CN201545643U

CN201545643U - 电驱蜗杆直传式绞车

Info

Publication number: CN201545643U
Application number: CN2009202772256U
Authority: CN
Inventors: 沈青; 徐鸿伟; 王建红; 解静
Original assignee: Qinghai Drilling Co of CNPC Western Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: Qinghai Drilling Co of CNPC Western Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-12-07

Abstract

一种电驱蜗杆直传式绞车，特别适用于作为石油钻机绞车，是一种电驱蜗杆直传式绞车，其包括绞车底座、蜗杆底座、滚筒、滚筒轴、蜗轮、蜗杆、蜗杆轴和驱动电机；滚筒轴通过轴承座安装在绞车底座上，在滚筒轴上固定安装有滚筒，在滚筒左侧和右侧的滚筒轴上分别固定安装有蜗轮，在每个蜗轮的底部和顶部分别啮合有蜗杆，每个蜗杆均固定安装在蜗杆轴上，每个蜗杆轴均通过轴承座安装在蜗杆底座上，每个蜗杆轴的一端或两端与驱动电机的动力输出轴的外端固定安装在一起。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，由于采用了电机至蜗杆至蜗轮的直接传动模式，因此具有结构简单、传动效率高、安全可靠、节能降耗和优化操作环境的特点。

Description

电驱蜗杆直传式绞车

一、技术领域

本实用新型涉及用于升降重物的绞车技术领域，是一种电驱蜗杆直传式绞车，特别适用于作为石油钻机绞车。

二、背景技术

目前，所有石油钻机配套的绞车具有一个共同的基本特征：绞车滚筒正向转动(游车上行方向为正、下行方向为负，下同)时由动力机通过机械传动装置(链轮、链条、传动轴、万向轴等)带动，从而上提钻具、套管等重物；而绞车滚筒反向转动时是靠大钩本身或悬挂物的重量在重力作用下向下运动，控制滚筒反向运动速度的大小靠刹车系统(带式刹车或盘式刹车)来控制。这种传统的石油钻机绞车在使用过程中存在以下问题：1、结构复杂：传统绞车内部由二到三根传动轴、若干个链轮和若干盘链条、电磁式(或水力式)减速系统、机械或液压式刹车系统、气压式控制系统等组成，结构复杂而且故障率高；2、传动效率低：由于结构复杂导致绞车在运行过程中自身能耗高，加上链条传动本身就是相对低效的传动模式，导致绞车的传动效率低下，另外由于绞车结构的原因，在钻机整体运转的情况下，绞车即使没有处于有效工作状态也要耗能(处于离合器一端的滚筒处于静止状态时离合器另一端的传动轴以及链轮和链条也是处于全速运行状态)，这就进一步加大了能源的消耗和降低了能源效率；3、安全性差：结构复杂必然导致结构性隐患增多，传统绞车的刹车系统存在结构性的安全隐患，不管是带式刹车系统还是盘式刹车系统，一旦刹车失控，大钩及所悬挂物体即刻成为自由落体，后果将是灾难性的；4、操作难度大：链条-离合器传动绞车在任何一个档位滚筒都是定速转动，滚筒无法实现微速或变速转动，再加上气胎离合器在咬合及分离过程中的滞后性，加大了准确操作滚筒的难度，特别在深井阶段和复杂地层要满足井下实际情况对游车运动的要求难度更大；5、现场噪音大。除此之外，传统绞车无法做到真正意义上的自动送钻也是问题之一。

