专利名称：钻机顶驱编码器的安装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械传动技术领域，特别涉及一种钻机顶驱编码器的安装结构。
背景技术：
当前，顶部驱动钻井系统(简称顶驱)替代传统的水龙头/转盘/方钻杆的作业方式，极大地提高了石油天然气钻井的作业效率和作业安全性，是高标准和高难度石油天然气钻井作业的必备装备。编码器是顶驱的重要组成部分，主要用于实时测量顶驱钻井电机的转速，并将实测到的钻井电机转速信号反馈给顶驱的变频驱动控制系统，来实现顶驱输出转速和扭矩的精确控制。目前，顶驱采用光电编码器，其安装结构是将编码器的转轴直接与钻井电机轴的非驱动端连轴。参照附
图1，下连接轴102通过螺纹方式和钻井电机轴的非驱动端3进行连轴，上连接轴103采用法兰连轴形式通过螺栓连接到下连接轴102，编码器6通过平键104和上连接轴103进行连轴，编码器6通过螺栓、螺母以及连接杆105固定到立柱106上，立柱106通过螺纹连接方式固定到钻井电机非驱动端底座I上。这种编码器的安装方式结构简单，安装方便。但其不足之处是由于该结构不能保证编码器的转轴和电机轴的同轴度，而且，在顶驱的作业过程中电机轴上有着较大的负荷，特别是钻井跳转时带来的震动冲击，使编码器直接受偏转作用和震动冲击，比较容易损坏，编码器的连接杆部分同样也受偏转影响和震动冲击容易断裂，造成设备故障。上述故障在顶驱作业现场发生较为频繁，造成了较高的设备维护成本和较长的设备停钻时间，影响了现场作业安全和顶驱钻井作业效率。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构受力合理、工作寿命长、设备维修时间短、能提高作业工作效率和提高作业安全性的钻机顶驱编码器的安装结构。为了解决上述技术问题，本实用新型包括底座、垂直对称设置在底座上端两侧的翼板以及设置在底座上端中部的钻井电机轴的非驱动端，还包括对称设置在翼板两侧的两个固定杆、固定设置在两个所述固定杆上端且位于所述非驱动端上方的安装板、传动机构、张紧机构和编码器；所述传动机构包括连接轴、通过连接轴与非驱动端固定连接的主动轮、与编码器实心轴固定连接的从动轮以及用于连接主、从动轮的正时皮带，所述安装板中部形成有一与正时皮带大小尺寸相匹配的长圆孔；所述张紧机构包括固定设置在安装板上端的底板以及设置在底板上端的滑板，所述滑板两侧形成有长孔，该滑板通过螺栓与长孔的配合安装在底板上且滑板能够沿长孔方向相对底板移动，所述底板一侧翘起且向上延伸形成第一侧壁，所述滑板一侧翘起且向上延伸形成第二侧壁，该第二侧壁中部形成有一通孔，所述第一侧壁上焊接有一弹簧导杆，该弹簧导杆穿过第二侧壁上的通孔向外延伸，所述弹簧导杆上套装有一张紧弹簧，该张紧弹簧位于第一、二侧壁之间；所述编码器固定设置在滑板一侧，所述滑板一侧形成有一圆孔，所述编码器的实心轴穿过所述圆孔与从动轮固定连接。[0006]所述主动轮通过第一顶丝与连接轴固定连接，所述从动轮通过第二顶丝与编码器实心轴固定连接。本实用新型具有的优点和积极效果:本实用新型钻机顶驱编码器的安装结构，由于采用主、从动轮和正时皮带及其简洁合理的张紧机构，避免了将编码器的实心轴和钻井电机轴的非驱动端直接连接，编码器在顶驱钻井作业时不受偏转作用和震动冲击，而同样得到了准确的钻井电机轴的转速信号，有效地克服了现有编码器及其固定连接件寿命短问题，避免了由其带来的作业安全隐患，降低了设备维护成本，提高了作业效率；相比于目前现有的编码器安装结构，本新型结构的安装不需要对原有顶驱电机的结构进行改动，升级改造简便、成本低，且结构受力合理，工作寿命长。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明:图1是现有技术的钻机顶驱编码器的安装结构示意图；图2是本实用新型的钻机顶驱编码器的安装结构示意图。
具体实施方式
