CN108915624B - 一种减速机和井壁取芯装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减速机和井壁取芯装置。减速机包括：壳体，其侧壁上设置有连通壳体内外的活塞腔；输出轴，位于壳体内、并可转动地安装在壳体的侧壁上，用于对外输出扭矩；从动齿轮，位于壳体内、并安装在输出轴上；主动轴，位于壳体内、并可转动地安装在壳体的侧壁上，用于传输扭矩；主动齿轮，安装在主动轴上、并与从动齿轮相啮合；和平衡活塞，安装在活塞腔内，用于平衡壳体的内外压力。

Description

一种减速机和井壁取芯装置

技术领域

本文涉及石油天然气开采技术领域，尤指一种减速机和一种包含该减速机的井壁取芯装置。

背景技术

目前常规井壁取芯装置通常采用高温液压马达或者直流电机通过齿轮副作为取芯主要模块，由于液压马达取芯效率比较低，功率损耗比较大，通常选用直流电机通过齿轮副带动取芯钻头进行取芯。取芯过程中，直流电机装配在能承压的外壳内部，齿轮副裸露在泥浆中，其工作环境为高温高压的泥浆中，此结构严重影响齿轮副的传动，取芯并不理想，而且齿轮副两侧压力差较大时还会因齿轮副受力不平衡而损坏。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种减速机，可直接工作在高温高压的泥浆中，可靠性高，结构紧凑，维修保养方便，而且齿轮副还不容易损坏。

本文还提供了一种井壁取芯装置。

本发明提供的减速机，包括：壳体，其侧壁上设置有连通所述壳体内外的活塞腔；输出轴，位于所述壳体内、并可转动地安装在所述壳体的侧壁上，用于对外输出扭矩；从动齿轮，位于所述壳体内、并安装在所述输出轴上；主动轴，位于所述壳体内、并可转动地安装在所述壳体的侧壁上，用于传输扭矩；主动齿轮，安装在所述主动轴上、并与所述从动齿轮相啮合；和平衡活塞，安装在所述活塞腔内，用于平衡所述壳体的内外压力。

可选地，所述壳体的外表面上设置有转动调整部，所述转动调整部用于辅助转动所述壳体。

可选地，所述转动调整部为在所述壳体的周向上均布设置的两个旋转销钉。

可选地，所述平衡活塞和所述活塞腔包括在所述壳体的周向上间隔设置的多组。

可选地，所述壳体的侧壁上设置有放气堵。

可选地，所述输出轴可转动地安装在所述壳体的一组相对的侧壁上，所述主动轴的轴线与所述输出轴的轴线垂直相交。

可选地，所述输出轴为空心轴，所述空心轴上还安装有轴承和动密封，所述主动轴上还安装有轴承。

可选地，所述壳体包括：上下贯通的壳本体，所述壳本体的侧壁上设置有安装口和所述活塞腔；两个端盖，安装在所述壳本体的两个贯通端，所述输出轴可转动地安装在两所述端盖上；和压盖，安装在所述安装口处，所述主动轴可转动地安装在所述压盖上。

本发明提供的井壁取芯装置，包括：如上述任一实施例所述的减速机；驱动电机，位于所述壳体的外侧、并安装在所述壳体上，所述主动轴与所述驱动电机传动配合，所述驱动电机用于驱动所述主动轴转动；和取芯组件，位于所述壳体的外侧、并安装在所述输出轴上，所述输出轴用于带动所述取芯组件转动。

可选地，所述驱动电机上铰接安装有过线管，所述驱动电机的线缆位于所述过线管内。

与现有技术相比，本发明提供的减速机，主动齿轮和从动齿轮组成的齿轮副位于壳体的内部，向壳体内注满压力油，减速机处于高温高压的泥浆中时，泥浆作用于平衡活塞的外端，平衡活塞的内端会压缩压力油来平衡壳体内部和外部的压力，使得壳体内部和外部的压力大致相同，避免高温高压的泥浆损坏壳体及壳体内部的部件，齿轮副与泥浆被壳体分离开，齿轮副传动也较平稳，齿轮副各位置在壳体内部受到的压力油的压力相同，齿轮副也不容易损坏。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例所述的井壁取芯装置剖视结构示意图；

