行星减速机设置的安装法兰安装在机架上，大齿轮通过螺栓与滚筒安装在一起；
滚筒通过两个轴承安装在输出轴上；
输出轴两端装入端盖后一同装在机架上；
其中，安装完成的大齿轮与安装完成的小齿轮通过设置的轮齿啮合连接；
钢丝绳的一端通过滚筒设置的绳楔固定缠绕在滚筒上，另一端与钻机底座设备连接；
液压控制阀块固定安装在机架侧板上，液压管路一分别连通液压控制阀块与4个安装在驱动单元上的双向平衡阀块的油路；液压控制阀块上设置有三个油口，分别连接设备液压系统的油路Ⅰ、油路Ⅱ和油路Ⅲ，此三个油路对应连接液压系统的进油、出油、卸油三个油路；机架3与设备通过螺栓连接固定；
采用上述技术方案的本发明，液压绞车工作时，调整液压控制阀块使其任意两个驱动单元油路连通，另两个驱动单元油路断开，同时调整手动离合器，使其与液压控制阀块中对应连通油路驱动单元中的手动离合器处于结合状态，使其与液压控制阀块中对应断开油路驱动单元中的手动离合器处于脱开状态，手动离合器处于结合状态的两套驱动单元为工作驱动单元，同时驱动单元油路处于连通状态。
手动离合器处于脱开状态的两套驱动单元为备用驱动单元，同时驱动单元油路处于断开状态，此时小齿轮处于被动跟转。
当液压绞车处于非工作状态时，湿式多片式制动器处于闭合制动状态，使得钻井平台处于制动锁死状态，保证钻井平台的平稳性。
液压绞车提升平台时，系统油压进入液压控制阀块，通过液压管路一进入工作驱动单元双向平衡阀块，液压油优先通过液压管路二打开湿式多片式制动器，然后进入液压马达驱动行星减速机，行星减速机通过其上的小齿轮带动大齿轮，从而带动固定在大齿轮上的滚筒转动，收回钢丝绳，以达到提升平台的功能。改变系统进、出油路方向则下放平台。
液压绞车切换：工作中如遇突发故障，则需要切换备用驱动单元进行工作，切换时先将备用驱动单元中的手动离合器处于结合状态，备用驱动单元对应的液压控制阀块油路处于连通状态，然后调整故障驱动单元对应的液压控制阀块油路处于断开状态，将故障驱动单元中的手动离合器处于断开状态，即调整完毕，继续之前的工作。
其中，系统是指主机与绞车机构及进油、出油和卸油口的油路。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
本发明共3幅附图,其中：
图1为本发明的剖面结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为本发明的行星减速机结构示意图。
图中：1、液压控制阀，2、驱动单元，3、机架，4、大齿轮，5、滚筒，6、输出轴，7、轴承，8、端盖，9、压绳器，10、防护罩，11、液压管路一，12、钢丝绳，13、双向平衡阀块，14、液压马达，15、湿式多片式制动器，16、手动离合器，17、行星减速机，18、小齿轮，19、液压管路二。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示的一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构，包括：液压控制阀块1、4套驱动单元2、机架3、大齿轮4、滚筒5、输出轴6、轴承7、端盖8、压绳器9、防护罩10、液压管路一11、钢丝绳12；
驱动单元2包括：双向平衡阀块13、液压马达14、湿式多片式制动器15、手动离合器16、行星减速机17、小齿轮18和液压管路二19；
双向平衡阀块13通过螺钉安装在液压马达14上，液压马达14连同双向平衡阀块13装入行星减速机17输入端，湿式多片式制动器15内置于行星减速机17输入端，手动离合器16内置于行星减速机17；手动离合器16一端与行星减速机17中间轴花键连接，另一端与行星减速机17太阳轮一花键连接；行星减速机17输出端设置有小齿轮18，液压管路二19连通双向平衡阀块13和湿式多片式制动器15油腔；
其中，4套驱动单元2分别通过行星减速机17设置的安装法兰安装在机架3上，大齿轮4通过螺栓与滚筒5安装在一起；
滚筒5通过两个轴承7安装在输出轴6上；
输出轴6两端装入端盖8后一同装在机架3上；
其中，安装完成的大齿轮4与安装完成的小齿轮18通过设置的轮齿啮合连接；
钢丝绳12的一端通过滚筒5设置的绳楔固定缠绕在滚筒5上，另一端与钻机底座设备连接；
液压控制阀块1固定安装在机架3侧板上，液压管路一11分别连通液压控制阀块1与4个安装在驱动单元2上的双向平衡阀块13的油路；液压控制阀块1上还设置有三个油口，分别连接设备液压系统的油路Ⅰ、油路Ⅱ、油路Ⅲ，此三个油路对应连接液压系统的进油、出油、卸油三个油路；
