CN205047742U - 一种石油钻采设备及其顶驱和顶驱用齿轮减速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶驱用齿轮减速装置，包括箱体，所述箱体内设有相互啮合的输出大齿轮和输入齿轮，所述输出大齿轮和顶驱的主轴相连，所述输入齿轮与顶驱的驱动机构相连，所述箱体内还设有具有转动配合的内圈与外圈的回转支撑，所述内圈分别和输出大齿轮、顶驱的主轴相连，所述外圈和箱体相连；驱动机构及石油钻采设备均包括前述的顶驱用齿轮减速装置。本实用新型具有能同时承受轴向力和径向力、轴向不需预紧、装配调整方便、轴向空间布置空间小的优点。本实用新型进一步公开了一种石油钻采设备及其顶驱。

Description

一种石油钻采设备及其顶驱和顶驱用齿轮减速装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻采设备，具体涉及一种石油钻采设备及其顶驱和顶驱用齿轮减速装置。

背景技术

石油钻机顶驱齿轮减速装置用于将外部输入的动力通过输入齿轮、输出大齿轮传递给石油钻采设备的顶驱主轴。为了保证输出大齿轮和输入齿轮正确啮合，需要把输出大齿轮准确地定位在减速箱壳体上，从而保证齿轮啮合需要的准确中心距，同时齿轮啮合传递扭矩的过程会产生径向力和轴向力。为了满足以上要求需要有圆柱轴承和圆锥轴承来定位，则需要保证准确的中心距和平衡齿轮啮合传动产生的径向力和轴向力。石油顶驱在钻进过程，由钻杆自重产生的轴向力通过主轴传递到壳体，故需在主轴和壳体之间布置能承受钻杆重量的推力轴承。由于推力轴承自身结构需要，在使用过程需要轴向预紧才能保证轴承很好地传动。

中国专利申请号为201010291414的中国专利文献公开了一种石油钻机顶驱齿轮减速装置，该石油钻机顶驱齿轮减速装置的顶驱主轴支撑结构包括主轴上端安装圆锥滚子轴承、下端安装圆柱滚子轴承、中间则布置推力圆锥滚子轴承，在顶驱工作过程中，要求推力圆锥滚子轴承下端面定位在减速箱壳体上，承受由钻杆带给主轴的轴向压力，上圆锥滚子轴承和下圆柱滚子轴承则承担径向力和向上的轴向力，且通过圆锥滚子轴承的轴承座下面的垫片来调整圆锥滚子轴承和推力轴承之间的预紧。但是该技术方案存在以下缺点：

1)推力圆锥滚子轴承仅能承受轴向力，由于石油顶驱主轴工作过程同时受齿轮啮合产生的径向力，需要增加平衡径向力的轴承。

2)推力圆锥滚子轴承需要轴向预紧，需加预紧装置或增加辅助圆锥滚子轴承提供预紧，且装配调整繁琐。

3)上端安装圆锥滚子轴承、下端安装圆柱滚子轴承、中间则布置推力圆锥滚子轴承的布置方式导致轴向尺寸较长，占用轴向空间较大，导致石油顶驱主轴和减速箱长度、重量增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能同时承受轴向力和径向力、轴向不需预紧、装配调整方便、轴向空间布置空间小的石油钻采设备及其顶驱和顶驱用齿轮减速装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的第一方面，提供了一种顶驱用齿轮减速装置，包括箱体，所述箱体内设有相互啮合的输出大齿轮和输入齿轮，所述输出大齿轮和顶驱的主轴相连，所述输入齿轮与顶驱的驱动机构相连，所述箱体内还设有具有转动配合的内圈与外圈的回转支撑，所述内圈分别和输出大齿轮、顶驱的主轴相连，所述外圈和箱体相连。

