超導電機直驅驅動的頂驅裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超導電機直驅驅動的頂驅裝置，包括定子組、轉子組、沖管、旋轉頭、液壓泵站、管子處理段、防噴器和保護接頭，定子組的上方設有殼體，殼體內(nèi)安裝有制冷機和液壓泵站，定子組與殼體的連接處設有盤剎，定子組內(nèi)設有空心軸，轉子組與空心軸連接，空心軸內(nèi)設有泥漿通道和冷卻回路，空心軸的上端與沖管連接，沖管與鵝頸管連接，空心軸的下端與防噴器連接，防噴器與管子處理段連接，管子處理段與保護接頭連接，殼體的下部設有旋轉頭，旋轉頭上連接有旋轉體，旋轉體與管子處理系統(tǒng)連接。本實用新型結構簡單，防止易損件外露，提高可靠性，傳動鏈短，效率高，能提高傳動效率，結構緊湊，大大減小了體積和重量。
【專利說明】超導電機直驅驅動的頂驅裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種頂驅裝置，具體涉及一種超導電機直驅驅動的頂驅裝置。
【背景技術】
[0002]目前，頂驅裝置是鉆井作業(yè)很重要的裝備，常規(guī)頂驅一般采用普通馬達(或液壓馬達)加齒輪減速箱，再由齒輪減速箱驅動主軸進行旋轉鉆井作業(yè)。此種結構帶來的問題是硬性傳動，不利于緩解鉆進或其它復雜井下作業(yè)時受到的瞬間反作用力，硬性傳動部件容易損壞。增加了減速箱后造成頂驅裝置的體積大，重量大，加工復雜。增加了減速箱使動力傳遞鏈長，造成機械效率下降。減速箱采用強制潤滑系統(tǒng)，易產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。常規(guī)普通電動馬達直驅頂驅，盡管緩解了上述問題，卻因自身存在功率容積小。在頂驅安裝許可體積下，電動馬達的體積限制了功率，從而導致動力不足的缺陷。普通電動馬達直驅頂驅為提高馬達功率。增大功率自身體積增大同時增大了散熱量，因此為之冷卻的裝置體積也大，使自身體積沒有有效減小?，F(xiàn)有普通馬達直驅頂驅在使用中存在扭矩不足問題。傳統(tǒng)頂驅的冷卻系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)均暴露在外，由于鉆井作業(yè)條件十分惡劣，部件暴露在外不僅容易造成損壞，也增加了能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新 型的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單，防止易損件外露，提高可靠性，傳動鏈短，效率高，能提高傳動效率，結構緊湊，大大減小了體積和重量的超導電機直驅驅動的頂驅裝置。
[0004]其技術方案是:超導電機直驅驅動的頂驅裝置，包括定子組、轉子組、沖管、旋轉頭、液壓泵站、管子處理段、防噴器和與鉆具連接的保護接頭，所述定子組的上方設有與定子組一體式設計的殼體，所述殼體內(nèi)安裝有制冷機和液壓泵站，所述定子組位于殼體的中部，所述定子組與殼體的連接處設有盤剎，所述定子組的內(nèi)側設有空心軸，所述轉子組與空心軸連接，所述空心軸內(nèi)設有居中的泥漿通道和與制冷機連接的冷卻回路，所述空心軸的上端通過上軸承伸出殼體與沖管連接，所述沖管與鵝頸管連接，所述空心軸的下端通過下軸承伸出殼體與防噴器連接，所述防噴器與外部具有管子處理系統(tǒng)的管子處理段連接，所述管子處理段與保護接頭連接，所述殼體的下部設有旋轉頭，所述旋轉頭上連接有旋轉體，所述旋轉體與管子處理系統(tǒng)連接。
[0005]所述定子組和轉子組分別為超導定子組和超導轉子組。
[0006]所述殼體上設有提環(huán)座，所述提環(huán)座上連接有提環(huán)。
[0007]所述轉子組與空心軸為一體式結構。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術相比較，具有以下優(yōu)點:結構簡單，防止易損件外露，提高可靠性，傳動鏈短，效率高，能提高傳動效率，結構緊湊，大大減小了體積和重量。
【專利附圖】

【附圖說明】[0009]圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖；
[0010]圖2是圖1的左視圖。
【具體實施方式】
