CN102953676A - 一种钻机动力*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻机动力***，它包括柴油机（15）、电动机A（16）、电动机B（17）、并车箱、绞车（18）、泥浆泵A（19）和泥浆泵B（20），电动机A（16）的机轴与输入轴A（2）连接，柴油机（15）的机轴与输入轴B（3）连接，电动机C的机轴与输入轴C（4）连接，输出轴A（5）连接绞车（18），输出轴B（6）连接泥浆泵A（19），输出轴C（7）连接泥浆泵B（20）。本发明的有益效果是：节能效果提升显著，噪声有效降低，油烟也实现零排放，采用液力耦合器，能消除冲击和振动，过载保护性能和起动性能好，实现链条并车，传动柔和，具有很好的防振和隔振作用。

Description

一种钻机动力***

技术领域

本发明涉及石油钻探设备技术领域，特别是一种钻机动力***。

背景技术

钻机是石油勘探开发必用设备，钻井设备是油田开发最大的耗能设备，目前, 为钻井设备供电的主要设备是发电机，大多都使用柴油机驱动，柴油每天的消耗量大，定期维护工作量也较大，月排放10余吨的碳烟及氮氧化物，对环境产生了很大的污染。同时大批柴油机，由于设备老化，消耗柴油、机油逐年增加，钻井使用和维护成本居高不下。另外，钻井现场许多位于人口密集区域，柴油机组运转时产生巨大动力的同时，也产生了超过122分贝的噪音。这样，高耗能、高污染、高成本、高噪音就形成了常规钻井设备的特点。

目前我国各油田使用的钻机绝大部分是多台柴油机作为驱动装置，现有石油钻机的动力组相互独立，占用空间较大；也有通过皮带或链条将多台柴油机并车驱动钻机。现有驱动方式经济性差、对环境污染大、故障多，技术性落后，且柴油机结构复杂，易出现故障，可靠性差，跑、冒、滴、漏严重，噪声大，该类钻机的驱动方式已不能满足可靠、环保、高效、低成本的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种提高钻机可靠性、降低钻井成本的钻机动力***。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钻机动力***，它包括柴油机、电动机A、电动机B、并车箱、绞车、泥浆泵A和泥浆泵B，所述的并车箱包括箱体、以及通过轴承安装于箱体上的输入轴A、输入轴B、输入轴C、输出轴A、输出轴B和输出轴C，输入轴A通过链条分别连接输出轴A和输出轴B，输入轴B通过链条分别连接输出轴B和输入轴C，输入轴C还通过链条连接输出轴C，输入轴A位于分别连接输出轴A和输出轴B的链轮之间设有拨叉A，输入轴C位于分别连接输入轴B和输出轴C的链轮之间设有拨叉B，输入轴A、输入轴B和输入轴C位于箱体外部的一端均连接有液力耦合器，电动机A的机轴通过液力耦合器与输入轴A连接，柴油机的机轴通过液力耦合装置与输入轴B连接，电动机C的机轴通过液力耦合装置与输入轴C连接，输出轴A连接绞车，输出轴B连接泥浆泵A，输出轴C连接泥浆泵B。

所述的液力耦合器包括主动轴、涡轮、泵轮和从动轴，主动轴与涡轮连接，从动轴的端部通过轴承与涡轮连接，从动轴与泵轮连接，输入轴A、输入轴B和输入轴C均连接于对应的液力耦合器的主动轴连接。

本发明具有以下优点：本发明利用工业电网替代柴油机作为钻井动力，节能效果提升显著，噪声有效降低，油烟也实现零排放。经过改造后的钻机，噪声下降20%，低于100分贝，月碳烟排放和氮氧化物也实现零排放，加之柴油机被电机替换，避免了人工维护及柴油跑、冒、滴、漏等现象，防止了对环境的污染。在相同工况下，本发明相比现有钻机动力***能耗成本至少可以节约40%，例如一台70LDB钻机使用柴油机做动力每月消耗柴油140吨，本发明利用网电提供相同动力，电耗约为每月66.7万千瓦时，每台钻机每月可节约费用50多万元。同时保留了一台柴油机作为备用，即使电动机无法使用时，可用柴油机为钻机提供动力。采用液力耦合器，液力耦合器主动轴与从动轴轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性连接，能消除冲击和振动，过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时主动轴仍可转动，不致造成电动机的损坏；本发明采用柔性传动实现链条并车，传动柔和，具有很好的防振和隔振作用，可延长电动机到工作机全部设备的使用寿命，降低设备运转费用；采用液力耦合器，传动效率高，且空载时不吸收功率，可减少能耗；设有拨叉，方便控制，既可由单独动力对单独设备功能，也能有多动力共同对单设备或多设备供能。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图

