CN212671547U - 一种电驱动转盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油及天然气钻探技术，具体涉及一种电驱动转盘，包括相互连接的动力装置和传动组件，传动组件连接并驱动转盘组件转动，动力装置为至少一台功率不高于100kW的交流变频电机，动力装置的输出端连接减速机，减速机的输出端连接传动齿轮，传动齿轮与转盘组件啮合并带动转盘组件转动；动力装置、传动组件和转盘组件安装在同一底座内，形成一个安装、使用和运输的整体单元。本实用新型采用小功率电机，使用齿轮直连方式驱动转台转动，替代常规转盘配套的主减速箱、联轴器和润滑系统，且主要组件构成一个安装、使用及运输的整体单元，结构简单紧凑、体积小，使运输成本、使用成本和维护保养工作量显著减少。

Description

一种电驱动转盘

技术领域

本实用新型涉及油气钻探设备技术领域，特别涉及一种电驱动转盘。

背景技术

随着顶驱技术的日渐成熟，顶驱系统已经能够为钻井作业提供足够大的转矩，在这一趋势下，顶驱钻机配套的转盘驱动系统往往只起到辅助和应急的作用；因此，在越来越多地使用顶驱钻机的趋势下，仍然按照原有标准配套完整的转盘驱动系统会造成不必要的资源浪费。

目前，石油钻机配套的转盘及驱动系统主要有以下几种结构：

1、如图1所示，以一台大功率直流电机或一台大功率交流变频电机作为动力装置1’并驱动减速箱2’，减速箱2’的输出端依次连接惯性刹车6和万向轴7，万向轴7的输出端连接转盘组件3’；

2、以一台大功率交流变频电机作为动力源，电机输出端通过万向轴连接并驱动转盘，配置惯性刹车和电控系统；

3、以一台液压马达作为动力源，液压马达置于转盘外部，输出端通过联轴器连接并驱动转盘；

4、以多台液压马达作为动力源，液压马达置于转盘内部，直接驱动大齿轮，由大齿轮带动转盘转动。

上述四种技术方案中，第1、2种方案使用的变频电机功率较大(一般为600kW-1000kW)，需要配套较为复杂的电控系统，体积大、成本高、运输模块多；第3、4种方案中，液压马达系统需要配套液压站，成本较高，液压管线易泄漏造成污染。

因此，在现有顶驱系统已经能够提供足够大的转矩，配套转盘驱动系统只起到辅助和应急作用的发展趋势下，对于顶驱钻机配套的转盘驱动系统，在保证其辅助和应急功能的前提下，有必要对其进行简化，以节省人力物力，降低维护成本和生产成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有顶驱钻机配套的转盘驱动系统体积大、运输模块多、维护和使用成本高的技术缺陷，提供一种电驱动转盘；本实用新型结构简单紧凑、体积小，构成一个安装、使用及运输的整体单元，较常规转盘驱动系统大幅降低了运输成本、维护成本和使用成本。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种电驱动转盘，包括相互连接的动力装置和传动组件，所述传动组件连接并驱动转盘组件转动，所述动力装置为至少一台功率不高于100kW的交流变频电机，所述动力装置的输出端连接减速机，所述减速机的输出端连接传动齿轮，所述传动齿轮与所述转盘组件啮合并带动所述转盘组件转动；所述动力装置、传动组件和转盘组件安装在同一底座内，形成一个安装、使用和运输的整体单元。

本实用新型与常规转盘驱动系统相比，采用功率不高于100kW的小型电机，能够满足配合顶驱系统作业的要求，同时与常规转盘驱动系统400kW以上电机相比，大幅降低运输成本和使用成本；本实用新型使用齿轮直连方式驱动转台转动，替代常规转盘配套的主减速箱、联轴器和润滑系统，使相关成本和维护保养工作量显著减少；本实用新型的主要组件构成一个安装、使用及运输的整体单元，结构简单紧凑、体积小，较常规转盘驱动系统尺寸减少50％以上，质量减少30％以上，综合使用成本降低约30％。

优选地，所述动力装置的输出端通过直接连接方式或联轴器连接方式或联轴器配套万向轴连接方式连接所述传动组件。

上述连接方式随现场情况而不同，在一般情况下，可使用直接连接或联轴器连接方式，以使本实用新型的整体结构更加紧凑，便于运输；其中联轴器能够弱化冲击载荷，增强动力装置和传动组件之间连接的安全性，便于维护和拆卸；而在某些工况下，工人的操作空间有限，将电机内置于底座内不便于接线和安装，此时为了方便接线安装及后续维护拆卸，需要把电机装配在底座外，并通过联轴器配套万向轴连接传动组件，以提高本实用新型的适用范围。