[0011]參照圖1和圖2，超導電機直驅驅動的頂驅裝置，包括定子組3、轉子組4、沖管9、旋轉頭11、液壓泵站2、管子處理段14、防噴器13和與鉆具連接的保護接頭15，所述定子組3的上方設有與定子組3 —體式設計的殼體16，所述殼體16內(nèi)安裝有制冷機I和液壓泵站
2。定子組3和轉子組4分別為超導定子組和超導轉子組。
[0012]殼體16內(nèi)安裝制冷機I和液壓泵站2，殼體16上有提環(huán)座18，提環(huán)座18與提環(huán)17連接。殼體16的中部內(nèi)有超導定子組3，超導定子組3與殼體16為一體式設計，采用一體式殼體16能防止易損件外露，提高可靠性。超導定子組3與殼體融合部分有盤剎19、上軸承和下軸承。超導定子組3內(nèi)側是空心軸5、超導轉子組4。所述的超導轉子組4與空心軸5為一體式設計?？招妮S5為多通道，其中央通道為泥漿通道7，其余為冷卻回路6。冷卻回路6與制冷機I連接，冷卻回路6依次為空心軸5、超導轉子組4、超導定子組3提供冷卻。液壓泵站2為系統(tǒng)提供了液壓動力。
[0013]空心軸5上端通過上軸承伸出殼體，伸出部分與沖管9連接，沖管9與鵝頸管10連接，鵝頸管10連接水龍帶?？招妮S5下端通過下軸承伸出殼體，伸出部分與防噴器13連接，防噴器13與管子處理段14連接，管子處理段14與保護接頭15連接，保護接頭15連接鉆具。防噴器13和管子處理段14外部有管子處理系統(tǒng)12。殼體16的下部有旋轉頭11，旋轉頭11與旋轉體20連接，旋轉體20與管子處理系統(tǒng)12連接。
[0014]使用時，超導定子組3通過外部電源供電，超導定子組3獲得供電后產(chǎn)生電磁力，電磁力驅動超導轉子組4轉動，超導轉子組4與空心軸5 —體式設計，超導電子組4帶動空心軸5轉動，由于沖管9有旋轉密封裝置，空心軸5旋轉時沖管9不旋轉。空心軸5旋轉，帶動鉆具旋轉，達到了傳遞轉矩的目的，通過管子處理系統(tǒng)12實現(xiàn)鉆桿的相關處理，泥漿通過水龍帶進入鵝頸管10依次進入鉆具，達到泥漿通過頂驅的目的。
[0015]采用超導電機直驅的頂驅裝置，省去減速箱，及因減速箱造成的弊端；在普通電動馬達基礎上采用超導材料，成倍提高了效率，同時大大減小了體積和重量。由于體積重量減少，為一體式設計提供了基礎，一體式設計其結構簡單，更便于加工。
[0016]采用高溫超導磁體的大容量高溫超導電機，具有轉矩密度高和單機極限容量大等顯著優(yōu)勢，其體積與重量據(jù)測算分別為常規(guī)電機的1/2和1/3，具有重量輕、體積小、效率高、噪音小、易維護、操作靈活、單機極限容量大等優(yōu)點。
[0017]本實用新型結構簡單，防止易損件外露，提高可靠性，傳動鏈短，效率高，能提高傳動效率，結構緊湊，大大減小了體積和重量。
【權利要求】
1.超導電機直驅驅動的頂驅裝置，包括定子組、轉子組、沖管、旋轉頭、液壓泵站、管子處理段、防噴器和與鉆具連接的保護接頭，其特征在于:所述定子組的上方設有與定子組一體式設計的殼體，所述殼體內(nèi)安裝有制冷機和液壓泵站，所述定子組位于殼體的中部，所述定子組與殼體的連接處設有盤剎，所述定子組的內(nèi)側設有空心軸，所述轉子組與空心軸連接，所述空心軸內(nèi)設有居中的泥漿通道和與制冷機連接的冷卻回路，所述空心軸的上端通過上軸承伸出殼體與沖管連接，所述沖管與鵝頸管連接，所述空心軸的下端通過下軸承伸出殼體與防噴器連接，所述防噴器與外部具有管子處理系統(tǒng)的管子處理段連接，所述管子處理段與保護接頭連接，所述殼體的下部設有旋轉頭，所述旋轉頭上連接有旋轉體，所述旋轉體與管子處理系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的超導電機直驅驅動的頂驅裝置，其特征在于:所述定子組和轉子組分別為超導定子組和超導轉子組。
3.根據(jù)權利要求1所述的超導電機直驅驅動的頂驅裝置，其特征在于:所述殼體上設有提環(huán)座，所述提環(huán)座上連接有提環(huán)。
4.根據(jù)權利要求1所述的超導電機直驅驅動的頂驅裝置，其特征在于:所述轉子組與空心軸為一體式結構。
【文檔編號】E21B3/02GK203769644SQ201420144062
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】王克峰, 黃善貴, 李慶云, 王曉偉, 劉炳勝 申請人:勝利油田石科工程技術有限公司