图2为图1所示井壁取芯装置中取芯组件和减速机相组装后的结构示意图；

图3为图2的B-B剖视结构示意图；

图4为图2的A-A剖视结构示意图；

图5为图1中电机外壳的结构示意图；

图6和图7为图1中三芯公插头的结构示意图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

1驱动电机，2取芯组件，21取芯钻头，22取芯钻杆，31活塞腔，32输出轴，33从动齿轮，34主动轴，35主动齿轮，36平衡活塞，37旋转销钉，38动密封，39轴承，40壳本体，41端盖，42压盖，43过线管，44放气堵，5减速机，6电机外壳，7三芯公插头，71过油圆孔。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本文一些实施例的减速机和井壁取芯装置。

本发明提供的井壁取芯装置，如图1所示，包括减速机5、驱动电机1和取芯组件2，取芯组件包括取芯钻头21和取芯钻杆22。

如图2至图4所示，减速机5包括：壳体，其侧壁上设置有连通壳体内部和外部的活塞腔31；输出轴32，位于壳体内、并可转动地安装在壳体的侧壁上，用于对外输出扭矩；从动齿轮33，位于壳体内、并安装在输出轴32上；主动轴34，位于壳体内、并可转动地安装在壳体的侧壁上，用于传输扭矩；主动齿轮35，安装在主动轴34上、并与从动齿轮33相啮合；和平衡活塞36，安装在活塞腔31内，用于平衡壳体的内外压力。从动齿轮33和输出轴32可以是一体或分体，主动齿轮35和主动轴34也可以是一体或分体。

主动齿轮35和从动齿轮33组成的齿轮副位于壳体的内部，向壳体内注满压力油，减速机处于高温高压的泥浆中时，泥浆作用于平衡活塞36的外端，平衡活塞36的内端会压缩压力油来平衡壳体内部和外部的压力，使得壳体内部和外部的压力大致相同，避免高温高压的泥浆损坏壳体及壳体内部的部件，齿轮副与泥浆被壳体分离开，齿轮副传动平稳，齿轮副各位置在壳体内部受到的压力油的压力相同，齿轮副受力平衡不容易损坏。

驱动电机1位于壳体的外侧、并安装在壳体上，主动轴34与驱动电机1直接进行传动配合，驱动电机1用于直接驱动主动轴34转动，不使用传动部件，可减小井壁取芯装置的整体体积，井壁取芯装置能够更好地沿导板轨道进行直线运动和旋转运动，有利于取芯作业顺利完成；取芯组件位于壳体的外侧、并安装在输出轴32上，输出轴32用于带动取芯组件转动。驱动电机1与带有内外平衡结构的减速机直接相连(如通过螺纹连接、螺栓连接、旋转卡接、卡接等的方式)，整体结构可直接工作在高温高压的泥浆中，可靠性高，结构紧凑，而且维修保养也方便。

可选地，壳体的外表面上设置有转动调整部，转动调整部用于辅助转动壳体。取芯时，转动调整部在导板轨道里顺着轨道运动，壳体能够以转动调整部为转轴转动来调整位置，能够更好地进行移动，利于取芯动作顺利完成。转动调整部能够实现壳体沿导板轨道进行直线运动和旋转运动。

具体地，如图2和图4所示，转动调整部设置为在壳体的周向上均布设置的多个(如两个)旋转销钉37。平衡活塞36和活塞腔31包括在壳体的周向上间隔设置的多组，以更快速地平衡壳体内部和外部的压力。

可选地，壳体的侧壁上设置有放气堵44，向壳体内注入压力油时，通过放气堵44放出壳体内的空气。

本发明的一个实施例中，如图3所示，输出轴32可转动地安装在壳体的一组相对的侧壁上，主动轴34的轴线与输出轴32的轴线垂直相交。组成的齿轮副可以是能够改变扭矩传输方向的圆锥齿轮副、弧形齿轮副(其承载能力强)等，均可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本申请的保护范围内。驱动电机1与主动轴34传动配合时，驱动电机1处于输出轴32的一侧，组件整体长度减小、宽度增加，更利于井壁取芯装置沿导板轨道移动和转动。

可选地，如图3所示，壳体包括：上下贯通的壳本体40，壳本体40的侧壁上设置有安装口和活塞腔31；两个端盖41，(如通过螺栓连接、螺纹连接等的方式)安装在壳本体40的上下两个贯通端，输出轴32可转动地安装在两端盖41上；和压盖42，安装在安装口处，主动轴34可转动地安装在压盖42上。

