鉆機頂部驅動齒輪減速裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，包括齒輪減速箱，所述齒輪減速箱中設置有減速齒輪組，在所述齒輪減速箱上設置有電機，所述電機通過所述減速齒輪組驅動水龍頭中心管。本實用新型專利技術有結構簡潔新穎、制造檢修方便快捷、輸出轉速范圍廣、輸出扭矩大、運轉平穩、振動小噪聲低，傳遞效率高、安全可靠壽命長等優點，極大地提升了頂部驅動鉆井裝置的整體作業性能。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種石油鉆采設備中的齒輪傳動裝置，特別涉及一種石油鉆機頂部驅動鉆井系統用的齒輪減速裝置。
技術介紹
傳統的轉盤、方鉆桿鉆井作業的方式一直有兩個突出的矛盾未能得到有效解決。其一，由于起下鉆不能及時實現循環旋轉功能，遇上復雜地層，或是巖屑沉淀，往往造成卡鉆；其二，由于常規鉆機在鉆進中依靠轉盤推動方鉆桿旋轉送進，方鉆桿的長度限制了鉆進深度，故每次只能接單根，因而效率低，勞動強度大。頂部驅動鉆井裝置（簡稱頂驅），由于它可從井架空間上部直接旋轉鉆柱，并沿井架內專用導軌向下送進，完成鉆柱旋轉鉆進，循環鉆井液，接立根，上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作，克服了鉆盤、方鉆桿鉆井的不足，顯著提高了鉆井作業的能力和效率，提高了鉆井安全性，鉆井實踐表明：這種裝置可節省鉆井時間20％～25％，并可預防卡鉆事故的發生，用于鉆斜井，鉆高難度的定向井時經濟效果尤為顯著。現有頂驅采用不同形式的頂驅齒輪減速裝置，齒輪傳動的減速比通常在10：1左右，最高輸出轉速在180～220RPM之間，最大輸出扭矩45000～60000N.m之間。有些頂驅達到了大扭矩輸出，但是卻做得粗笨，經濟性差，有些頂驅利用鉆井電機的輸出軸伸直接安裝齒輪，這種懸臂式安裝造成電機軸承直接承受齒輪傳動而產生的較大的交變軸向力和徑向力，造成電機下軸承嚴重偏載，軸承疲勞壽命短，增加了頂驅的維修頻率，降低了設備的使用率；還有些頂驅在鉆井電機與齒輪減速器裝置之間增加了聯軸器，這樣增加了頂驅的總體高度，增加了制造成本和制造難度。
技術實現思路
本技術的專利技術目的在于：針對上述存在的問題，提供一種結構緊湊、工藝性強、輸出扭矩大、輸出轉速范圍寬、效率高、安全可靠、壽命長、運轉平穩的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置。本技術的技術方案是這樣實現的：一種鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，包括齒輪減速箱，所述齒輪減速箱中設置有減速齒輪組，在所述齒輪減速箱上設置有電機，其特征在于：所述電機通過所述減速齒輪組驅動水龍頭中心管。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其所述齒輪減速箱包括齒輪箱蓋和齒輪箱體，所述電機設置在齒輪箱蓋上。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其所述減速齒輪組包括高速齒輪、中間齒輪軸和輸出齒輪，所述高速齒輪套接在電機的輸出軸上，在所述電機輸出軸上、高速齒輪兩端設置有軸承，在所述中間齒輪軸上部套接有高速級被動齒輪，所述高速級被動齒輪與高速齒輪嚙合，所述中間齒輪軸的齒輪部與輸出齒輪嚙合，所述輸出齒輪與水龍頭中心管的定位面固定連接。-->本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其在所述中間齒輪軸的兩端設置有軸承。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其所述中間齒輪軸上端的軸承為雙列調心滾子軸承，其下端由上往下依次設置有雙列調心滾子軸承和圓柱滾子軸承。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其中間齒輪軸下方、齒輪箱體上設置有磁性螺塞。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其在所述電機輸出軸上、高速齒輪上方設置的軸承為雙列調心滾子軸承，其下方設置的軸承為圓柱滾子軸承。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其在高速齒輪下方的圓柱滾子軸承外圈與齒輪箱體之間設置有彈簧擋圈。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其所述水龍頭中心管上部通過圓錐滾子軸承與齒輪箱蓋連接，在水龍頭中心管的定位面下方設置有推力滾子軸承，在所述推力滾子軸承下方設置有圓柱滾子軸承。本技術所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其所述電機與齒輪箱蓋通過內、外止口連接。本技術在齒輪傳動中，電機轉子組件向下的軸向力被高速齒輪向上的軸向力抵消了，同時高速齒輪傳動的徑向力由設置在其上下兩端的的軸承承受，降低了對電機軸承的要求，同時簡化了總體結構，在相同功率下，鉆井電機可以做得更小，提高了電機的使用壽命，降低了制造成本；由于中間齒輪軸采用雙列調心滾子軸承支承，在頂驅齒輪箱體承受軸向載荷發生彎扭變形時，通過雙列調心滾子軸承的調心作用，保證了各級齒輪的理想嚙合，使得傳動更加平穩，使得相同條件下的齒輪承載能力更強，保證了大扭矩輸出時齒輪不會出現故障，同時也避免了軸承偏載而發生早期的疲勞損壞。