机架3与设备通过螺栓连接固定；
采用上述技术方案的本发明，液压绞车工作时，调整液压控制阀块1使其任意两个驱动单元油路连通，另两个驱动单元油路断开，同时调整手动离合器16，使其与液压控制阀块1中对应连通油路驱动单元2中的手动离合器16处于结合状态，使其与液压控制阀块1中对应断开油路驱动单元2中的手动离合器16处于脱开状态，手动离合器16处于结合状态的两套驱动单元2为工作驱动单元，同时驱动单元油路处于连通状态。
手动离合器16处于脱开状态的两套驱动单元2为备用驱动单元，同时驱动单元油路处于断开状态，此时小齿轮18处于被动跟转。当液压绞车处于非工作状态时，湿式多片式制动器15处于闭合制动状态，使得钻井平台处于制动锁死状态，保证钻井平台的平稳性。
液压绞车提升平台时，系统油压进入液压控制阀块1，通过液压管路一11工作驱动单元进入双向平衡阀块13，液压油优先通过液压管路二19打开湿式多片式制动器15，然后进入液压马达14驱动行星减速机17，行星减速机17通过其上的小齿轮18带动大齿轮4，从而带动固定在大齿轮4上的滚筒5转动，收回钢丝绳12，以达到提升平台的功能。改变系统进、出油路方向则下放平台。
液压绞车切换：工作中如遇突发故障，则需要切换备用驱动单元2进行工作，切换时先将备用驱动单元2中的手动离合器16处于结合状态，备用驱动单元2对应的液压控制阀块1油路处于连通状态，然后调整故障驱动单元2对应的液压控制阀块1油路处于断开状态，将故障驱动单元2中的手动离合器16处于断开状态，即调整完毕，继续之前的工作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种高可靠性钻机底座起升用液压绞车机构，其特征在于，包括：液压控制阀块(1)、4套驱动单元(2)、机架(3)、大齿轮(4)、滚筒(5)、输出轴(6)、轴承(7)、端盖(8)、压绳器(9)、防护罩(10)、液压管路一(11)、钢丝绳(12)；
所述驱动单元(2)包括：双向平衡阀块(13)、液压马达(14)、湿式多片式制动器(15)、手动离合器(16)、行星减速机(17)、小齿轮(18)和液压管路二(19)；
双向平衡阀块(13)通过螺钉安装在液压马达(14)上，液压马达(14)连同双向平衡阀块(13)装入行星减速机(17)输入端，湿式多片式制动器(15)内置于行星减速机(17)输入端，手动离合器(16)内置于行星减速机(17)；所述手动离合器(16)一端与行星减速机17中间轴花键连接，另一端与行星减速机(17)太阳轮一花键连接；行星减速机(17)输出端设置有小齿轮(18)，液压管路二(19)连通双向平衡阀块(13)和湿式多片式制动器(15)油腔；
其中，4套驱动单元(2)分别通过行星减速机(17)设置的安装法兰安装在机架(3)上，大齿轮(4)通过螺栓与滚筒(5)安装在一起；
所述滚筒(5)通过两个轴承(7)安装在输出轴(6)上；
所述输出轴(6)两端装入端盖(8)后一同装在机架(3)上；
其中，安装完成的大齿轮(4)与安装完成的小齿轮(18)通过设置的轮齿啮合连接；
所述钢丝绳(12)的一端通过滚筒(5)设置的绳楔固定缠绕在滚筒(5)上，另一端与钻机底座设备连接；
所述液压控制阀块(1)固定安装在机架(3)侧板上，液压管路一(11)分别连通液压控制阀块(1)与4个安装在驱动单元(2)上的双向平衡阀块(13)的油路；液压控制阀块(1)上设置有三个油口，油路Ⅰ、油路Ⅱ和油路Ⅲ，且分别与连接设备液压系统的进油、出油、卸油三个油路连接：
所述机架(3)与设备通过螺栓连接固定；
调整液压控制阀块(1)使其任意两个驱动单元油路连通，另两个驱动单元油路断开，同时调整手动离合器(16)，使其与液压控制阀块(1)中对应连通油路驱动单元(2)中的手动离合器(16)处于结合状态，使其与液压控制阀块(1)中对应断开油路驱动单元(2)中的手动离合器(16)处于脱开状态，手动离合器(16)处于结合状态的两套驱动单元(2)为工作驱动单元，同时驱动单元油路处于连通状态；
手动离合器(16)处于脱开状态的两套驱动单元(2)为备用驱动单元，同时驱动单元油路处于断开状态，此时小齿轮(18)处于被动跟转。
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