一种燃油动力变频控制的全电动钻机的制作方法

本实用新型涉及石油钻机技术领域，具体设计一种燃油动力变频控制的全电动钻机。

背景技术：

随着油田高产高效目标的提出，钻井现场水平井、斜井的开发越来越多，对钻机设备要求也越来越高。传统的机械钻机主要通过柴油机进行驱动，但是柴油机的工作状态和输出参数不易调节，且在连续的作业过程中柴油机会存在输出功率不稳定的状态。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种便于控制的燃油动力变频控制的全电动钻机。

为了解决上述问题，本实用新型包括动力系统、电控制系统、驱动系统和钻机主体，所述的钻机主体包括起升系统、旋转系统、循环系统、井架底座、辅助设备和井控设备，所述的动力系统包括发电机、配电箱和用于驱动发电机转动的柴油机，所述的电控制系统包括 VFD变频器和MCC电机控制中心，所述的驱动系统包括变频驱动电机，所述的变频驱动电机通过VFD变频器与MCC电机控制中心连接。

作为优化，本实用新型所述的起升系统包括绞车和通过钢丝绳与绞车连接的提升组件，所述的旋转系统包括转盘和钻杆，所述的绞车和转盘均通过同一连接部件与所述变频驱动电机连接，所述的连接部件包括分动箱和转向换向器，所述的分动箱将包括箱体、输入轴、第一输出轴、第二输出轴和调节元件，所述的输入轴上设置有调节齿轮和驱动齿轮，所述的调节齿轮与输入轴转动连接，驱动齿轮与输入轴固定连接，所述的第一输出轴上固定设置有第一被动齿轮，所述的第二输出轴上固定设置有第二被动齿轮，所述的调节齿轮与第二被动齿轮啮合连接，所述的调节元件包括调节杆和与调节杆转动连接的调节齿圈，所述的调节杆与箱体滑动连接，所述的调节齿圈存在两种状态，其中一种状态为同时与调节齿轮和驱动齿轮啮合连接，另一种状态为同时与第一被动齿轮和驱动齿轮啮合连接。

作为优化，本实用新型所述的调节齿轮和第一被动齿轮上均设置有与驱动齿轮相配合的连接齿轮。

作为优化，本实用新型所述的转向换向器包括盒体、换向输入轴、换向输出轴、第一中间轴和第二中间轴，所述的换向输入轴与分动箱的第一输出轴连接，所述的换向输入轴上设置有输入齿轮，所述的第一中间轴上固定设置有第一齿轮和第二齿轮，所述的第二中间轴上固定设置有第三齿轮和第四齿轮，所述的换向输出轴上滑动设置有轴套，所述的轴套上固定设置有第五齿轮和换向齿圈，所述的第一齿轮与输入齿轮啮合连接，所述的第二齿轮与第三齿轮啮合连接，所述的盒体上铰接有拨叉，所述的拨叉的内侧端连接在轴套上，当拨叉在摆动的过程中，存在第五齿轮与第三齿轮啮合的状态和换向齿圈与第四齿轮啮合两种状态。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过MCC电机控制中心便于对第一变频驱动电机和第二变频驱动电机的工作状态进行检测和控制，相对于传统机械钻机相比，电驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更安全方便等优越性，通过燃油发电系统还能够减少对工业电网的依赖。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构示意图；

图2为驱动系统与起升系统和旋转系统的结构示意图；

图3为分动箱的放大结构示意图；

图4为转向换向器的结构放大示意图。

其中：1、变频驱动电机，2、输入轴，3、调节齿轮，4、驱动齿轮，5、调节齿圈， 6、调节杆，7、第一输出轴，8、输入齿轮，9、第一齿轮，10、第二齿轮，11、第三齿轮， 12、第四齿轮，13、轴套，14、换向输出轴，15、第五齿轮，16、换向齿圈，17、绞车，18、转盘，19、第二输出轴，20、第二被动齿轮，21、第一被动齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所述的燃油动力变频控制的全电动钻机，包括动力系统、电控制系统、驱动系统和钻机主体，所述的钻机主体包括起升系统、旋转系统、循环系统、井架底座、辅助设备和井控设备，所述的动力系统包括发电机、配电箱和用于驱动发电机转动的柴油机，所述的电控制系统包括VFD变频器和MCC电机控制中心，所述的驱动系统包括变频驱动电机1，所述的变频驱动电机1通过VFD变频器与MCC电机控制中心连接。通过MCC电机控制中心便于对变频驱动电机1的工作状态进行检测和控制，相对于传统机械钻机相比，电驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更安全方便等优越性，通过燃油发电系统进行供电，还能够减少对工业电网的依赖。

如图2-4所示，本实施例所述的起升系统包括绞车和通过钢丝绳与绞车连接的提升组件，所述的旋转系统包括转盘和钻杆，所述的绞车和转盘均通过同一连接部件与所述变频驱动电机连接，所述的连接部件包括分动箱和转向换向器，所述的分动箱将包括箱体、输入轴 2、第一输出轴7、第二输出轴19和调节元件，所述的输入轴2上设置有调节齿轮3和驱动齿轮4，所述的调节齿轮3与输入轴2转动连接，驱动齿轮4与输入轴2固定连接，所述的第一输出轴7上固定设置有第一被动齿轮21，所述的第二输出轴19上固定设置有第二被动齿轮20，所述的调节齿轮3与第二被动齿轮20啮合连接，所述的调节元件包括调节杆6和与调节杆6转动连接的调节齿圈5，所述的调节杆6与箱体滑动连接，所述的调节齿圈5存在两种状态，其中一种状态为同时与调节齿轮3和驱动齿轮4啮合连接，另一种状态为同时与第一被动齿轮21和驱动齿轮4啮合连接。所述的调节齿轮3和第一被动齿轮21上均设置有与驱动齿轮4相配合的连接齿轮，连接齿轮的轮径与驱动齿轮4的齿轮相同，便于调节齿圈5移动啮合。需要变频驱动电机1驱动绞车17转动时，通过调节杆6拉动调节齿圈5，让调节齿圈5同时与第一被动齿轮21和驱动齿轮4啮合连接，驱动齿轮4带动第一被动齿轮21转动，并进一步传动带动绞车17转动；需要变频驱动电机1驱动转盘18转动时，通过调节杆6拉动调节齿圈5，让调节齿圈5同时与调节齿轮3和驱动齿轮4啮合连接，并进一步传动带动转盘18转动。

本实施例所述的转向换向器包括盒体、换向输入轴、换向输出轴、第一中间轴和第二中间轴，所述的换向输入轴与分动箱的第一输出轴7连接，所述的换向输入轴上设置有输入齿轮8，所述的第一中间轴上固定设置有第一齿轮9和第二齿轮10，所述的第二中间轴上固定设置有第三齿轮11和第四齿轮12，所述的换向输出轴14上滑动设置有轴套13，所述的轴套13上固定设置有第五齿轮15和换向齿圈16，所述的第一齿轮9与输入齿轮8啮合连接，所述的第二齿轮10与第三齿轮11啮合连接，所述的盒体上铰接有拨叉，所述的拨叉的内侧端连接在轴套13上，当拨叉在摆动的过程中，存在第五齿轮15与第三齿轮11啮合的状态和换向齿圈16与第四齿轮12啮合两种状态，通过拨叉来调节换向输出轴14的转动方向。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。