CN201354836Y - 钻机专用调速型液力偶合器传动装置 - Google Patents

Abstract

一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置，属于液力和机械传动领域。该传动装置的输入轴的连接盘上设有一个转动外壳，泵轮和转动罩固定安装在转动外壳的外缘，在泵轮的内缘连接一个泵轮盘，一个设置在轴承座中的第三轴承支承着泵轮盘；涡轮的内缘连接一个固定安装在涡轮轴上的涡轮盘；一个固定安装在涡轮轴上的一个小齿轮驱动一个固定安装在输出轴上的一个大齿轮；输入动力通过泵轮至涡轮的液力传动后，再经小齿轮至大齿轮的机械传动输出。上述传动方式的主要特点是：采用与电网等电压的高压电动机，节省投资，减少能耗；采用调速型液力偶合器传动装置，对电动机和传动系统进行过载保护，实现空载起动；实现了无级调速，调速范围宽，过载能力大。

Description

钻机专用调速型液力偶合器传动装置

技术领域

本实用新型涉及一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置，其属于液力和机械传动技术领域。

背景技术

现在我国各油田使用的钻机绝大部分(约占总量的86％)是采用3-4台PZ12V190柴油机并车驱动。柴油机结构复杂、可靠性差、故障率高、无自保功能，24小时需要人看护，特别是大修过的柴油机，可靠性更差，而且油耗大、噪音高(约100-120分贝)，跑、冒、滴、漏现象严重，对环境污染大，经济性差，技术性能落后。为了提高钻机工作的可靠性、先进性和经济性，降低钻井成本和工人的劳动强度，降低噪音、减少污染，应该对其进行技术改造和技术升级。我国石油资源愈加紧缺，每年需要进口大量的石油，一部ZJ50钻机一年约消耗1400t柴油、15t机油，而电力资源发展迅速，各油田电网密布，电价低，并且电是清洁能源，无污染。因此将柴油机驱动改为电动机驱动，实现绿色环保钻井已成为今后发展的必然趋势。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置。该传动装置针对石油钻机系统中电机与钻机之间的一种柔性传动元件，它以流体力学中的“费丁格”原理为基础，可以在原动机转速不变的情况下，通过改变液力偶合器主、从动工作轮间工作液的充入量，实现无级调速。通过齿轮减速传动装置满足钻机调速运行工况要求，它还可以改善电机的启动性能，实现空载起动，便于实现自动控制等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置，它主要包括一个由输入轴、泵轮、涡轮和涡轮轴组成的液力偶合器；它还包括一个固定安装在涡轮轴上的一个小齿轮，小齿轮驱动一个固定安装在输出轴上的一个大齿轮；所述输入轴上设有一个用于安装转动外壳的连接盘，所述泵轮和一个转动罩固定安装在转动外壳的外缘，在泵轮的内缘连接一个泵轮盘，一个设置在轴承座中的第三轴承支承着泵轮盘；所述涡轮的内缘连接一个固定安装在涡轮轴上的涡轮盘；在所述转动罩内设有一个可控制油位的杓管；在所述输入轴上还固定安装一个驱动油泵小齿轮的油泵大齿轮，油泵小齿轮驱动油泵。

所述输入轴上设有由壳体支承的第一轴承，在涡轮轴的内端部设有一个由连接盘内侧支承的第二轴承，在涡轮轴上的小齿轮两侧设有一个由轴承座支承的第四轴承和一个由壳体支承的第五轴承，在输出轴上的大齿轮两侧设有由壳体支承的第六轴承和第七轴承。

所述杓管设有一个杓管驱动器。

所述输出轴上固定安装一个测速轮，与测速轮相配合的测速传感器安装在第三端盖上。

本实用新型的有益效果是：这种钻机专用调速型液力偶合器传动装置的输入轴的连接盘上设有一个转动外壳，泵轮和转动罩固定安装在转动外壳的外缘，在泵轮的内缘连接一个泵轮盘，一个设置在轴承座中的第三轴承支承着泵轮盘；涡轮的内缘连接一个固定安装在涡轮轴上的涡轮盘；一个固定安装在涡轮轴上的一个小齿轮驱动一个固定安装在输出轴上的一个大齿轮；输入动力通过泵轮至涡轮的液力传动后，再经小齿轮至大齿轮的机械传动输出。上述传动方式的主要特点是：

①.采用与油田电网等电压的10KV高压电动机，省去了变压器，即节省了投资，又减少了能耗，还便于搬家安装；

②.采用专用调速型液力偶合器传动装置，对电动机和传动系统进行过载保护，实现空载起动，取消液态电阻启动器，并通过其调配功能使每台电机出力均衡，还起到缓冲、吸振和柔性传动的作用；

③.实现了无级调速，取消减速机，调速范围宽，过载能力大。能更好地满足下钻和钻井工艺的需要。在调速运行工况时可大量节能.

