CN2626968Y

CN2626968Y - 复合传动绞车

Info

Publication number: CN2626968Y
Application number: CN 03230135
Authority: CN
Inventors: 陈茂松; 高波
Original assignee: Shanghai Sangao Petroleum Equipment Co ltd
Current assignee: Shanghai Sangao Petroleum Equipment Co ltd
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2013-04-08

Abstract

一种用于钻机的复合传动绞车，主要包括绞车电机、绞车齿轮箱、绞车滚筒、转盘电机、转盘传动装置和转盘，该绞车电机一方面通过一齿式联轴节和绞车齿轮箱及其在绞车齿轮箱中的绞车滚筒离合器与绞车滚筒主轴相关联，该绞车电机另一方面通过齿式联轴节、绞车齿轮箱和并车离合器可与转盘电机主轴的一端并轴，该转盘电机的主轴的另一端通过转盘离合器和转盘传动装置的链条箱和锥齿轮箱及万向轴与转盘相连接形成驱动关系，该绞车滚筒还设有绞车主刹车和电机能耗制动；该转盘电机还设有转盘惯性刹车。本实用新型的复合传动绞车，具有结构紧凑、传动元件少、体积小、维修简便的优点，既可独立传动，又可联合传动，可满足用户各种钻井工艺要求。

Description

复合传动绞车

技术领域：

本实用新型与石油钻井机有关，特别是一种用于石油钻井机传动的复合传动绞车。

背景技术：

现有石油钻井机绞车有两种传动型式：一种是统一传动型式，另一种是独立传动型，现分述如下：

1.统一传动绞车，如图1所示：

电机驱动链条变速箱传动绞车滚筒实现提升或下放钻具，并可同时传动转盘实现钻井作业。该传动型式有以下缺点：

A.在特殊钻井工艺条件下，绞车滚筒作业和转盘作业参数互有制约，不能充分满足钻井工艺要求。

B.链条传动付多，效率低，体积大，超重，需拆开分体吊装和运输。因此，每搬运一次必须拆装一次，安装精度就降低一次，密封性降低，漏油严重，不符合环保要求。

C.吊运单元多，安装时间长，不安全，费用较高。

D.使用电机能耗制动工况时，由于链条增速比大(Z₂/Z₁＝86/19齿)，传动不可靠。

2.独立传动绞车，如图2所示：

绞车电机驱动链条变速箱独立传动绞车滚筒，实现提升或下放钻具，绞车作业不受转盘作业干扰制约，可满足起、下钻具工艺需要。转盘电机驱动齿轮变速箱和链条箱独立传动转盘，实现钻井作业，转盘作业参数不受绞车作业干扰制约，可满足钻井工艺要求。但是由于绞车、转盘各自独立驱动，自成系统，存在以下缺点：

①.该绞车部分的缺点与统一传动绞车的B、C、D条相同。

②.而且需增加一台电机和一台控制柜，并且转盘电机和绞车电机不能互补、互救，系统可靠性较差。

③.转盘独立传动系统的电机和传动箱紧靠井眼，并安装在钻台铺板之下，造成安装维修困难，设备受泥浆水浸蚀污染，电机电器防爆要求高，不符合钻井作业的健康、安全、环保的规范要求。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的问题和缺点，提供一种复合传动绞车，做到既可独立传动，又可联合传动，以满足用户各种钻井工艺要求。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种用于钻机的复合传动绞车，包括绞车电机、绞车齿轮箱、绞车滚筒，其特征在于还设有转盘电机、转盘传动装置、转盘，该绞车电机一方面通过一齿式联轴节和绞车齿轮箱及其在绞车齿轮箱中的绞车滚筒离合器与绞车滚筒主轴相关联，该绞车电机另一方面通过齿式联轴节、绞车齿轮箱和并车离合器可与转盘电机主轴的一端并轴，该转盘电机的主轴的另一端通过转盘离合器、转盘传动装置的链条箱和锥齿轮箱及万向轴与转盘相连接形成驱动关系，所述的绞车滚筒还设有绞车主刹车和绞车电机能耗制动取代辅助刹车；所述的转盘电机还设有转盘惯性刹车。

