专利名称：齿轮传动离合器换档式钻机绞车的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油钻机设备制造领域，具体的说是一种石油钻机绞车的结构改进。
背景技术：
目前，现用的电驱动钻机绞车主要分为三种一种是单轴齿轮绞车，该绞车设计为一档，绞车整个工作变速过程完全依靠特殊设计的宽频、高速电机，且受电机、减速箱、轴承等元件极限转速的影响，使得电机输出转速不能达到一个非常满意的程度，从而最终导致绞车输出转速及钻机大钩提升速度相对较低，影响了钻井效率的提高，另外，由于绞车输入转速较高，要求减速箱精度高，难度大，输入轴、中间轴等轴承须进口等，制造成本较高；另一种是绞车外变速，其传动链长、效率低、运输车次多；第三种是绞车内变速，绞车结构复杂，动力与绞车滚筒不在同一个底座上，存在对接链条箱，拆装困难、易漏油、体积大、重量重、安装精度差、传动效率低等。
现用的电动钻机绞车所用的电传动系统多为两种，一种为AC-SCR-DC传动，另一种为AC-DC-AC传动，两种传动方式相比，后者以其启动平稳、过载性能强、恒功率调整范围大、负载功率因数高、能以极低的速度恒扭矩输出、电动机无电刷火花等优势，已成为电驱动钻机的发展方向。
发明内容
本实用新型目的是设计一种齿轮传动离合器换档式钻机绞车。它充分利用AC-DC-AC传动的优点及离合器换档特性，毋需采用特殊宽频高速电机、高精度减速箱、进口轴承等，可有效降低绞车制造难度和成本，同时保证绞车具有理想的速度提升特性，以提高钻井工作效率，改善绞车加工制造难度，降低生产成本等。
具体的说，一种齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)与齿轮减速箱(3)联接，离合器(5、6)安装在齿轮减速箱(3)的输出轴上且该输出轴并经联轴器(7)后与滚筒轴(4)联接；所述的离合器分为高速端离合器(5)和低速端离合器(6)，且该两个离合器均安装在齿轮减速箱(3)的输出轴上。
滚筒轴(4)的另一端与小电机送钻装置(9)或伊顿刹车或电磁涡流刹车联接。
在齿轮减速箱(3)的输入轴上与主电机(1)(在只有一台主电机时)同轴可安装有小电机送钻装置(9)。
所述的小电机送钻装置包括小电机(12)、减速器(11)、离合器(10)；小电机(12)输出轴通过减速器(11)与离合器(10)联接，该离合器(10)与滚筒轴(4)联接或与减速箱输入轴一端联结。
小电机送钻装置在通过离合器(10)后也可联接有一级齿轮箱或链条箱，且该一级齿轮箱或链条箱与滚筒轴(4)联接或安装在减速箱输入轴一端。
本实用新型主刹车采用液压盘式刹车(8)。
本实用新型绞车的主电机(1)为一个或两个，主电机为两个时该两个主电机均通过轴联器(2)与齿轮减速箱(3)联接。
本实用新型在结构上不仅减速箱为齿轮减速箱，绞车有两个档位，通过两个离合器摘开或挂合(注正常工作时，离合器一个处于挂合状态、一个处于摘开状态，)实施换档；而且绞车的自动送钻在通常情况下用主电机送钻，在超低频下用电控液压盘刹送钻或采用小电机送钻装置送钻。因此，本实用新型与现有技术相比，绞车电机可采用普通型交流变频电机(即电机转速范围在0-1100r/min或稍高)即可，毋需采用特殊宽频高速电机(最高转速超过2200r/min)，减速箱精度可适当降低，轴承采用普通国产轴承即可满足要求等，解决了以往绞车精度要求高，制造成本高，绞车提升速度较慢、工作效率低等问题。本实用新型绞车具有制造成本低，高低速换档后绞车转速范围大，工作效率高，易于实现人工智能化、自动化控制等特点。
附图为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
附图给出了本实用新型的一种实施方式。电驱动齿轮传动离合器换档式绞车的设计方案是电驱动齿轮传动离合器换档式绞车是由主电机(一台或两台交流变频电机，有三种功能即动力、能耗辅助刹车和送钻)、联轴器(共两种、两个或三个，可为气胎离合器或推盘离合器、)齿轮减速箱、离合器(两个)、滚筒轴、液压盘式刹车、小电机送钻装置等单元部件组成。