其中，输出轴32为空心轴，在取芯完成后，可通过硬杆沿空心轴将取出的芯轴自取芯组件内顶出；空心轴上还安装有轴承39和动密封38，主动轴34上还安装有轴承39。轴承39为角接触轴承，承载能力强。

可选地，如图1所示，驱动电机1上铰接安装有过线管43，其摆动角度设计为大于180度(优选270度，运动无死点，可以任意旋转，利于完成取芯动作)，驱动电机1的线缆位于过线管43内，过线管43铰接在驱动电机1后端面的边缘处。

驱动电机1的线缆设置有耐压1000v的插针装置，用于对外电连接使用；井壁取芯装置可以直接工作的高温高压的泥浆环境中，其抗污能力强，维修保养方便。如图1、图6和图7所示，插针装置优选三芯公插头7，三芯公插头7上设置有过油圆孔71。

如图1和图5所示，优选驱动电机1通过电机外壳6旋转卡接在减速机5上、并通过两个销钉插入电机外壳6上的两个销孔内来定位驱动电机1和减速机5，以更好地保证驱动电机1、过线管43、取芯组件2与减速机5的相对位置。

综上所述，本发明提供的减速机，主动齿轮和从动齿轮组成的齿轮副位于壳体的内部，向壳体内注满压力油，减速机处于高温高压的泥浆中时，泥浆作用于平衡活塞的外端，平衡活塞的内端会压缩压力油来平衡壳体内部和外部的压力，使得壳体内部和外部的压力大致相同，避免高温高压的泥浆损坏壳体及壳体内部的部件，齿轮副与泥浆被壳体分离开，齿轮副传动也较平稳，齿轮副各位置在壳体内部受到的压力油的压力相同，齿轮副也不容易损坏。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种减速机，其特征在于，包括：

壳体，其侧壁上设置有连通所述壳体内外的活塞腔，向所述壳体内注满压力油；

输出轴，位于所述壳体内、并可转动地安装在所述壳体的侧壁上，用于对外输出扭矩；

从动齿轮，位于所述壳体内、并安装在所述输出轴上；

主动轴，位于所述壳体内、并可转动地安装在所述壳体的侧壁上，用于传输扭矩；

主动齿轮，安装在所述主动轴上、并与所述从动齿轮相啮合；

平衡活塞，安装在所述活塞腔内，用于平衡所述壳体的内外压力；和

压盖，安装在壳体安装口处，所述主动轴可转动地安装在所述压盖上；

所述壳体的外表面上设置有转动调整部，所述转动调整部用于实现所述壳体沿导板轨道进行直线运动和旋转运动。

2.根据权利要求1所述的减速机，其特征在于，所述转动调整部为在所述壳体的周向上均布设置的两个旋转销钉。

3.根据权利要求1所述的减速机，其特征在于，所述平衡活塞和所述活塞腔包括在所述壳体的周向上间隔设置的多组。

4.根据权利要求1所述的减速机，其特征在于，所述壳体的侧壁上设置有放气堵。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的减速机，其特征在于，所述输出轴可转动地安装在所述壳体的一组相对的侧壁上，所述主动轴的轴线与所述输出轴的轴线垂直相交。

6.根据权利要求5所述的减速机，其特征在于，所述输出轴为空心轴，所述空心轴上还安装有轴承和动密封，所述主动轴上还安装有轴承。

7.根据权利要求5所述的减速机，其特征在于，所述壳体包括：

上下贯通的壳本体，所述壳本体的侧壁上设置有安装口和所述活塞腔；

两个端盖，安装在所述壳本体的两个贯通端，所述输出轴可转动地安装在两所述端盖上；和

压盖，安装在所述安装口处，所述主动轴可转动地安装在所述压盖上。

8.一种井壁取芯装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至7中任一项所述的减速机；

驱动电机，位于所述壳体的外侧、并安装在所述壳体上，所述主动轴与所述驱动电机传动配合，所述驱动电机用于驱动所述主动轴转动；和

取芯组件，位于所述壳体的外侧、并安装在所述输出轴上，所述输出轴用于带动所述取芯组件转动。

9.根据权利要求8所述的井壁取芯装置，其特征在于，所述驱动电机上铰接安装有过线管，所述驱动电机的线缆位于所述过线管内。

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