优选地，所述箱体内还设有辅助轴承，所述辅助轴承的轴承内圈和顶驱的主轴相连，所述辅助轴承的轴承外圈和箱体相连。

优选地，所述辅助轴承设于输出大齿轮的上侧，所述内圈设于输出大齿轮的下侧。

优选地，所述箱体的上部设有端盖，所述端盖上设有轴承座，所述辅助轴承安装固定于轴承座中。

优选地，所述辅助轴承为圆柱轴承。

优选地，所述内圈和输出大齿轮、顶驱的主轴三者之间通过多颗第一螺栓相连，所述内圈和输出大齿轮之间设有定位止口，所述输出大齿轮、顶驱的主轴之间设有定位止口，所述外圈和箱体之间通过多颗第二螺栓相连，且所述外圈和箱体之间设有定位止口，所述第一螺栓、第二螺栓均与主轴的轴线方向平行布置。

本实用新型的第二方面，还提供了一种顶驱，包括主轴和驱动机构，所述主轴和驱动机构之间设有前述任一项所述的顶驱用齿轮减速装置。

优选地，所述驱动机构包括马达和减速机。

优选地，所述马达为电机或液压马达。

本实用新型的第三方面，提供了一种石油钻采设备，包括前述任一项所述的顶驱。

本实用新型的顶驱用齿轮减速装置具有下述优点：

1、本实用新型的顶驱用齿轮减速装置在箱体内设有具有转动配合的内圈与外圈的回转支撑，内圈分别和输出大齿轮、顶驱的主轴相连，外圈和箱体相连，主轴回转支撑能承能担轴向力和径向力，结构布置简单，成本低。

2、本实用新型的顶驱用齿轮减速装置通过主轴回转来实现主轴的支撑，装配不需要轴向预紧，不需增加预紧装置，安装调整方便。

3、本实用新型的顶驱用齿轮减速装置通过主轴回转来实现主轴的支撑，减小了支撑结构所使用的轴承数量，从而能够缩短轴向尺寸。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的剖视结构示意图。

图例说明：

1、箱体；11、端盖；12、轴承座；2、输出大齿轮；3、输入齿轮；4、回转支撑；41、内圈；42、外圈；5、辅助轴承；6、主轴；7、驱动机构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实施例的顶驱用齿轮减速装置包括箱体1，箱体1内设有相互啮合的输出大齿轮2和输入齿轮3，输出大齿轮2和顶驱的主轴6相连，输入齿轮3与顶驱的驱动机构7相连，箱体1内还设有具有转动配合的内圈41与外圈42的回转支撑4，内圈41分别和输出大齿轮2、顶驱的主轴6相连，外圈42和箱体1相连。通过回转支撑4把主轴6和输出大齿轮2固定在一起，这样能很好地保证齿轮啮合的中心距，使输出大齿轮2和输入齿轮3之间能够正确啮合传递动力，而且回转支撑4自身的结构能承受径向力和轴向力，齿轮传递动力过程产生的径向力和主轴6连接的设备(例如钻杆)自重产生的轴向力，都可以通过回转支撑4来承担，具有能同时承受轴向力和径向力、轴向不需预紧、装配调整方便、轴向空间布置空间小的优点。本实施例中，顶驱的驱动机构7包括马达和减速机，马达可根据需要采用电机或液压马达。

本实施例中，箱体1内还设有辅助轴承5，辅助轴承5的轴承内圈和顶驱的主轴6相连，辅助轴承5的轴承外圈和箱体1相连，辅助轴承5能够辅助承担部分径向力，保证齿轮正确啮合。

本实施例中，辅助轴承5设于输出大齿轮2的上侧，内圈41设于输出大齿轮2的下侧，该结构有利于保证输出大齿轮2和输入齿轮3之间啮合的中心距。

本实施例中，箱体1的上部设有端盖11，端盖11上设有轴承座12，辅助轴承5安装固定于轴承座12中，该结构能够方便地打开端盖11、轴承座12来检修箱体1内部结构。

本实施例中，辅助轴承5为圆柱轴承。

本实施例中，内圈41和输出大齿轮2、顶驱的主轴6三者之间通过多颗第一螺栓411相连，内圈41和输出大齿轮2之间设有定位止口，输出大齿轮2、顶驱的主轴6之间设有定位止口，外圈42和箱体1之间通过多颗第二螺栓421相连，且外圈42和箱体1之间设有定位止口，第一螺栓411、第二螺栓421均与主轴6的轴线方向平行布置，上述结构能够很好地保证输出大齿轮2和输入齿轮3之间啮合的中心距。