优选地，减速机的输入端轴线和输出端轴线相互垂直。

采用输入端轴线和输出端轴线相互垂直的减速机，能够缩小动力装置和转盘组件之间的距离，使结构布局更紧凑、整体尺寸更小，进一步减小本实用新型的体积。

优选地，所述传动齿轮为直齿轮或斜齿轮。

传动齿轮与转盘齿轮根据工况的不同采用不同的齿轮结构，不限于某种齿轮形式。可以采用直齿轮或斜齿轮，其中直齿轮即能够满足工况要求，且直齿轮结构更简单、装配要求更低，有利于降低生产成本；斜齿轮的振动更小、传动性能更平稳。

优选地，转盘组件包括转台，所述转台固定连接在转盘齿轮上，所述转盘齿轮可转动地连接在回转支承上，所述回转支承固定连接在所述底座上；所述转盘齿轮与所述传动齿轮啮合，以带动所述转台转动。

转台、转盘齿轮和回转支承同轴装配，转盘齿轮装配在回转支承上且能够沿自身轴线转动，传动齿轮通过转盘齿轮带动转台转动；该结构简单可靠，能够满足对顶驱系统的辅助作用，降低了制造成本和使用成本。

优选地，所述转台通过螺栓和防松垫圈固定连接在所述转盘齿轮上。

螺栓孔的加工简单、成本低，螺栓结构简单可靠，能够较好地适应转台的工作特点。

优选地，所述转盘齿轮通过轴承可转动地套装在回转支承上。

转盘带动转台转动必须保证良好的对中性和稳定性，轴承结构是经过现场检验的较好的连接方式，能够较好地适应转台和转盘齿轮的工作特点。

优选地，所述转盘齿轮和回转支承之间设有密封组件。

转盘齿轮通过轴承可转动地套装在回转支承上，轴承结构对脏污较为敏感，需要设置密封组件防止轴承被污染，以保障转盘转动的安全性和可靠性，延长使用寿命。

优选地，所述回转支承通过螺栓和防松垫圈固定连接在所述底座上。

螺栓孔的加工简单、成本低，螺栓结构简单可靠，能够较好地适应回转支承的工作特点。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用功率不高于100kW的小型电机作为动力装置，与常规转盘驱动系统400kW以上电机相比，大幅降低运输成本和使用成本；本实用新型使用齿轮直连方式驱动转台转动，替代常规转盘配套的主减速箱、联轴器和润滑系统，使相关成本和维护保养工作量显著减少；本实用新型的主要组件构成一个安装、使用及运输的整体单元，结构简单紧凑、体积小，较常规转盘驱动系统尺寸减少50％以上，质量减少30％以上，综合使用成本降低约30％。

附图说明：

图1为常规钻机转盘驱动系统的结构示意图。

图1中附图标记为：

1’-动力装置，2’-传动组件，3’-转盘组件，6-惯性刹车，7’-万向轴。

图2为实施例1中本实用新型一种电驱动转盘的结构俯视图。

图3为图2中A-A向剖视图。

图4为图3中B处结构放大图。

图5为实施例2中本实用新型一种电驱动转盘的结构俯视图。

图6为图5中C-C向剖视图。

图7为实施例3中本实用新型一种电驱动转盘的结构俯视图。

图8为图7中D-D向剖视图。

图2-8中附图标记为：

1-动力装置，2-传动组件，21-减速机，22传动齿轮，3-转盘组件，31-转台，32-转盘齿轮，33-回转支承，34-密封组件，4-底座，5-联轴器，7-万向轴。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

如图2所示，一种电驱动转盘，包括相互连接的动力装置1和传动组件2，传动组件2连接并驱动转盘组件3转动。

如图3-4所示，动力装置1为两台功率为75kW的交流变频电机；动力装置1的输出端直接连接减速机21，减速机21的输入轴和输出轴相互垂直；减速机21的输出端连接传动齿轮22，传动齿轮22与转盘组件3上的转盘齿轮32啮合以带动转盘组件3转动；动力装置1、传动组件2和转盘组件3安装在同一底座4内，形成一个安装、使用和运输的整体单元。

其中，传动齿轮21和转盘齿轮32均为直齿轮；转盘组件3包括转台31，转台31使用螺栓和防松垫圈固定连接在转盘齿轮32上；转盘齿轮32使用轴承可转动地连接在回转支承33上，且转盘齿轮32和回转支承33之间设有密封组件34；回转支承33使用螺栓和防松垫圈固定连接在底座4上。

