專利名稱：液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭。
動(dòng)力水龍頭是液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的關(guān)鍵組成部分，一般由液壓馬達(dá)和減速器構(gòu)成，其驅(qū)動(dòng)形式有單液壓馬達(dá)型和多液壓馬達(dá)型，如TESCO公司的150HM1單液壓馬達(dá)型和MH司的DDM650HY四馬達(dá)型。在設(shè)備型號(hào)相同的條件下，單液壓馬達(dá)型和兩臺(tái)液壓馬達(dá)型所提供的扭矩較小，適應(yīng)范圍窄，只能滿足較淺的正常鉆井作業(yè)和規(guī)格較小鉆桿如4.5英寸的上卸扣需要。而四臺(tái)型號(hào)相同的液壓馬達(dá)型雖然能夠提供較大的扭矩以滿足正常鉆進(jìn)和上卸扣的需要，但由于鉆進(jìn)和上卸扣兩種工況所需扭矩差別很大，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)始終處于嚙合狀態(tài)，四馬達(dá)同時(shí)工作，這就造成了正常鉆進(jìn)時(shí)能耗大，磨損多，另一方面液壓馬達(dá)沒有制動(dòng)機(jī)構(gòu)，單靠停止液壓流體輸入制動(dòng)，可靠性差，此外，多馬達(dá)型價(jià)格較高，且減速箱復(fù)雜。
本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種新型的頂部驅(qū)動(dòng)裝置，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，減少能耗，擴(kuò)大適應(yīng)范圍。
本實(shí)用新型的液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭，包括馬達(dá)和減速箱，減速箱具有輸入軸和輸出主軸，馬達(dá)與減速箱的輸入軸相連，此外它還包括一個(gè)增扭器和一個(gè)與之相連的離合器，該離合器與減速箱的主軸間接離合連接，增扭器內(nèi)裝有制動(dòng)器。
在正常鉆進(jìn)時(shí)，增扭器與主軸脫開不工作，由馬達(dá)提供動(dòng)力經(jīng)齒輪減速箱驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)作業(yè)；在起下鉆、上卸扣時(shí)，增扭器掛合而參加工作，其和馬達(dá)一起驅(qū)動(dòng)主軸，以提供較大的扭矩；當(dāng)作業(yè)遇阻遇卡而扭矩較大時(shí)，主軸可以在低速情況下獲得很大上卸扣扭矩進(jìn)行解卡，在打定向井時(shí)制動(dòng)器剎住，鎖死主軸，工作可靠。因此，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，適應(yīng)范圍廣。
下面參照附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型。


圖1是液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置動(dòng)力水龍頭的結(jié)構(gòu)展開示意圖；圖3是離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中各部件編號(hào)為1液壓馬達(dá)，2齒輪減速箱，3螺栓，4花鍵軸，5輸出主軸，6增扭器，8離合器殼體，9螺栓，10花鍵軸，11增扭器輸出端，12內(nèi)花鍵套，13軸承，14齒輪軸，15活塞，16螺栓，17套圈，18鋼球，19鋼球，20彈簧。
本實(shí)用新型的液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭包括馬達(dá)1和減速箱2，減速箱2具有輸入軸和輸出主軸5，馬達(dá)1與減速箱2的輸入軸相連，它還包括一個(gè)增扭器6和一個(gè)與之相連的離合器，該離合器與減速箱2的主軸5間接離合連接，增扭器6還包括一個(gè)制動(dòng)器。
所述的增扭器6包括馬達(dá)和與之相連的行星減速器。
所述的制動(dòng)器為液壓制動(dòng)器，其馬達(dá)為液壓馬達(dá)。
所述的馬達(dá)1為變量液壓馬達(dá)。
所述的離合器為環(huán)形油缸結(jié)構(gòu)。
所述的減速箱2為一級(jí)或二級(jí)齒輪減速箱。
所述的馬達(dá)1可以為1-3臺(tái)。
在附圖所示的實(shí)施例中，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭包括兩臺(tái)變量液壓馬達(dá)1、增扭器6和齒輪減速箱2。增扭器6包括一個(gè)定量液壓馬達(dá)和行星減速器，其通過離合器的殼體8與齒輪減速箱2相連接。齒輪減速箱2通過一級(jí)或二級(jí)(在此為二級(jí))減速驅(qū)動(dòng)主軸5。離合器是一種環(huán)形油缸結(jié)構(gòu)，它包括花鍵軸10、內(nèi)花鍵套12、活塞15、軸承13、鋼球18和19、套圈17以及殼體8等。該頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭可根據(jù)鉆井工況的不同而選擇不同的組合，在鉆進(jìn)時(shí)，離合器脫開，增扭器不工作，只由兩臺(tái)變量液壓馬達(dá)工作；當(dāng)需要上卸扣或者遇阻遇卡扭矩較大時(shí)，離合器掛合，增扭器6工作，制動(dòng)器開啟，在低速下上卸扣或者解卡；當(dāng)打定向井時(shí)，離合器掛合，增扭器6工作，制動(dòng)器剎住，鎖死主軸5。這種配置提高了設(shè)備的性能，扭矩大，適應(yīng)范圍寬，能耗低，工作可靠，綜合成本低。
附圖2示出了頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置動(dòng)力水龍頭的結(jié)構(gòu)展開圖。兩個(gè)變量馬達(dá)1通過花鍵軸4和螺栓3安裝在齒輪減速箱2上，齒輪減速箱為立式，當(dāng)然也可以是其它合適的形式，其通過一級(jí)或二級(jí)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸5的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及扭矩的調(diào)節(jié)可以由操作臺(tái)控制，通過液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。主軸5具有中間通孔，如φ64或φ75，以供泥漿通過。齒輪減速箱2的其它結(jié)構(gòu)和普通減速箱相似。
