具有无轴承马达的直接驱动绞车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及电动马达的安装，并且具体地涉及用于绞车(drawworks)、采矿起重机(hoist)、卷扬机(winch)或泥楽栗的马达座架。
【背景技术】
[0002]在被电动马达驱动的设备中，其旋转部件和电动马达之间的未对准或轴承间隙中偏差的层叠可以导致不期望的结果，包括振动、噪声或对马达或设备的损坏。另外，通过驱动轴所导致的反作用力矩可以在马达中导致不期望的振动或意外的内部干扰。例如，如果定子经历不期望的旋转振动，则电动马达可以“顿转(cog) ”，导致过大的噪声和急动。
[0003]举例，绞车是常用的一件油田设备，该油田设备用于石油和天然气钻井和生产。绞车被定位以提升和降低钻探设备中的动滑轮。动滑轮通过起重索被从钻探设备的钻塔悬挂，并且通常地用于将钻柱和外壳抬高到井眼外和降低到井眼内，其中该起重索也被认为是钻眼钢丝绳、钻井钢丝绳或“钻孔钢丝绳”。起重索联接到被转子旋转的滚筒。通常地，至少一个马达安装在诸如滑道(skid)、平台的表面上，或直接地安装到钻台上。马达的转子和滚筒的轴或任何轴承间隙之间的任何未对准可以导致不期望的振动或对绞车的损坏。为了应对任何未对准，马达可以通过挠性联接器与滚筒联接。然而，挠性联接器可能不像实心轴一样坚固，并且可能用于限制能够被绞车使用的最大功率。另外，当与刚性联接器相比时，挠性联接器将增加绞车的长度和复杂度。将马达固定地安装到表面可以加剧转子和轴之间的任何未对准，以及允许定子的不期望的旋转振动。由于未对准或轴承间隙导致的任何运动可以通过固定安装到表面而被抑制，这可以在轴、轴承和表面座架中导致应力，该应力可以引起早期疲劳和可能地引起失效。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种直接驱动起重机。该起重机可以包括电动马达。该起重机还可以包括第一马达座架。第一马达座架可以适于将电动马达联接到表面。第一马达座架可以包括适于允许电动马达和表面之间的阻尼运动的阻尼组件。第一马达座架可以包括适于延伸或回缩第一马达座架的调节组件。起重机还可以包括延伸穿过电动马达的轴，该轴适于被电动马达旋转。起重机还可以包括连接到轴的滚筒，该滚筒适于随着轴被电动马达旋转而被轴旋转。本发明还提供了一种方法。该方法可以包括提供一种直接驱动起重机。该直接驱动起重机可以包括电动马达。该起重机还可以包括第一马达座架。第一马达座架可以适于将电动马达联接到表面。第一马达座架可以包括适于允许电动马达和表面之间的阻尼运动的阻尼组件。第一马达座架可以包括适于延伸或回缩第一马达座架的调节组件。起重机还可以包括延伸穿过电动马达的轴，该轴适于被电动马达旋转。起重机还可以包括连接到轴的滚筒，该滚筒适于随着轴被电动马达旋转而被轴旋转。该方法还可以包括响应于以下的一个或多个来调节阻尼组件和调节组件中的一个或多个:轴的径向移位；电动马达和轴、滚筒或转子之间的未对准；观察到的振动；顿转(cogging);轴承公差。
[0005]本发明还提供了一种组装直接驱动起重机的方法。该方法可以包括提供一种滚筒，该滚筒包括轴，该滚筒联接到表面。该方法还可以包括提供对应于电动马达的定子，该定子联接到电动马达的壳体。该方法还可以包括提供对应于电动马达的转子。该方法还可以包括将转子联接到轴。该方法还可以包括将转子定位成与定子协作。该方法还可以包括通过第一马达座架将壳体联接到表面。第一马达座架可以包括适于允许电动马达壳体和表面之间的阻尼运动的阻尼组件。第一马达座架可以包括适于延伸或回缩第一马达座架的调节组件。该方法还可以包括调节调节组件以使得定子与轴对准。
[0006]本发明还提供了一种直接驱动马达组件。该直接驱动马达组件可以包括电动马达。电动马达可以包括壳体、联接到壳体的定子和转子。该直接驱动马达组件可以进一步地包括延伸穿过电动马达的轴。轴可以联接到转子并且适于被电动马达旋转。该直接驱动马达组件还可以包括适于可旋转地联接轴和表面的支架。支架可以包括在轴和支架之间的轴承。马达的壳体可以固定地安装到支架。
【附图说明】
[0007]当与附图一起研读时，可以从以下详细描述中最优地理解本发明。应该强调，根据工业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可以被任意地增加或减少。
[0008]图1图示了与本发明的实施例一致的绞车的侧视图。
[0009]图2图示了图1的绞车的剖视图。
[0010]图3图示了图1的绞车的端视图。
[0011]图4图示了与本发明的实施例一致的马达座架的透视图。
