专利名称：石油钻井泥浆泵气控自动变速传动机的制作方法
技术领域：
本发明属于石油钻井机械泥浆泵传动机构，特别是一种能用于泥浆泵的气控自动变速传动装置。
现用的石油钻井泥浆泵传动机，均采用联动机直接带动泥浆泵，这种传动方式只能使泥浆泵保持一种转速，其输出液的流量和压力也保持不变。这种传动机构已不能满足现代常规钻井的要求，更不能适应特殊工艺井及复杂情况下的钻井工程施工。现代化钻井技术的核心是高压喷射钻井技术，该技术的关键是泥浆的排量和泵压，要采用现代化钻井技术，就必须根据不同的钻头、泥浆、地层、井深及井下具体情况，随时优选调整泥浆泵的排量和泵压，调整水力参数，才能达到钻井作业既高速又安全。大庆Ⅱ-130型钻机是已有技术的典型例子。经检索专利文献，未发现与本实用新型相近的已有技术。
本发明的目的就在于克服已有技术的所述缺点，提供一种能用于泥浆泵的气控自动变速传动装置，在不改变现用的泥浆泵及其动力源的情况下，通过组合能使泵获得2-8种排量和泵压，以满足现代化钻井技术的要求，这种变速传动装置也适用于其它机械设备。
上述目的是由下述技术方案实现本发明包括单泵组和多泵组，每个泵组由变速传动机构和气控系统两部分组成。变速传动机构由两级变速器、高低速气动离合器、动力输入输出轴和皮带轮组成。气控系统由换档气开关、高低速继气器、高低速导气龙头和气管路组成。变速传动机构中，高速气动离合器的摩擦毂安装在一级变速器的动力输入轴上，其托盘安装在二级变速器的动力输出轴上;低速气动离合器的托盘安装在一级变速器的动力输出轴上，其摩擦毂安装在二级变速器的动力输入轴上;皮带轮安装在二级变速器的动力输出轴上。高速导气龙头安装在二级变速器动力输出轴外端部，低速导气龙头安装在一级变速器动力输出轴外端部。气控系统中的各部件通过气管路相连。
上述一级、二级变速器的动力输出轴是两根空心轴。轴心孔的一端与离合器的气囊相通，另一端与导气龙头相通。
上述气控系统中的高低速继气器都是两用式继气器由换档气开关控制两上继气器使得其中一个接通，另一个关断。
当需要该传动装置提供某档转速时，只要拨动换档气开关至相应档位，相应的继气器就由断变通，相应的气动离合器即被充气挂合，传动机构就以此转速向泥浆泵传递动力。
本发明从根本上克服了联动机直接传动方式不能改变转速的缺点，能将原来三柴油机双钻井泵组的三种排量增加到八种排量，并能在泵的工作状态下自由动选择排量及泵压。可将现用的钻井泵利用率提高2.7倍。为发展现代钻井技术创造了重要条件。
附图
为本发明单泵组传动机构及气控系统原理示意图。
附图中，1是一级变速器动力输入轴，2是低速导气龙头，3是一级变速器，4是高速气动离合器，5是一级变速器动力输出轴(空心轴)，6是低速气动离合器，7是二级变速器动力输入轴，8是二级变速器，9是二级变速器动力输出轴(空心轴)，10是皮带轮，11是高速导气龙头，12是高速继气器，13是低速继气器，14是换档气开关，15是气管路，A是气源，B是高速档的控制气流，C是低速档的控制气流。
结合附图对本发明实施例详述如下变速传动机构中，高速气动离合器4的摩擦毂安装在一级变速器3的动力输入轴1上，其离合器托盘安装在二级变速8的动力输出轴9上。低速气动离合器6的托盘安装在一级变速器3的动力输出轴5上，其摩擦毂安装在二级变速器8的动力输入轴7上，皮带轮10安装在动力输出轴9上，通过皮带将动力传递给钻井泥浆泵。
气控系统中，低速导气龙头2安装在轴5(空心轴)的外端部，并用气管与低速继气器13出气口相连。高速导气龙头11安装在轴9(空心轴)的外端部，并用气管与高速继气器12出气口相连。换向气开关14的进气口与气源管路15相连其两个出气口分别与两个继气器12和13的控制气流B和C入口相连。继气器12和13的进气口都与气管路15相连。
其工作过程是动力从轴1输入，气管路15接通工作气源A。当需要高档转速时，将换向气开关14拨至“高”档位，此时气流A的一路通过气开关14形成控制气流B，使得气流A通过高速继气器12、高速导气龙头11、空心轴9，进入高速气动离合器4的气囊，使其迅速膨胀挂合。在这同时，低速气动离合器6处于脱开状态。在此情况下，动力从轴1输入后，以同样的转速直接传递给轴9，皮带轮10以高转速带动泥浆泵运转。两个变速器处于无负荷空转状态。当需要低档转速时，将换向气开关14拨至“低”档位，此时高速继气器12关断，气流A通过气开关14形成控制气流C，通过低速继气器13、低速导气龙头2、空心轴5，进入低速气动离合器6的气囊，使其迅速膨胀挂合。在这同时，高速气动离合器4因气源被切断而脱开。在此情况下，动力从轴1输入后，经一级变速器3减速，再经过二级变速器8减速，将动力传递给轴9，皮带轮10即以低速带动泥浆泵运转。
若采用三个柴油机两泵组传动型式，通过不同的组合方式，可以达到八种排量。
权利要求
1.一种石油钻井泥浆泵气控自动变速传动机，包括单泵组和多泵组，每个泵组由变速传动机构和气控系统，其特征是变速传动机构由两级变速器、高低速气动离合器、动力输入输出轴和皮带轮组成，气控系统由换档气开关、高低速继气器、高低速导气龙头和气管路组成，高速气动离合器的摩擦毂安装在一级变速的动力输入轴上，其离合器托盘安装在二级变速器的动输出轴上，低速气动离合器的离合器托盘安装在一级变速器的动力输出轴上，其摩擦毂安装在二级变速器的动力输入轴上，皮带轮安装在二级变速器动力输出轴上，高速导气龙头安装在二级变速器动力输出轴外端部，低速导气龙头安装在一级变速器动力输出轴外端部，气控系统中的各部件通过气管路相连。
2.根据权利要求1所述的石油钻井泥浆泵气控自动变速传动机，其特征是一级、二级变速器的动力输出轴是两根空心轴，轴心孔的一端与离合器的气囊相通，另一端与导气龙头相通。
3.根据权利要求1所述的石油钻井泥浆泵气控自动变速传动机，其特征是气控系统中的高低速继气器都是两用式的继气器由换档气开关控制两个继气器。
全文摘要
本发明为石油钻井泥浆泵提供了一种气控自动变速传动装置。该机包括变速传动机构和气控系统两部分，由两级变速器、气动离合器、动输入输出轴、皮带轮、换挡气开关、继气器、导气龙头和气管路组成。根据钻井工艺要求，通过气控系统去控制变速传动机构转速，并能在泥浆泵工作状态下自动调整排量及泵压。从根本上克服了现用传动方式只能向泥浆泵提供固定转速的缺点，为实现钻井技术现代化创造了重要条件。
文档编号F16H47/06GK1107950SQ9411427
公开日1995年9月6日 申请日期1994年12月28日 优先权日1994年12月28日
发明者董洪生, 陈桂琴 申请人:胜利石油管理局钻井二公司