[发明专利]一种全电控钻井顶部驱动装置

摘要

一种全电控钻井顶部驱动装置，它属于一种钻进设备，它有吊环、钻杆连接器、减速器、电动机壳体、定子等，其特征在于转子为稀土永磁材料转子，定子线圈接有可变频电源变换器，在钻台上有标准工业控制介面和通过串口相连的可共有的中央控制计算机，在控制介面中插有对可变频电源变换器进行控制的适配模块。由于使用稀土永磁转子替代了原来的电刷供电绕线转子，其防爆性好，，维护简单，通过中央控制计算机可方便地改变工作工况。

主权项

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。