采用該技術方案后，本頂驅的關鍵技術指標達到了：最大轉速220RPM，最大輸出扭矩達82500N.m，在500Tons級別中，達到了頂驅齒輪減速裝置體積最小、重量最輕。因此，本技術具有結構緊湊、工藝性強、輸出扭矩大、輸出轉速范圍寬、效率高、安全可靠、壽命長、運轉平穩等優點，使用本新型頂驅齒輪減速裝置全面地提升了石油鉆機頂驅作業性能。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖。圖中標記：1為電機，2、4為雙列調心滾子軸承，3為高速齒輪，5為齒輪箱蓋，6為中間齒輪軸，7為高速級被動齒輪，8為水龍頭中心管，9為圓錐滾子軸承，10為齒輪箱體，11為輸出齒輪，12為推力滾子軸承，13、15、16為圓柱滾子軸承，14為磁性螺塞，?17為彈簧擋圈，18為定位面。具體實施方式下面結合附圖，對本技術作詳細的說明。為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋-->本技術，并不用于限定本技術。如圖1所示，一種鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，包括齒輪箱蓋5和齒輪箱體10，所述齒輪箱蓋5和齒輪箱體10構成齒輪減速箱，在所述齒輪減速箱中設置有減速齒輪組,在所述齒輪箱蓋5上設置有電機1，所述電機1與齒輪箱蓋5通過內、外止口連接。所述減速齒輪組包括高速齒輪3、中間齒輪軸6和輸出齒輪11，所述高速齒輪3套接在電機1的輸出軸上，在所述電機1輸出軸上、高速齒輪3兩端設置有軸承，在其上方設置的軸承為雙列調心滾子軸承2，其下方設置的軸承為圓柱滾子軸承16，在所述圓柱滾子軸承16外圈與齒輪箱體10之間設置有彈簧擋圈17，用于對圓柱滾子軸承支承下的電機輸出軸下端進行有效定位，防止電機輸出軸在運作過程中勁向上產生較大擺動。在所述中間齒輪軸6上部套接有高速級被動齒輪7，在所述中間齒輪軸6的兩端設置有軸承，其上端的軸承為雙列調心滾子軸承4，其下端由上往下依次設置有雙列調心滾子軸承4和圓柱滾子軸承15，所述高速級被動齒輪7與高速齒輪3嚙合，在中間齒輪軸6下方、齒輪箱體10上設置有磁性螺塞14，所述磁性螺塞14能使中間齒輪軸6處于懸浮狀態工作。所述中間齒輪軸6的齒輪部與輸出齒輪11嚙合，所述輸出齒輪11與水龍頭中心管8的定位面18固定連接，所述水龍頭中心管8上部通過圓錐滾子軸承9與齒輪箱蓋5連接，在水龍頭中心管8的定位面18下方設置有推力滾子軸承12，在所述推力滾子軸承12下方設置有圓柱滾子軸承13。本技術的工作原理：電機輸出的動力通過高速齒輪傳遞給高速級被動齒輪，高速級被動齒輪通過圓柱面過盈聯結在中間齒輪軸上，因此動力又由高速級被動齒輪傳遞到中間齒輪軸，再通過中間齒輪軸傳遞給輸出齒輪，輸出齒輪通過螺釘及圓柱銷安裝在水龍頭中心管的定位圓柱面上，動力最后由水龍頭中心管輸出，水龍頭中心管轉動帶動其下的鉆柱旋轉，實現石油鉆機的鉆井作業。以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，包括齒輪減速箱，所述齒輪減速箱中設置有減速齒輪組，在所述齒輪減速箱上設置有電機（１），其特征在于：所述減速齒輪組包括高速齒輪（３）、中間齒輪軸（６）和輸出齒輪（１１），所述高速齒輪（３）套接在電機（１）的輸出軸上，在所述電機（１）輸出軸上、高速齒輪（３）兩端設置有軸承，在所述中間齒輪軸（６）上部套接有高速級被動齒輪（７），所述高速級被動齒輪（７）與高速齒輪（３）嚙合，所述中間齒輪軸（６）的齒輪部與輸出齒輪（１１）嚙合，所述輸出齒輪（１１）與水龍頭中心管（８）的定位面（１８）固定連接。

【技術特征摘要】
1.鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，包括齒輪減速箱，所述齒輪減速箱中設置有減速齒輪組，在所述齒輪減速箱上設置有電機（1），其特征在于：所述減速齒輪組包括高速齒輪（3）、中間齒輪軸（6）和輸出齒輪（11），所述高速齒輪（3）套接在電機（1）的輸出軸上，在所述電機（1）輸出軸上、高速齒輪（3）兩端設置有軸承，在所述中間齒輪軸（6）上部套接有高速級被動齒輪（7），所述高速級被動齒輪（7）與高速齒輪（3）嚙合，所述中間齒輪軸（6）的齒輪部與輸出齒輪（11）嚙合，所述輸出齒輪（11）與水龍頭中心管（8）的定位面（18）固定連接。2.根據權利要求1所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其特征在于：所述齒輪減速箱包括齒輪箱蓋（5）和齒輪箱體（10），所述電機（1）設置在齒輪箱蓋（5）上。3.根據權利要求1所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其特征在于：在所述中間齒輪軸（6）的兩端設置有軸承。4.根據權利要求3所述的鉆機頂部驅動齒輪減速裝置，其特征在于：所述中間齒輪軸（6）上端的軸承為雙列調心滾子軸承（4），其下端由...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冉學平，陳俊，蔣宜，溫超勇，
申請(專利權)人：四川宏華石油設備有限公司，
類型：實用新型
國別省市：51[中國|四川]