三、发明内容

本实用新型提供了一种电驱蜗杆直传式绞车，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决传统绞车结构复杂、传动效率低、安全性差的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电驱蜗杆直传式绞车，包括绞车底座、蜗杆底座、滚筒、滚筒轴、蜗轮、蜗杆、蜗杆轴和驱动电机；滚筒轴通过轴承座安装在绞车底座上，在滚筒轴上固定安装有滚筒，在滚筒左侧和右侧的滚筒轴上分别固定安装有蜗轮，在每个蜗轮的底部和顶部分别啮合有蜗杆，每个蜗杆均固定安装在蜗杆轴上，每个蜗杆轴均通过轴承座安装在蜗杆底座上，每个蜗杆轴的一端或两端与驱动电机的动力输出轴的外端固定安装在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述轴承座可包括第一左轴承座、第二左轴承座、第一右轴承座和第二右轴承座；第一左轴承座、第二左轴承座、第一右轴承座和第二右轴承座均固定安装在绞车底座上，滚筒轴通过轴承安装在第一左轴承座、第二左轴承座、第一右轴承座和第二右轴承座内，在第二左轴承座与第二右轴承座之间的滚筒轴上固定安装有滚筒；蜗轮包括左蜗轮和右蜗轮；在第一左轴承座和第二左轴承座之间的滚筒轴上固定安装有左蜗轮，第一右轴承座和第二右轴承座之间的滚筒轴上固定安装有右蜗轮。

上述每个蜗杆轴的一端或两端与驱动电机的动力输出轴的外端均可通过连接法兰固定安装在一起。

上述每个蜗杆两侧的蜗杆轴上均可固定安装有飞轮。

上述蜗轮与蜗杆的接触面可分别呈相互配合的内弧形和外弧形。

上述绞车底座和蜗杆底座可固定连接在一起。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，由于采用了电机至蜗杆至蜗轮的直接传动模式，因此具有结构简单、传动效率高、安全可靠、节能降耗和优化操作环境的特点。

四、附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为附图1的A-A向局部剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为绞车底座，2为滚筒，3为滚筒轴，4为蜗杆，5为蜗杆轴，6为驱动电机，7为第一左轴承座，8为第二左轴承座，9为第一右轴承座，10为第二右轴承座，11为左蜗轮，12为右蜗轮，13为连接法兰，14为飞轮。

五、具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该电驱蜗杆直传式绞车包括绞车底座1、蜗杆底座、滚筒2、滚筒轴3、蜗轮、蜗杆4、蜗杆轴5和驱动电机6；滚筒轴3通过轴承座安装在绞车底座1上，在滚筒轴3上固定安装有滚筒2，在滚筒2左侧和右侧的滚筒轴3上分别固定安装有蜗轮，在每个蜗轮的底部和顶部分别啮合有蜗杆4，每个蜗杆4均固定安装在蜗杆轴5上，每个蜗杆轴5均通过轴承座安装在蜗杆底座上，每个蜗杆轴5的一端或两端与驱动电机6的动力输出轴的外端固定安装在一起，这样，用蜗杆4的正反向旋转来带动滚筒2的正反向转动，通过钢丝绳带动游车上下运动。在每个蜗杆4的一端或两端安装一台驱动电机6，用以驱动蜗杆4转动，滚筒2需要转动时四台或八台驱动电机6同步工作，采用二个蜗轮和四个蜗杆4是为了减轻每个蜗杆4的受力负荷，同时也增加蜗轮的受力点和减轻蜗轮受力点的受力负荷，将蜗杆4对称布置在每个蜗轮的上下两端(径线的切线位置)可以优化和平衡蜗轮的受力状况。由于采用电机-蜗杆-蜗轮直接传动模式，链轮-链条即可去除；由于蜗杆-蜗轮传动模式是单向的，即只有在蜗杆4转动时滚筒2才会转动，蜗杆4停止转动后滚筒2即被“锁定”而无法向任何方向转动，蜗杆-蜗轮系统同时具备“驱动”和“刹车”的双重功能，所以电磁式(或水力式)减速装置和带式(或盘式)刹车系统即可去除；本实用新型的运动可分为四种状态：1、重负荷正向(驱动状态)；2、重负荷反向(刹车状态)；3、轻负荷正向(驱动状态)；4、轻负荷反向(刹车状态)，为覆盖这四种工作状态驱动电机6分三种工作状态：1、在重负荷(包括正反转)状态时电机是低转速大扭距；2、在轻负荷(包括正反转)状态时电机是高转速小扭距；3、在打钻(钻进)状态时电机是低速(或步进)工作状态，这时驱动电机6根据计算机的指令，在设定的钻压(或悬重)范围内(受悬重传感器控制)带动蜗杆4或快或慢(或步进)的转动，实现自动送钻，确保送钻过程的连续、平稳。

