[实用新型]钻机顶驱齿轮减速装置

说明书

技术领域

本实用新型属于齿轮减速机技术领域，特别是涉及一种钻机顶驱齿轮减速装置。

背景技术

目前，顶部驱动系统(简称顶驱)替代了传统的转盘/方钻杆的作业方式，极大地提高了石油天然气钻井的作业效率和作业安全性，是目前高标准和高难度石油天然气钻井作业必备的装备。在同等级别的提升能力下，顶驱设备的核心性能要求是：输出扭矩大、输出转速范围大、体积小、重量轻、可靠耐用、工作寿命长。因此，顶驱齿轮减速机结构、钻井电机的选型以及齿轮箱和钻井电机之间的连接方式是决定顶驱核心性能的重要因素。

现有的顶驱采用不同形式的顶驱齿轮减速机装置。以最常用的500API吨级别提升能力的各类顶驱为例，齿轮传动减速比一般在10∶1左右，最大转速在180-220RMP之间，最大输出扭矩在33,000-43,000英尺.磅之间。有的顶驱达到了大输出扭矩性能，却牺牲了顶驱体积小、重量轻的性能；而另一些顶驱利用钻井电机轴的输出端悬臂方式直接当作主动齿轮轴使用，实现了顶驱体积小、重量轻的性能，电机轴承直接承受大交变的轴向力和径向力，导致电机轴承仓偏摩、轴承寿命短，存在顶驱不够可靠耐用、工作寿命较短等技术缺陷。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题，而提供了一种钻机顶驱齿轮减速装置。

本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、输出扭矩大、输出转速范围大、工作寿命长、安全可靠的钻机顶驱齿轮减速装置。

本实用新型采取如下技术方案：

钻机顶驱齿轮减速装置，包括齿轮箱盖和齿轮箱体，齿轮箱盖和齿轮箱体组成顶驱齿轮减速箱，其特点是：安装在齿轮箱盖上钻井电机的输出轴端通过连轴机构与主动齿轮轴连轴，主动齿轮轴通过双轴承安装在齿轮箱内，主动齿轮轴通过齿轮传动给主齿轮，主齿轮固定传动于顶驱主轴。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述的钻机顶驱齿轮减速装置，其特点是：主动齿轮轴通过齿轮传动给复合齿轮轴，复合齿轮轴通过齿轮传动给主齿轮。

所述的钻机顶驱齿轮减速装置，其特点是：主齿轮和顶驱主轴通过螺栓和定位销接成固定为一体。

所述的钻机顶驱齿轮减速装置，其特点是：钻井电机输出轴端加工有公花键，并通过渐开线花键和主动齿轮轴连轴。

所述的钻机顶驱齿轮减速装置，其特点是：主动齿轮轴通过球形调心轴承和圆柱轴承安装在齿轮箱内。

本实用新型具有的优点和积极效果：

钻机顶驱齿轮减速装置由于采用了本实用新型全新的技术方案，在齿轮传动中，钻井电机齿轮传动中不受轴向力和径向力，降低了电机轴承的要求，钻井电机可以选型更高转速的电机，并且，在同功率下钻井电机的体积可以做到更小；与此同时，本结构设计克服了钻井电机轴承仓偏磨和电机轴承寿命短的问题；又由于主动齿轮轴直接通过球形调心轴承和圆柱轴承生根于齿轮箱体和齿轮箱盖，整体齿轮减速箱结构更为合理，因此齿轮啮合精度及齿轮轴上的轴承寿命更能得到保证；由于采用本实用新型的齿轮传动结构，500API吨级别提升能力的顶驱的核心性能达到了：最大转速220RPM、最大输出扭矩48,000英尺.磅、体积最小、重量最轻。故而，本实用新型具有结构紧凑、输出扭矩大、输出转速范围大、工作寿命长、安全可靠等优点，较大地提升了顶驱整体作业性能。

附图说明

图1是本实用新型钻机顶驱齿轮减速装置结构示意图。

图中，1-钻井电机、2-齿轮箱盖、3-齿轮箱体、4-主动齿轮轴、5-球形调心轴承、6-圆柱轴承、7-复合齿轮轴、8-主齿轮、9-顶驱主轴、10-渐开线花键。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1。

实施例1

钻机顶驱齿轮减速装置主要由钻井电机1、齿轮箱盖2、齿轮箱体3、主动齿轮轴4、球形调心轴承5、圆柱轴承6、复合齿轮轴7、主齿轮8、顶驱主轴9组成。钻井电机1安装在齿轮箱盖2上，齿轮箱盖2和齿轮箱体3组成顶驱齿轮减速箱，钻井电机1的输出轴端加工有公花键，并通过渐开线花键10方式和主动齿轮轴4实现连轴，主动齿轮轴4通过球形调心轴承5和圆柱轴承6安装在齿轮箱内，主动齿轮轴4通过齿轮传动给复合齿轮轴7，复合齿轮轴7通过齿轮传动给主齿轮8。主齿轮8和顶驱主轴9通过螺栓和定位销接成一体。

钻机顶驱齿轮减速装置，为二级减速，结构紧凑。由于渐开线花键连轴方式具有较好的轴向调心能力、全齿啮合、传递扭矩大等优点，本齿轮传动结构保证了钻井电机1不受轴向力和径向力，给电机提供了理想的工作环境。本实用新型的顶驱齿轮减速机结构中，采用渐开线花键连轴方式、采用独立轴承支撑的主动齿轮轴、采用了能量比更高的高转速电机，提高电机功率而保持电机体积小，提高齿轮传动减速比至16∶1，适用于石油天然气钻井作业的能量密度更高的钻机顶驱减速装置。本实施例具有结构紧凑、输出扭矩大、输出转速范围大、工作寿命长、安全可靠等优点，能够较大地提升了顶驱整体作业性能。