附圖3是離合器的結(jié)構(gòu)示意圖?；ㄦI軸10的上端連接到增扭器6的輸出端11的內(nèi)花鍵上，下端和內(nèi)花鍵套12連接，并用軸承13支承在上端帶外花鍵的齒輪軸14上，內(nèi)花鍵套12的上端內(nèi)花鍵始終和花鍵軸10的下端外花鍵相嚙合，并可以上下滑動(dòng)。內(nèi)花鍵套12的下端內(nèi)花鍵和齒輪軸14上端外花鍵的規(guī)格尺寸相同，能夠嚙合?；钊?5的下端用螺栓16和套圈17連接，套圈17的內(nèi)孔和內(nèi)花鍵套12的外圓有較大間隙，只能通過安裝在兩者之間的鋼球18實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)內(nèi)花鍵套12的上下移動(dòng)及相互之間的轉(zhuǎn)動(dòng)。套圈17外圓安裝彈簧20，鋼球19是為離合器脫開時(shí)限位用的。
當(dāng)A口進(jìn)壓力油時(shí)，活塞15上行，通過套圈17、鋼球18帶動(dòng)內(nèi)花鍵套12上移，脫離齒輪軸14，此時(shí)離合脫開，鋼球19限位，防止失壓時(shí)活塞15下滑。附圖3所示的為脫開狀態(tài)。當(dāng)B口進(jìn)壓力油時(shí)，活塞15下行，仍通過套圈17和鋼球18帶動(dòng)內(nèi)花鍵套12下移，使其和齒輪軸14的上端外花鍵嚙合，實(shí)現(xiàn)離合器的掛合。這樣，增扭器6的工作就通過花鍵軸10、內(nèi)花鍵套12、齒輪軸14傳遞給主軸5。鋼球18在內(nèi)花鍵套12和活塞15之間的孔道上布滿，相當(dāng)于軸承。因此，在增扭器6工作時(shí)，活塞15并不旋轉(zhuǎn)，這樣，活塞15的組合動(dòng)密封的壽命就可以大大提高。
增扭器6的行星減速器內(nèi)裝有一個(gè)濕式多片式摩擦制動(dòng)器，當(dāng)C口供給壓力油時(shí)，制動(dòng)器開啟，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過行星減速器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)C口停止供給壓力油時(shí)，制動(dòng)器通過彈簧作用保持常閉狀態(tài)，即制動(dòng)狀態(tài)，液壓離合器掛合后，就能夠把制動(dòng)力矩傳給主軸5，從而保證打定向井時(shí)鎖住主軸5。行星減速器是標(biāo)準(zhǔn)部件，本身具有制動(dòng)功能，可以選購(gòu)，因此沒有在附圖中示出。
A、B、C口的遠(yuǎn)程操作控制均可以由司鉆在操作臺(tái)上進(jìn)行。
上述參照附圖及實(shí)施例的描述只是說明性的，而不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。顯然，在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以進(jìn)行許多變型，但不脫離其實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求1.液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭，包括馬達(dá)(1)和減速箱(2)，減速箱(2)具有輸入軸和輸出主軸(5)，馬達(dá)(1)與減速箱(2)的輸入軸相連，其特征在于，它還包括一個(gè)增扭器(6)和一個(gè)與之相連的離合器，該離合器與減速箱(2)的主軸(5)間接離合連接，增扭器(6)還包括一個(gè)制動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力水龍頭，其特征在于，所述的增扭器(6)包括馬達(dá)和與之相連的行星減速器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力水龍頭，其特征在于，所述的制動(dòng)器為液壓制動(dòng)器，其馬達(dá)為定量液壓馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力水龍頭，其特征在于，所述的馬達(dá)(1)為變量液壓馬達(dá)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力水龍頭，其特征在于，所述的離合器為環(huán)形油缸結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力水龍頭，其特征在于，所述的減速箱(2)為一級(jí)或二級(jí)齒輪減速箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力水龍頭，其特征在于，所述的液壓馬達(dá)(1)為1-3臺(tái)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的動(dòng)力水龍頭,包括馬達(dá)(1)和減速箱(2),減速箱(2)具有輸入軸和輸出主軸(5),馬達(dá)(1)與減速箱(2)的輸入軸相連,它還包括一個(gè)增扭器(6)和一個(gè)與之相連的離合器,該離合器與減速箱(2)的主軸(5)間接離合連接。和現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,可靠性高,適應(yīng)范圍廣。
文檔編號(hào)E21B4/02GK2425195SQ0020911
公開日2001年3月28日 申請(qǐng)日期2000年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月12日
發(fā)明者李一心, 何應(yīng)春, 李策 申請(qǐng)人:石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院機(jī)械研究所