一种万米级海洋钻机模块绞车的制作方法

本实用新型属于石油钻机技术领域，具体涉及一种万米级海洋钻机模块绞车，本绞车是交流变频海洋钻机绞车，应用于钻机模块行业，是海洋钻机模块的核心设备。可用于12000米钻井深度的石油天然气勘探开发领域。

背景技术：

现有的12000米交流变频绞车在我国主要应用在陆地钻机，海洋平台尚无此类型绞车，国外在12000米海洋平台配的绞车有以下缺陷，成为海洋平台钻机模块技术升级，提高钻井效率的瓶颈。绞车为分体结构，尺寸较大，需要多辆车才能运输。绞车采用减速箱传动，造成传动效率较低。尺寸太大，重量偏大。自动送钻需单独配备电机，耗能高。需配备单独的盘刹液压单元。现有的12000米交流变频绞车结构太复杂，普通的钻井工人很难掌握其操作和维护，对正确使用钻机带来很大的隐患。随着钻机模块的技术发展，尤其作为钻机模块的核心设备绞车对这些方面的创新成为必然结果。

技术实现要素：

针对以上不足，通过研制12000米海洋交流变频电机驱动绞车，其目的为解决我国在海洋钻井平台关键设备的空白，并且吸取国外同类型绞车在技术，实际应用中的不足，研制国际领先水平的12000米交流变频电机驱动绞车。

本实用新型装置解决其技术问题所采用的技术方案是：其结构主要包括绞车电机、滚筒轴、润滑系统、齿轮箱，绞车电机共设置有四个，分两组对称分布，每组两个绞车电机，齿轮箱内部安装有依次配合接触的小齿轮、大齿轮、小齿轮，每个绞车电机输出端均与传动轴及小齿轮连接，通过小齿轮带动滚筒轴及大齿轮转动，滚筒轴固定在装置中间位置，齿轮箱顶端设置有盘刹控制系统，底端安装部位设置有电加热器以及空气管道，齿轮箱内部边侧安装有润滑系统。

整个绞车装置由四台对称分布的绞车电机提供动力，通过齿轮箱内部啮合配对的小齿轮、大齿轮来进行减速增扭，最终驱动滚筒轴转动；12000米绞车设计为整体、单轴、单级齿轮传动，由四台高速、宽频、大扭矩的交流变频电机通过齿轮直接驱动滚筒轴；主刹车采用双侧、双盘液压盘式刹车，辅助刹车采用交流变频电机能耗制动；自动送钻装置通过主电机变频控制实现。盘刹控制单元内置在绞车内部，不需要单独配备盘刹液压站。

本绞车是为12000米深水钻井船和半潜平台的海洋平台钻机模块研制的大功率绞车，其设计理念，技术创新在国际属于领先，该绞车装置实现以下优点：

a)、该海洋钻井绞车驱动功率较大，与普通的陆地12000米钻机驱动相比由于海洋平台要求设备具有非常高的可靠性，安全性。

b)、采用变频电控技术，绞车只有一个滚筒轴，通过两对齿轮传动因而大大提高了传动效率。其传动效率可以达到0.95以上。由于采用单级齿轮传动，其传动精度和准确度大大提高。

c)、绞车采用四台交流变频大功率电机驱动，电机的同步性问题成为研究难点。

d)、该绞车的自动送钻装置采用主电机驱动。使绞车结构更紧凑。

e)、盘刹控制单元内置在绞车里，不需要单独配备盘刹液压源和控制系统。

f)、滚筒开槽一直以来为绞车开发的难点，尤其是12000米以上绞车，在国内没有同类产品参照。需要进行全新的计算和研究。

g)、该设备主要应用于海洋平台，从材料，防护，结构都要符合海洋特殊工况的需要。此类研究从技术难度和复杂性上也是前所未有的。

h)、绞车整体结构紧凑，重量轻，运输方便。

综上所述，研制的12000米海洋平台钻机模块绞车从技术上属于国际领先水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型装置进一步说明。

图1是本实用新型装置一种万米级海洋钻机模块绞车的系统图；

图2是本实用新型装置一种万米级海洋钻机模块绞车的主视图；

图3是本实用新型装置一种万米级海洋钻机模块绞车的侧视图；

图4是本实用新型装置一种万米级海洋钻机模块绞车的俯统图。

1.绞车电机，2.小齿轮，3.大齿轮，4.滚筒轴，5.传动轴I，6.传动轴II，7.空气管道，8.电加热器，9.传动轴III，10.盘刹控制系统；11.润滑系统；12.传动轴IV；13.齿轮箱。

具体实施方式

如图1-4所示，一种万米级海洋钻机模块绞车，主要包括绞车电机1、滚筒轴4、润滑系统11、齿轮箱13；绞车电机1共设置有四个，分两组对称分布，每组两个绞车电机1；齿轮箱13内部安装有依次配合接触的小齿轮2、大齿轮3、小齿轮2；四个绞车电机1分别通过传动轴I5、传动轴II6、传动轴III9、传动轴IV12及小齿轮2带动滚筒轴4及大齿轮3转动；滚筒轴4固定在装置中间位置；齿轮箱13顶端设置有盘刹控制系统10，底端安装部位设置有电加热器8以及空气管道7，齿轮箱13内部边侧安装有润滑系统11。

整个绞车装置由四台对称分布的绞车电机1提供动力，通过齿轮箱13内部啮合配对的小齿轮2、大齿轮3来进行减速增扭，最终驱动滚筒轴4；12000米绞车设计为整体、单轴、单级齿轮传动，由四台高速、宽频、大扭矩的交流变频绞车电机1通过齿轮组合直接驱动滚筒轴4；主刹车采用双侧、双盘液压盘式刹车，辅助刹车采用交流变频电机能耗制动，构成盘刹控制系统10；自动送钻装置通过绞车电机1变频控制实现，盘刹控制系统10内置在绞车内部，不需要单独配备盘刹液压站。