所述的转盘电机为无级调速电机。

所述的绞车电机为无级调速电机。

所述的绞车电机、转盘电机、转盘、绞车滚筒的传动结构是采用单独密封的齿轮箱和链条箱并通过离合器、联轴节和万向轴互相连接而成。

所述的绞车主刹车安装在绞车滚筒的轴端，并采用盘式液压钳结构。

有关本实用新型的技术构成和效果，兹结合附图和装置工作情况说明如后。

附图说明：

图1是现有绞车——转盘统一传动绞车结构示意图。

图2是现有绞车——转盘独立传动绞车结构示意图。

图3是本实用新型复合传动绞车最佳实施例结构示意图。图中：

1-转盘离合器 2-并车离合器 3-滚筒离合器 4-转盘电机

5-绞车电机 6-绞车齿轮箱 7-绞车滚筒 8-万向轴

9-转盘 10-绞车主刹车 11-转盘惯性刹车 12-转盘传动装置

13-齿式联轴节 14-井口 15-方钻杆 16-辅助刹车

具体实施方式：

先请参阅图3，图3是本实用新型复合传动绞车最佳实施例的结构示意图，由图可见，本实用新型复合传动绞车包括绞车电机5、绞车齿轮箱6、绞车滚筒7，其特征在于还设有转盘电机4、转盘传动装置12、转盘9，该绞车电机5一方面通过一齿式联轴节13和绞车齿轮箱6及其在绞车齿轮箱6中的绞车滚筒离合器3与绞车滚筒7主轴相关联，该绞车电机5另一方面通过齿式联轴节13、绞车齿轮箱6和并车离合器2可与转盘电机4主轴的一端并轴，该转盘电机4的主轴的另一端通过转盘离合器1和转盘传动装置12的链条箱和锥齿轮箱及万向轴8与转盘9相连接形成驱动关系；所述的绞车滚筒7还设有绞车主刹车10；所述的转盘电机4还设有转盘惯性刹车11；所述的转盘电机4为无级调速电机；所述的绞车电机5为无级调速电机；所述的绞车电机5、转盘电机4、转盘9、绞车滚筒7的传动结构是采用单独密封的齿轮箱和链条箱并通过离合器2、3、联轴节13和万向轴8互相连接而成；所述的绞车主刹车10安装在绞车滚筒7的轴端，并采用盘式液压钳结构。所述的绞车滚筒7可通过绞车齿轮箱6、滚筒离合器3和齿式联轴节13实现绞车电机5和转盘电机4倒转发电能耗制动，取代现有绞车的辅助刹车系统。据知，绞车的辅助刹车系统重达10吨，是一很笨重的设备。

本实用新型复合传动绞车用于石油钻机钻井的工作情况如下：

1.石油钻机钻井工况：

A.钻井，摘开并车离合器2，开动转盘电机4，摘开转盘惯性刹车11，挂合转盘离合器1，转盘惯性刹车11和转盘离合器1是可以联锁的，则转盘电机4的动力通过转盘传动装置12的链条箱和锥齿轮箱及万向轴8驱动转盘9，转盘9的方补心旋转方钻杆、钻具和钻头，破碎岩石，打出一口石油井。转盘电机4可无级调速，实现转盘所需各种转速。

B.划眼，若在钻井过程中需要划眼，即钻井在进行中，又要提升钻具，进行修理井壁，则挂合绞车齿轮箱6的滚筒离合器3，然后松开绞车主刹车10，同时开动绞车电机5，其动力通过齿轮箱6传动绞车滚筒7，由滚筒7缠绕钢丝绳，通过游动滑车、大钩、井架等将钻具提升到一定高度，然后再下放钻具，绞车电机5倒转发电能耗制动。这样上下几次，最后将钻具下放至底，继续钻井。绞车电机5可无级调速，实现绞车滚筒7所需的各种提升速度。

C.挂合并车离合器2，转盘电机4和绞车电机5并车实现统一驱动转盘9和绞车滚筒7，可完成B中所述的划眼作业。下放钻具时，摘开绞车滚筒离合器3，轻合绞车主刹车10。

D.摘开绞车滚筒离合器3，实现A中所述的钻井作业，此时绞车滚筒7切断动力，可以通过轻合绞车主刹车10实现钻头送进。

上述“C、D”工况(即并车统一驱动)可实现绞车电机和转盘电机动力的互补。

2.石油钻机起、下钻工况(转盘不工作)

A.浅井段，钻具重量较轻时，起下钻具实施：转盘电机4停机，摘开并车离合器2，转盘9停止工作。挂合滚筒离合器3，松开绞车主刹车10，同时开动绞车电机5，提升钻具，拆下一根钻具，再提升钻具，又拆下一根钻具，直至将井中的钻具起完，这就是起钻作业。松开绞车主刹车10，钻具自重下落，绞车滚筒7被钢丝绳拉着倒转，通过绞车齿轮箱6倒转，驱动绞车电机5倒转发电能耗制动，克服重力加速度，使之匀速下放和减速下放，最后挂合绞车主刹车10刹停，再接上一根钻具，重复上述程序直到将钻具下完，这就是下钻作业。