[0012]图5图示了与本发明的实施例一致的绞车的局部剖视图。
[0013]图6图示了与本发明的实施例一致的绞车的局部剖视图。
[0014]图7图示了与本发明的实施例一致的绞车的局部剖视图。
[0015]图8图示了与本发明的实施例一致的绞车的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0016]应该理解，以下的公开提供了许多不同的实施例或示例，用于执行各种实施例的不同特征。下文描述了构件和装置的特定示例以简化本发明。当然，这些仅是示例性的而不被预期为限制性的。另外，本发明可以重复各种示例中的附图标记和/或字母。该重复是为了简单和清除起见，并且自身不指示讨论的各种实施例和/或构造之间的关系。
[0017]图1、2图示了与本发明的实施例一致的绞车101。绞车101定位在表面10上。在一些实施例中，表面10可以是，例如并且不限于，绞车101所用于的钻探设备的甲板。在其它的实施例中，表面10可以是底架、机架或绞车101所定位在其上的滑道。
[0018]绞车101可以包括滚筒103。滚筒103可以适于具有缠绕在其上的起重索105并且，随着滚筒103旋转，根据滚筒103的旋转方向来绞进或松开起重索105。
[0019]在一些实施例中，绞车101可以包括一个或多个电动马达。在一些实施例中，如图1、2所示，单个电动马达107可以联接到滚筒103。在一些实施例中，绞车101可以包括定位在滚筒103的每个端部上的一个或多个电动马达。在一些实施例中，电动马达107可以包括马达壳体109、定子111和转子113。如在本领域对本公开的益处的理解，转子113和定子111可以定位在马达壳体109中。
[0020]在一些实施例中，如图2所示，转子113可以定位在定子111中，所谓的内部转子电动马达。定子111可以固定到马达壳体109的内壁。定子111可以围绕马达壳体109的圆筒状内部延伸。定子111可以包括围绕定子111的内表面而定位的线圈。定子111的线圈被定位成，当AC电被提供到该线圈时，在其内部感应连续旋转电磁场。在其中电动马达107是永磁马达的一些实施例中，电磁场可以与包括在转子113中的永磁体的永磁场相互作用，因而旋转转子113。在其中电动马达107是感应马达的一些实施例中，电磁场可以在包括于转子113中的一个或多个线圈内感应电流，因而在其上导致磁阻和旋转力。
[0021]在其它的实施例中，未示出，在本领域具有普通技能的人在本公开的益处的情况下将理解，转子113可以定位到定子111外侧，所谓的外部转子电动马达。线圈因而可以定位在定子111的外表面上。
[0022]转子113可以联接到轴115。在一些实施例中，如图2所示，转子113可以是大致管状的构件，其中轴115至少部分地延伸进入转子113内部中。在一些实施例中，如图2所示，轴115可以联接到转子113和滚筒103。在其它的实施例中，如图1所示，马达轴115a可以联接到转子113，并且滚筒轴115b可以联接到滚筒103。马达轴115a可以通过刚性联接器联接到滚筒轴115b，该刚性联接器诸如并且不限于法兰联接器116。如在本领域所知，法兰联接器116可以适于将马达轴115a和滚筒轴115b连接成单个的连续轴，该连续轴适于随着转子113被电动马达107旋转而旋转滚筒103。
[0023]在一些实施例中，如图1、2所示，绞车101可以包括一个或多个支架117。支架117可以定位成联接在表面10和轴115之间。支架117可以，例如并且不限于，支撑滚筒103、轴115和电动马达107中的一个或多个的重量。在绞车101处于操作中并且提升载荷时，支架117还可以，例如并且不限于，将张力从起重索105转移到表面10。在一些实施例中，支架117可以定位成接近滚筒103和电动马达107以，例如，最小化轴115上的弯曲应力。在一些实施例中，支架117可以通过，例如并且不限于，一个或多个轴承(未示出)联接到轴115，该一个或多个轴承适于即使当绞车101处于操作中并且提升载荷时也允许轴115在其中更容易地旋转。
[0024]如图1、3、4所示，电动马达107可以通过一个或多个马达座架119联接到表面10。马达座架119可以定位成联接在马达壳体109和表面10之间。在一些实施例中，马达壳体109可以包括适于允许马达座架119联接到马达壳体109的一个或多个支撑点121。在一些实施例中，支撑点121可以联接到马达壳体109的外表面。在一些实施例中，支撑点121可以形成为马达壳体109的一个或多个子单元的一体部分。例如并且不限于，在马达壳体109形成为具有联