[实用新型]共振破岩试验台、钻具驱动装置及旋转驱动装置

说明书

本实用新型公开了一种共振破岩试验台、钻具驱动装置及旋转驱动装置，该旋转驱动装置包括：主轴、第一马达、传动机构、第一超越离合器、用于检测所述主轴转速和扭矩的第一传感器，所述第一马达通过传动机构、第一传感器驱动所述主轴转动；中心轴、第二马达、第二超越离合器，用于检测所述中心轴转速和扭矩的第二传感器，所述第二马达通过所述第二超越离合器、第二传感器驱动所述中心轴旋转；当所述第二马达输出转速大于所述主轴转速时，所述第二超越离合器结合，所述第一超越离合器解脱，所述第二马达带动所述中心轴相对所述主轴转动，启动振动机构。本实用新型具备驱动共振破岩机具旋转、给进和振动等功能，能较佳地满足共振破岩试验的需求。

技术领域

本实用新型涉及石油行业中钻井设备技术领域，特别涉及一种共振破岩试验台、钻具驱动装置及旋转驱动装置。

背景技术

共振破岩是一种先进的前沿钻井技术，能够通过调整激振频率使钻头与被钻岩石之间形成共振，加速裂纹扩展，提高冲击系统破岩效率和对不同地层的自适应性。共振使冲击能量集中在钻头上，因此可以在较低钻压和冲击能的条件下实现高效破岩，与其他旋冲钻井工具相比具有独特的技术优势。

共振破岩是一种非常复杂的非线性动态过程，影响因素众多，研究开发难度很大。为突破关键核心技术壁垒，除了理论分析，更需要进行大量的试验验证。

目前可用于破岩技术研究的试验台种类繁多，每个试验台一般都具备驱动钻具给进和旋转功能，提供破岩所需的钻压和切削扭矩，并测量钻压、钻速、转速和扭矩等参数。

共振破岩试验除了需具备以上功能外，还需根据此项技术和所用钻具的特点，配置具备特定试验功能的设备、工具和检测仪器等。如适用于驱动共振破岩钻具运动的装置，用于实时传输钻头振频、振幅和加速度等检测参数的机构等。但是，现有的试验台结构和功能还无法满足共振破岩试验的需求。

本专利提出了一种共振破岩试验台、钻具驱动装置及旋转驱动装置，用于填补现有技术的空白，开展共振破岩技术及机具试验研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种共振破岩试验台、钻具驱动装置及旋转驱动装置，能够克服现有技术的缺陷，具备驱动共振破岩机具旋转、给进和振动等功能，能较佳地满足共振破岩试验的需求。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种旋转驱动装置，其包括：

主轴、第一马达、传动机构、第一超越离合器、用于检测所述主轴转速和扭矩的第一传感器，所述第一马达通过传动机构、第一传感器驱动所述主轴转动；

中心轴、第二马达、第二超越离合器，用于检测所述中心轴转速和扭矩的第二传感器，所述第二马达通过所述第二超越离合器、第二传感器驱动所述中心轴旋转；

当所述主轴转速大于所述第二马达输出转速时，所述第一超越离合器结合，所述第二超越离合器解脱，所述主轴带动中心轴同步转动；

当所述第二马达输出转速大于所述主轴转速时，所述第二超越离合器结合，所述第一超越离合器解脱，所述第二马达带动所述中心轴相对所述主轴转动，启动振动机构。

在一个优选的实施方式中，所述传动机构包括：所述第一马达连接的联轴器，以及设置在所述第一传感器与所述主轴之间的齿轮机构，当所述第一马达启动时，其依次通过所述联轴器、第一传感器、齿轮机构传输给所述主轴转动力。

在一个优选的实施方式中，所述齿轮机构包括：齿轮箱、通过轴承与所述齿轮箱转动连接的小齿轮和大齿轮，其中，所述大齿轮与所述主轴固定连接。

在一个优选的实施方式中，所述主轴包括：第一圆锥滚子轴承、推力滚子轴承、圆柱滚子轴承，所述主轴在所述第一圆锥滚子轴承和所述推力滚子轴承之间的部位与所述大齿轮固定连接。