可根据实际需要，对上述电驱蜗杆直传式绞车作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，轴承座包括第一左轴承座7、第二左轴承座8、第一右轴承座9和第二右轴承座10；第一左轴承座7、第二左轴承座8、第一右轴承座9和第二右轴承座10均固定安装在绞车底座1上，滚筒轴3通过轴承安装在第一左轴承座7、第二左轴承座8、第一右轴承座9和第二右轴承座10内，在第二左轴承座8与第二右轴承座10之间的滚筒轴3上固定安装有滚筒2；蜗轮包括左蜗轮11和右蜗轮12；在第一左轴承座7和第二左轴承座8之间的滚筒轴3上固定安装有左蜗轮11，第一右轴承座9和第二右轴承座10之间的滚筒轴3上固定安装有右蜗轮12，这样，能增加稳定性和安全性。

如附图1、2所示，为了便于安装和拆卸，每个蜗杆轴5的一端或两端与驱动电机6的动力输出轴的外端均通过连接法兰13固定安装在一起。

如附图1、2所示，每个蜗杆4两侧的蜗杆轴5上均固定安装有飞轮14，这样，在驱动电机6停机后不会使蜗杆4在瞬间停止，消除因滚筒2过快停止导致游车惯性对滚筒2和绳索的冲击力。飞轮14的另一个作用是在滚筒2运行过程中(特别是在高速运行状态下)如遇突然停电时给滚筒2一个缓冲区间，防止因驱动蜗杆4的突然停止而造成游车对绳索和滚筒2的冲击过载。

如附图1、2所示，蜗轮与蜗杆4的接触面分别呈相互配合的内弧形和外弧形。，这样，可增加蜗杆4与蜗轮间的运动接触面积、改善受力状态；根据实际需要，绞车底座1和蜗杆底座固定连接在一起。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims

1.一种电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于包括绞车底座、蜗杆底座、滚筒、滚筒轴、蜗轮、蜗杆、蜗杆轴和驱动电机；滚筒轴通过轴承座安装在绞车底座上，在滚筒轴上固定安装有滚筒，在滚筒左侧和右侧的滚筒轴上分别固定安装有蜗轮，在每个蜗轮的底部和顶部分别啮合有蜗杆，每个蜗杆均固定安装在蜗杆轴上，每个蜗杆轴均通过轴承座安装在蜗杆底座上，每个蜗杆轴的一端或两端与驱动电机的动力输出轴的外端固定安装在一起。

2.根据权利要求1所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于轴承座包括第一左轴承座、第二左轴承座、第一右轴承座和第二右轴承座；第一左轴承座、第二左轴承座、第一右轴承座和第二右轴承座均固定安装在绞车底座上，滚筒轴通过轴承安装在第一左轴承座、第二左轴承座、第一右轴承座和第二右轴承座内，在第二左轴承座与第二右轴承座之间的滚筒轴上固定安装有滚筒；蜗轮包括左蜗轮和右蜗轮；在第一左轴承座和第二左轴承座之间的滚筒轴上固定安装有左蜗轮，第一右轴承座和第二右轴承座之间的滚筒轴上固定安装有右蜗轮。

3.根据权利要求1或2所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于每个蜗杆轴的一端或两端与驱动电机的动力输出轴的外端均通过连接法兰固定安装在一起。

4.根据权利要求1或2所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于每个蜗杆两侧的蜗杆轴上均固定安装有飞轮。

5.根据权利要求3所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于每个蜗杆两侧的蜗杆轴上均固定安装有飞轮。

6.根据权利要求1或2所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于蜗轮与蜗杆的接触面分别呈相互配合的内弧形和外弧形。

7.根据权利要求3所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于蜗轮与蜗杆的接触面分别呈相互配合的内弧形和外弧形。

8.根据权利要求4所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于蜗轮与蜗杆的接触面分别呈相互配合的内弧形和外弧形。

9.根据权利要求5所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于蜗轮与蜗杆的接触面分别呈相互配合的内弧形和外弧形。

10.根据权利要求9所述的电驱蜗杆直传式绞车，其特征在于绞车底座和蜗杆底座固定连接在一起。