图2 为本发明的液力耦合器的结构示意图

图中，1-箱体，2-输入轴A，3-输入轴B，4-输入轴C，5-输出轴A，6-输出轴B，7-输出轴C，8-拨叉A，9-拨叉B，10-液力耦合器，11-主动轴，12-涡轮，13-泵轮，14-从动轴，15-柴油机，16-电动机A，17-电动机B，18-绞车，19-泥浆泵A，20-泥浆泵B。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种钻机动力***，它包括柴油机15、电动机A16、电动机B17、并车箱、绞车18、泥浆泵A19和泥浆泵B20，所述的并车箱包括箱体1、以及通过轴承安装于箱体1上的输入轴A2、输入轴B3、输入轴C4、输出轴A5、输出轴B6和输出轴C7，输入轴A2通过链条分别连接输出轴A5和输出轴B6，输入轴B3通过链条分别连接输出轴B6和输入轴C4，输入轴C4还通过链条连接输出轴C7，输入轴A2位于分别连接输出轴A5和输出轴B6的链轮之间设有拨叉A8，输入轴C4位于分别连接输入轴B3和输出轴C7的链轮之间设有拨叉B9，输入轴A2、输入轴B3和输入轴C4位于箱体1外部的一端均连接有液力耦合器10，电动机A16的机轴通过液力耦合器10与输入轴A2连接，柴油机15的机轴通过液力耦合装置与输入轴B3连接，电动机C的机轴通过液力耦合装置与输入轴C4连接，输出轴A5连接绞车18，输出轴B6连接泥浆泵A19，输出轴C7连接泥浆泵B20。

所述的液力耦合器10包括主动轴11、涡轮12、泵轮13和从动轴14，主动轴11与涡轮12连接，从动轴14的端部通过轴承与涡轮12连接，从动轴14与泵轮13连接，输入轴A2、输入轴B3和输入轴C4均连接于对应的液力耦合器10的主动轴11连接。

本发明的工作过程如下：工作时，由电动机A16和电动机B17分别通过液力耦合器10向并车箱内提供动力，由于输入轴A2和输入轴B3上均设有拨叉，因此实现了既可以由电动机A16或电动机B17单独为绞车18、泥浆泵A19、泥浆泵B20提供动力，也可以电动机A16和电动机B17同时向绞车18、泥浆泵A19、泥浆泵B20提供动力，当电动机A16和电动机B17不能工作时，可启动备用的柴油机15向绞车18、泥浆泵A19、泥浆泵B20提供动力。且采用液力耦合器10将动力机的输出轴与并车传动装置的输入轴连接，液力耦合器10靠液体与泵轮13、涡轮12的叶片相互作用产生动量距的变化来传递扭矩，泵轮13将电动机的机械能转化为液压油的动能，涡轮12又将液压油的动能转变成机械能，通过从动轴14驱动负载，液力耦合器10主动轴11与从动轴14间靠液体联系，工作构件间不存在刚性连接；能消除冲击和振动；输出转速低于输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时主动轴11仍可转动，不致造成电动机的过载损坏；当载荷减小时，从动轴14转速增加直到接近主动轴11的转速，使传递扭矩趋于零。连续改变介质压力，输出转速可以得到低于输入转速的无级调节。 

Claims (2)

1.一种钻机动力***，其特征在于：它包括柴油机（15）、电动机A（16）、电动机B（17）、并车箱、绞车（18）、泥浆泵A（19）和泥浆泵B（20），所述的并车箱包括箱体（1）、以及通过轴承安装于箱体（1）上的输入轴A（2）、输入轴B（3）、输入轴C（4）、输出轴A（5）、输出轴B（6）和输出轴C（7），输入轴A（2）通过链条分别连接输出轴A（5）和输出轴B（6），输入轴B（3）通过链条分别连接输出轴B（6）和输入轴C（4），输入轴C（4）还通过链条连接输出轴C（7），输入轴A（2）位于分别连接输出轴A（5）和输出轴B（6）的链轮之间设有拨叉A（8），输入轴C（4）位于分别连接输入轴B（3）和输出轴C（7）的链轮之间设有拨叉B（9），输入轴A（2）、输入轴B（3）和输入轴C（4）位于箱体（1）外部的一端均连接有液力耦合器（10），电动机A（16）的机轴通过液力耦合器（10）与输入轴A（2）连接，柴油机（15）的机轴通过液力耦合装置与输入轴B（3）连接，电动机C的机轴通过液力耦合装置与输入轴C（4）连接，输出轴A（5）连接绞车（18），输出轴B（6）连接泥浆泵A（19），输出轴C（7）连接泥浆泵B（20）。

2.根据权利要求1所述的一种钻机动力***，其特征在于：所述的液力耦合器（10）包括主动轴（11）、涡轮（12）、泵轮（13）和从动轴（14），主动轴（11）与涡轮（12）连接，从动轴（14）的端部通过轴承与涡轮（12）连接，从动轴（14）与泵轮（13）连接，输入轴A（2）、输入轴B（3）和输入轴C（4）均连接于对应的液力耦合器（10）的主动轴（11）连接。

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