由两台(或一台)交流变频电机(1)作为主动力，经两个(或一个)联轴器(2)与齿轮减速箱(3)联结，并经联轴器(7)联接后驱动滚筒轴(4)工作。齿轮减速箱输出轴两端安装有两个离合器(5)(6)用于绞车高低速换档，主刹车为液压盘刹(8)，辅助刹车为电机能耗制动(1)。送钻方式采用小电机自动送钻装置(9)或液压盘刹自动送钻(8)。如果在一般情况下要求送钻速度较大，也可采用主电机(1)自动送钻。
采用交流变频电机通过齿轮减速箱传动，减速箱输出轴两端安装有两个离合器，绞车通过两个离合器的摘开或挂合实现绞车高低速换档。
自动送钻是在主电机旋转轴的后端安装一编码器，通过编码器反馈的信号，电控系统及时调整送钻电机运行参数，从而达到控制滚筒转速或扭矩的目的，实现恒速或恒压送钻。考虑交流变频电机在极低频率下的谐波干扰，因此在钻机要求送钻速度较大时，可利用主电机实施送钻。在送钻速度要求很低的情况下，通过液动电磁阀自动切换到液动状态下利用控制油压实施盘刹送钻；或者采用小电机经减速器减速后驱动滚筒轴实现送钻。
辅助刹车除采用主电机(1)能耗制动外，也可通过在滚筒轴上安装伊顿刹车或电磁涡流刹车等。
本实用新型电驱动齿轮传动离合器换档式绞车可应用在目前所有型号的交流变频钻机上。
电驱动齿轮传动离合器换档式绞车的零部件均采用现有成熟技术加工或外购。所以对于各部件及其结构不再描述。
权利要求1.一种齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)通过齿轮减速箱(3)及离合器(5、6)安装在齿轮减速箱(3)的输出轴上且该输出轴并经联轴器(7)后与滚筒轴(4)联接；所述的离合器分为高速端离合器(5)和低速端离合器(6)，且该两个离合器均安装在齿轮减速箱(3)的输出轴上。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是滚筒轴(4)的另一端与小电机送钻装置(9)或伊顿刹车或电磁涡流刹车联接。
3.根据权利要求1所述的齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是在齿轮减速箱(3)的输入轴上与主电机(1)可同轴安装有小电机送钻装置(9)。
4.根据权利要求2或3所述的齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是所述的小电机送钻装置包括小电机(12)、减速器(11)、离合器(10)；小电机(12)输出轴通过减速器(11)与离合器(10)联接，该离合器(10)与滚筒轴(4)联接。
5.根据权利要求4所述的齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是所述的小电机送钻装置(9)在通过离合器(10)后也可联接有一级齿轮箱或链条箱，且该一级齿轮箱或链条箱与滚筒轴(4)联接。
6.根据权利要求1所述的齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是滚筒轴上的主刹车(8)采用液压盘式刹车。
7.根据权利要求1所述的齿轮传动离合器换档式钻机绞车，其特征是绞车的主电机(1)为一个或两个，且主电机通过轴联器(2)与齿轮减速箱(3)联接。
专利摘要一种齿轮传动离合器换档式钻机绞车，属于石油钻探设备技术领域。其结构为作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)通过齿轮减速箱(3)及离合器(5、6)安装在齿轮减速箱(3)的输出轴上且该输出轴并经联轴器(7)后与滚筒轴(4)联接；所述的离合器分为高速端离合器(5)和低速端离合器(6)，且该两个离合器均安装在齿轮减速箱(3)的输出轴上。本实用新型与现有技术相比，绞车电机可采用普通型交流变频电机即可，毋需采用特殊宽频高速电机，减速箱精度可适当降低，轴承采用普通国产轴承即可满足要求等，解决了以往绞车精度要求高，制造成本高，绞车提升速度较慢、工作效率低等问题。
文档编号B66D1/02GK2841613SQ20052007854
公开日2006年11月29日 申请日期2005年3月23日 优先权日2005年3月23日
发明者王定亚 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司