B.深井段，钻具重量重，单台电机功率不足时，可以摘开转盘离合器1，转盘9不工作，挂合并车离合器2，开动转盘电机4，实现两台电机并车驱动绞车滚筒7，这样动力增大一倍，就可以实施所述的起、下钻作业，不再重复。很显然，动力具有互补性。

3.转盘电机4和绞车电机5具有互救性。

钻井作业工况时，当转盘电机4或电控系统有故障时，只要转盘电机4的轴承不损坏，就可实施绞车电机5驱动转盘9，继续转盘钻井作业：只需摘开绞车滚筒离合器3，挂合并车离合器2，开动绞车电机5，摘开惯性刹车11，挂合转盘离合器1，转盘9开始钻井作业，此时绞车滚筒7已切断动力，只能实现送进。这就实现了动力互救。

起、下钻作业工况时，当绞车电机5或电控制系统有故障时，可以拆开其中的齿式联轴节13进行检修或更换绞车电机5。起下钻作业可以使用转盘电机4来补救：摘开转盘离合器1，挂合并车离合器2，开动转盘电机4，按上述的起下钻作业程序进行起下钻作业。实现动力互救。

综上所述，本实用新型既可独立传动又可联合传动，不仅可用于石油钻井，也可用于其他钻井或类似业务，其特点或优点可以归纳如下：

1.由图3可知，挂合并车离合器，滚筒离合器，转盘离合器，则绞车滚筒和转盘同时运行作业，实现统一传动绞车和转盘。若钻井需要，可摘开并车离合器，挂合转盘和滚筒离合器，则绞车电机驱动绞车滚筒，转盘电机驱动转盘，实现绞车滚筒和转盘分别独立运行作业，互不干扰，充分满足各自作业参数。

2.对现有的独立传动绞车而言，可以节省一台绞车电机和一台电控柜，绞车电机和转盘电机通过离合器的挂摘，可实现绞车或转盘的电机互补互救，提高电机的利用率和电系统可靠性。

3.传动元件少，结构紧凑，体积小，重量轻，可整机吊运安装，维修简便，效率高，运行费用低。

4.由于采用单独齿轮箱和链条箱，各自形成密封件，靠离合器联轴节和万向轴互相连接成传动系统，可整装搬运和安装，无需分体拆运，故无漏油现象。绞车和转盘传动装置及电机均远离井口，故设备不受井口泥浆水浸蚀和污染，电机和电器元器件防爆性能提高，更符合钻井作业的健康、安全、环保规范要求。

5.由于滚筒传动采用齿轮，更能适应电机能耗制动工况。

6.绞车滚筒主刹车外移到轴端，并采用盘式液压钳结构，更换易损件快捷，同时缩小了滚筒的径向尺寸，使绞车体积减小。

7.利用绞车电机倒转发电实现能耗制动，取代现有笨重昂贵的辅助刹车，使绞车体积减小，重量减轻，成本降低。

Claims

1、一种用于钻机的复合传动绞车，包括绞车电机(5)、绞车齿轮箱(6)、绞车滚筒(7)，其特征在于还设有转盘电机(4)、转盘传动装置(12)和转盘(9)，该绞车电机(5)一方面通过一齿式联轴节(13)和绞车齿轮箱(6)及其在绞车齿轮箱(6)中的绞车滚筒离合器(3)与绞车滚筒(7)的主轴相关联，该绞车电机(5)另一方面通过齿式联轴节(13)、绞车齿轮箱(6)和并车离合器(2)可与转盘电机(4)主轴的一端并轴，该转盘电机(4)的主轴的另一端通过转盘离合器(1)和转盘传动装置(12)的链条箱和锥齿轮箱及万向轴(8)与转盘(9)相连接形成驱动关系；所述的绞车滚筒(7)还设有绞车主刹车(10)；所述的转盘电机(4)还设有转盘惯性刹车(11)。

2、根据权利要求1所述的复合传动绞车，其特征在于所述的转盘电机(4)为无级调速电机。

3、根据权利要求1所述的复合传动绞车，其特征在于所述的绞车电机(5)为无级调速电机。

4、根据权利要求1所述的复合传动绞车，其特征在于所述的绞车电机(5)、转盘电机(4)、转盘(9)、绞车滚筒(7)的传动结构是采用单独密封的齿轮箱和链条箱并通过离合器(2、3)、联轴节(13)和万向轴(8)互相连接而成。

5、根据权利要求1所述的复合传动绞车，其特征在于所述的绞车主刹车(10)安装在绞车滚筒(7)的轴端，并采用盘式液压钳结构，该绞车滚筒(7)可通过绞车齿轮箱(6)、滚筒离合器(3)和连轴节(13)倒转绞车电机(5)或/和转盘电机(4)实现发电能耗制动。