参见图2，本实用新型的钻机顶驱编码器包括底座1、垂直对称设置在底座I上端两侧的翼板2以及设置在底座I上端中部的钻井电机轴的非驱动端3，还包括对称设置在翼板2两侧的两个固定杆4、固定设置在两个所述固定杆4上端且位于所述非驱动端3上方的安装板5、传动机构、张紧机构和编码器6 ;所述传动机构包括连接轴7、通过连接轴7与非驱动端3固定连接的主动轮8、与编码器6实心轴固定连接的从动轮8以及用于连接主、从动轮8、9的正时皮带10，所述安装板5中部形成有一与正时皮带10大小尺寸相匹配的长圆孔11，该长圆孔11组成主动轮8、正时皮带10和从动轮9的工作舱，并起到保护主动轮8、正时皮带10和从动轮9的作用；所述张紧机构包括固定设置在安装板5上端的底板12以及设置在底板12上端的滑板13，所述滑板13两侧形成有长孔14，该滑板13通过螺栓15与长孔14的配合安装在底板12上且滑板13能够沿长孔14方向相对底板移动，所述底板12 —侧翘起且向上延伸形成第一侧壁，所述滑板13 —侧翘起且向上延伸形成第二侧壁，该第二侧壁中部形成有一通孔16，所述第一侧壁上焊接有一弹簧导杆，该弹簧导杆穿过第二侧壁上的通孔16向外延伸，所述弹簧导杆上套装有一张紧弹簧17，该张紧弹簧17位于第一、二侧壁之间；所述编码器6固定设置在滑板13—侧，所述滑板13 —侧形成有一圆孔，所述编码器6的实心轴穿过所述圆孔与从动轮9固定连接。所述主动轮8通过第一顶丝19与连接轴7固定连接，所述从动轮9通过第二顶丝20与编码器6实心轴固定连接。本实用新型的钻机顶驱编码器的安装结构的工作原理:主动轮8和从动轮9大小相同，通过该结构中的张紧弹簧17、弹簧导杆、滑板13、底板12等组成的张紧机构保证了正时皮带有着适合的张紧力；主动轮8跟随电机轴的非驱动端3同步旋转，通过该结构中由主动轮8、正时皮带10、从动轮9等组成的传动机构，编码器6的实心轴得到了和电机轴的非驱动端3相同的转速，而避免了编码器6及其连接结构在顶驱钻井作业中通过电机轴的非驱动端3传递的偏转作用和震动冲击。本实用新型具有结构受力合理、工作寿命长、设备维修时间少、能够提高作业工作效率、提高作业安全性能等优点和积极效果。综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。
权利要求1.一种钻机顶驱编码器的安装结构，包括底座(I)、垂直对称设置在底座(I)上端两侧的翼板(2)以及设置在底座(I)上端中部的钻井电机轴的非驱动端(3)，其特征在于:还包括对称设置在翼板(2)两侧的两个固定杆(4)、固定设置在两个所述固定杆(4)上端且位于所述非驱动端(3)上方的安装板(5)、传动机构、张紧机构和编码器(6)； 所述传动机构包括连接轴(7)、通过连接轴(7)与非驱动端(3)固定连接的主动轮(8)、与编码器(6)实心轴固定连接的从动轮(9)以及用于连接主、从动轮(8、9)的正时皮带(10)，所述安装板(5)中部形成有一与正时皮带(10)大小尺寸相匹配的长圆孔(11); 所述张紧机构包括固定设置在安装板(5)上端的底板(12)以及设置在底板(12)上端的滑板(13)，所述滑板(13)两侧形成有长孔(14)，该滑板(13)通过螺栓(15)与长孔(14)的配合安装在底板(12)上且滑板(13)能够沿长孔(14)方向相对底板(12)移动，所述底板(12)—侧翘起且向上延伸形成第一侧壁，所述滑板(13)—侧翘起且向上延伸形成第二侧壁，该第二侧壁中部形成有一通孔(16)，所述第一侧壁上焊接有一弹簧导杆，该弹簧导杆穿过第二侧壁上的通孔(16)向外延伸，所述弹簧导杆上套装有一张紧弹簧(17)，该张紧弹簧(17)位于第一、二侧壁之间； 所述编码器(6)固定设置在滑板(13)—侧，所述滑板(13)—侧形成有一圆孔，所述编码器(6)的实心轴穿过所述圆孔与从动轮(9)固定连接。
2.按照权利要求1所述的钻机顶驱编码器的安装结构，其特征在于:所述主动轮(8)通过第一顶丝(19)与连接轴(7)固定连接，所述从动轮(9)通过第二顶丝(20)与编码器(6)实心轴固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种钻机顶驱编码器的安装结构，其包括底座、垂直对称设置在底座上端两侧的翼板以及设置在底座上端中部的钻井电机轴的非驱动端，还包括对称设置在翼板两侧的两个固定杆、固定设置在两个所述固定杆上端且位于所述非驱动端上方的安装板、传动机构、张紧机构和编码器；本实用新型具有结构受力合理、工作寿命长、设备维修时间少、能够提高作业工作效率、提高作业安全性能等优点和积极效果。
文档编号H02K11/00GK202978607SQ20122071444
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者雷先革, 韩华斌, 吕卫军, 李学军, 刘忱, 崔杰 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司