[发明专利]一种全电控钻井顶部驱动装置

权利要求书

1.一种全电控钻井顶部驱动装置，它有吊环1、钻杆连接器2、减速器3、电动机壳体4、定子5、定子线圈6、转子7和转子支承8，其特征在于：转子7为稀土永磁材料制造的永磁转子，定子线圈6接有可变频电源变换器9，在钻台上有标准工业控制介面10，该标准工业控制介面10通过标准串行通讯接口与可和其它设备共有的中央控制计算机11相连，在标准工业控制介面10中插有与可变频电源变换器9的控制端相连并对其进行控制的控制适配模块12。

一种全电控钻井顶部驱动装置，它属于一种钻井设备，可用于石油开采以及地质勘探等。

现在的钻井设备，驱动钻杆旋转的装置，多采用固定于钻井井口平台的型式，在钻进过程中，不随钻杆向下运动。这种驱动方法加接钻杆和更换钻头的操作复杂，因而逐渐被钻井顶部驱动装置所取代。现在已有的钻井顶部驱动装置，它使用可上下移动的驱动头置于钻杆顶端驱动钻杆旋转。在钻进进程中，随钻杆向下移动。而在加接钻杆时，只要把钻杆连接器解锁，把顶驱装置升入钻塔顶部及可。现在发展的钻井顶部驱动装置，主要有两种，一种在液压驱动装置，另一种是直流驱动装置。它们分别是使用液压马达或直流电动机做动力源，通过减速装置减速后直接带动钻杆转动。使用液化马达驱动，虽然驱动力矩大，可以调整其驱动力矩，而且液压马达本身的体积小，重量轻。但是，由于需要一套液压泵站及控制系统，该液压泵站的功率要求很大(一般在500千瓦左右)，它的体积很大，只能放置于地面，通过高压软管引到钻塔顶端与顶驱装置相连，并随其上下移动，其结构是相当笨重的。再者，液压驱动是恒力(或恒力矩)驱动，低速特性不好，不能适应短时过载的要求。液压装置对液压油的要求较高，野外工作条件使得需经常对液压油进行过滤或更换。由于液压顶驱装置的上述缺点，现在国外主要发展电顶驱装置。为方便地对其工作工况进行控制，为得到较好的低速特性，现在的电驱动装置都是以直流电动机为动力源，利用直流电动机的可变工况和低速特性来满足顶驱装置的动力要求。但是，在进行石油钻探时，有很高的防爆要求。直流电动机中的换向电刷严重影响了防爆性能，必须使用结构很复杂的屏蔽措施。而且普通的直流电机体积较大，电刷等是易磨损件，在使用中有很多维护问题。