④.采用高压电控系统集中控制、电脑监控和微机保护，自保功能全，安全性和可靠性高，操作简便；

⑤.转盘转速和扭矩易于控制，能有效地提高钻井质量，减少井下事故，保护钻具；

⑥.到没电网的区块作业时，可以极其方便快捷地恢复原来的柴油机驱动方式；

⑦.所用交流电动机没有碳刷换向器，运行时无电火花，不需制成防爆型，对高压油气井和欠平衡钻井更安全可靠，且维护费用低，容易操作管理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置的结构剖视图。

图2是图1中的A向视图(正视图)。

图3是图1中的B向视图(侧视图)

图中：1、输入轴，1a、连接盘，1b、第一连接螺钉，1c、第一轴承，1d、第二轴承，1f、第一端盘，2、泵轮，2a、转动外壳，2b、转动罩，2c、第二连接螺钉，2d、第三轴承，2e、泵轮盘，2f、第三连接螺钉，2g、轴承座，3、涡轮，3a、涡轮盘，3b、第四连接螺钉，4、涡轮轴，4a、第五轴承，4b、第四轴承，4c、第二端盘，5、小齿轮，6、大齿轮，7、输出轴，7a、第七轴承，7b、第六轴承，7c、第三端盘，8、油泵，8a、油泵大齿轮，8b、油泵小齿轮，9、杓管，10、杓管驱动器，11、储油柜，11a、吸油管，11b、出油管，11c、出油口，11d、进油口，11e、进油管，12、调压阀，13、油滤器，13a、油进口，14、电加热器，15、测速轮，16、测速传感器。

具体实施方式

图1、2、3示出了一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置的结构。该传动装置主要包括一个由输入轴1、泵轮2、涡轮3和涡轮轴4组成的液力偶合器，它还包括一个固定安装在涡轮轴4上的一个小齿轮5，小齿轮5驱动一个固定安装在输出轴7上的一个大齿轮6。

在输入轴1的里端设有一个连接盘1a，转动外壳2a用第一连接螺钉1b安装在连接盘1a上；泵轮2和转动罩2b用第二连接螺钉2c固定安装在转动外壳2a的外缘上，在泵轮2的内缘用第三连接螺钉2f连接一个泵轮盘2e，一个设置在轴承座2g中的第三轴承2d支承着泵轮盘2e；在输入轴1上还固定安装一个驱动油泵小齿轮8b的油泵大齿轮8a，油泵小齿轮8b驱动油泵8；输入轴1设有一个由壳体支承的第一轴承1c，在第一轴承1c的外侧设有一个带骨架油封的第一端盘1f，在连接盘1a内侧还设有一个第二轴承1d。

在涡轮3的内缘用第四连接螺钉3b连接一个涡轮盘3a，涡轮盘3a固定安装在涡轮轴4上；在涡轮轴4的内端部由第二轴承1d支承，在涡轮轴4上的小齿轮5两侧设有一个由轴承座2g支承的第四轴承4b和一个由壳体支承的第五轴承4a；第五轴承4a采用二个能承受双轴向推力的锥形滚子轴承，并用第二端盘4c封闭。

在输出轴7上的大齿轮6两侧设有由壳体支承的第六轴承b和第七轴承7a；第七轴承7a机采用二个能承受双轴向推力的锥形滚子轴承，并用一个带骨架油封的第三端盘7c封闭；在输出轴7上固定安装一个测速轮15，与测速轮15相配合的测速传感器16安装在第三端盖7c上。

在转动罩2b内设有一个可控制油位的杓管9，一个杓管驱动器10可以移动杓管9，以便于控制转动罩2b内的油层厚度，完成无级变速。

该传动装置的工作油由油泵8从储油柜11中吸油，经中冷器冷却后供设备循环使用。中冷器是安装在出油口11c和进油口11d之间。在储油柜11中还设有二个电加热器14。

Claims (4)

1、一种钻机专用调速型液力偶合器传动装置，它主要包括一个由输入轴(1)、泵轮(2)、涡轮(3)和涡轮轴(4)组成的液力偶合器；其特征在于：它还包括一个固定安装在涡轮轴(4)上的一个小齿轮(5)，小齿轮(5)驱动一个固定安装在输出轴(7)上的一个大齿轮(6)；所述输入轴(1)上设有一个用于安装转动外壳(2a)的连接盘(1a)，所述泵轮(2)和一个转动罩(2b)固定安装在转动外壳(2a)的外缘，在泵轮(2)的内缘连接一个泵轮盘(2e)，一个设置在轴承座(2g)中的第三轴承(2d)支承着泵轮盘(2e)；所述涡轮(3)的内缘连接一个固定安装在涡轮轴(4)上的涡轮盘(3a)；在所述转动罩(2b)内设有一个可控制油位的杓管(9)；在所述输入轴(1)上还固定安装一个驱动油泵小齿轮(8b)的油泵大齿轮(8a)，油泵小齿轮(8b)驱动油泵(8)。

2、据权利要求1所述的钻机专用调速型液力偶合器传动装置；其特征在于：所述输入轴(1)上设有由壳体支承的第一轴承(1c)，在涡轮轴(4)的内端部设有一个由连接盘(1a)内侧支承的第二轴承(1d)，在涡轮轴(4)上的小齿轮(5)两侧设有一个由轴承座(2g)支承的第四轴承(4b)和一个由壳体支承的第五轴承(4a)，在输出轴(7)上的大齿轮(6)两侧设有由壳体支承的第六轴承(7b)和第七轴承(7a)。

3、据权利要求1所述的钻机专用调速型液力偶合器传动装置；其特征在于：所述杓管(9)设有一个杓管驱动器(10)。

4、据权利要求1所述的钻机专用调速型液力偶合器传动装置；其特征在于：所述输出轴(7)上固定安装一个测速轮(15)，与测速轮(15)相配合的测速传感器(16)安装在第三端盖(7c)上。

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