本实施例的顶驱用齿轮减速装置的工作原理如下：回转支撑4的外圈42通过定位止口和第二螺栓421连接在箱体1上，内圈41通过止口和第一螺栓411连接定位在输出大齿轮2、主轴6上，传递钻进扭矩，主轴6上端安装辅助轴承5。在回转支撑4和辅助轴承5的支撑下，当驱动机构7驱动输入齿轮3转动时，输入齿轮3啮合带动输出大齿轮2转动，输出大齿轮2则进一步带动主轴6转动，而且由于输入齿轮3比输出大齿轮2小，从而实现了对驱动机构7的动力的减速功能。由于回转支撑4既能承受轴向力又能承受径向力，一方面由回转支撑4承担来自主轴6向下的轴向力，同时承担输出大齿轮2啮合时的径向力，辅助轴承5则用于辅助承担部分径向力，有利于保证输出大齿轮2和输入齿轮3之间啮合的中心距。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶驱用齿轮减速装置，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)内设有相互啮合的输出大齿轮(2)和输入齿轮(3)，所述输出大齿轮(2)和顶驱的主轴(6)相连，所述输入齿轮(3)与顶驱的驱动机构(7)相连，所述箱体(1)内还设有具有转动配合的内圈(41)与外圈(42)的回转支撑(4)，所述内圈(41)分别和输出大齿轮(2)、顶驱的主轴(6)相连，所述外圈(42)和箱体(1)相连。

2.根据权利要求1所述的顶驱用齿轮减速装置，其特征在于：所述箱体(1)内还设有辅助轴承(5)，所述辅助轴承(5)的轴承内圈和顶驱的主轴(6)相连，所述辅助轴承(5)的轴承外圈和箱体(1)相连。

3.根据权利要求2所述的顶驱用齿轮减速装置，其特征在于：所述辅助轴承(5)设于输出大齿轮(2)的上侧，所述内圈(41)设于输出大齿轮(2)的下侧。

4.根据权利要求3所述的顶驱用齿轮减速装置，其特征在于：所述箱体(1)的上部设有端盖(11)，所述端盖(11)上设有轴承座(12)，所述辅助轴承(5)安装固定于轴承座(12)中。

5.根据权利要求4所述的顶驱用齿轮减速装置，其特征在于：所述辅助轴承(5)为圆柱轴承。

6.根据权利要求5所述的顶驱用齿轮减速装置，其特征在于：所述内圈(41)和输出大齿轮(2)、顶驱的主轴(6)三者之间通过多颗第一螺栓(411)相连，所述内圈(41)和输出大齿轮(2)之间设有定位止口，所述输出大齿轮(2)、顶驱的主轴(6)之间设有定位止口，所述外圈(42)和箱体(1)之间通过多颗第二螺栓(421)相连，且所述外圈(42)和箱体(1)之间设有定位止口，所述第一螺栓(411)、第二螺栓(421)均与主轴(6)的轴线方向平行布置。

7.一种顶驱，包括主轴(6)和驱动机构(7)，其特征在于，所述主轴(6)和驱动机构(7)之间设有权利要求1～6中任一项所述的顶驱用齿轮减速装置。

8.根据权利要求7所述的顶驱，其特征在于，所述驱动机构(7)包括马达和减速机。

9.根据权利要求8所述的顶驱，其特征在于，所述马达为电机或液压马达。

10.一种石油钻采设备，其特征在于，包括权利要求7～9任一项所述的顶驱。