本实用新型与常规转盘驱动系统相比，采用功率为75kW的小型电机，能够满足配合顶驱系统作业的要求，同时与常规转盘驱动系统400kW以上电机相比，大幅降低运输成本和使用成本；本实用新型使用齿轮直连方式驱动转盘转动，替代常规转盘配套的主减速箱、联轴器和润滑系统，使相关成本和维护保养工作量显著减少；本实用新型的主要组件构成一个安装、使用及运输的整体单元，结构简单紧凑、体积小，较常规转盘驱动系统尺寸减少50％以上，质量减少30％以上，综合使用成本降低约30％。

其中，减速机21的输入端轴线和输出端轴线相互垂直，能够缩小动力装置1和转盘组件3之间的距离，使结构布局更紧凑、整体尺寸更小，进一步减小本实用新型的体积。

传动齿轮22与转盘齿轮32采用直齿轮，结构更简单、装配要求更低，有利于降低生产成本。

转台31、转盘齿轮32和回转支承33同轴装配，转盘齿轮32装配在回转支承33上且能够沿自身轴线转动，传动齿轮22通过转盘齿轮32带动转台31转动；该结构简单可靠，能够满足对顶驱系统的辅助作用，降低了制造成本和使用成本；其采用的螺栓连接方式简单可靠、加工简单、成本低，能够较好地适应转台的工作特点。

转盘齿轮32带动转台31转动必须保证良好的对中性和稳定性，轴承结构是经过现场检验的较好的连接方式，能够较好地适应转台31和转盘齿轮32的工作特点；轴承结构对脏污较为敏感，密封组件34防止轴承被污染，以保障转台31转动的安全性和可靠性，延长使用寿命。

实施例2

如图5-6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：

1、本实施例使用一台功率为75kW的交流变频电机作为动力装置1；

2、本实施例中，动力装置1和传动组件2之间使用联轴器5连接。

实际工况对转矩需求较小时，一台电机即可满足要求，以简化本实用新型的整体结构，降低生产成本；

联轴器5能够弱化冲击载荷，增强动力装置1和传动组件2之间连接的安全性，便于维护和拆卸。

实施例3

如图7-8所述，本实施例与实施例1的不同之处在于：动力装置1和传动组件2之间使用联轴器5配套万向轴7连接传动组件2。

在某些工况下，工人的操作空间有限，将电机内置于底座4内不便于接线和安装，此时为了方便接线安装及后续维护拆卸，需要把电机装配在底座4外侧，并通过联轴器5配套万向轴7连接传动组件2，以提高本实用新型的适用范围。

以上公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电驱动转盘，包括相互连接的动力装置(1)和传动组件(2)，所述传动组件(2)连接并驱动转盘组件(3)转动，其特征在于，所述动力装置(1)为至少一台功率不高于100kW的交流变频电机，所述动力装置(1)的输出端连接减速机(21)，所述减速机(21)的输出端连接传动齿轮(22)，所述传动齿轮(22)与所述转盘组件(3)啮合并带动所述转盘组件(3)转动；所述动力装置(1)、传动组件(2)和转盘组件(3)安装在同一底座(4)内，形成一个安装、使用和运输的整体单元。

2.根据权利要求1所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述动力装置(1)的输出端通过直接连接方式或联轴器连接方式或联轴器配套万向轴连接方式连接所述传动组件(2)。

3.根据权利要求1所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述减速机(21)的输入端轴线和输出端轴线相互垂直。

4.根据权利要求1所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述传动齿轮(22)为直齿轮或斜齿轮。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述转盘组件(3)包括转台(31)，所述转台(31)固定连接在转盘齿轮(32)上，所述转盘齿轮(32)可转动地连接在回转支承(33)上，所述回转支承(33)固定连接在所述底座(4)上；所述转盘齿轮(32)与所述传动齿轮(22)啮合，以带动所述转台(31)转动。

6.根据权利要求5所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述转台(31)通过螺栓和防松垫圈固定连接在所述转盘齿轮(32)上。

7.根据权利要求5所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述转盘齿轮(32)通过轴承可转动地套装在回转支承(33)上。

8.根据权利要求5所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述转盘齿轮(32)和回转支承(33)之间设有密封组件(34)。

9.根据权利要求5所述的一种电驱动转盘，其特征在于，所述回转支承(33)通过螺栓和防松垫圈固定连接在所述底座(4)上。

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