双交流变频电机驱动的石油钻机顶驱系统的制作方法

本实用新型涉及石油钻采机电设备技术领域，特别涉及一种双交流变频电机驱动的石油钻机顶驱系统。

背景技术：

目前大部分顶驱采用单一电机驱动齿轮箱，通过二级减速，将电机输出动力传递给顶驱主轴，冲管机构和电机均位于齿轮箱上部，并采用连接。

由于齿轮箱输出轴(即顶驱主轴)必须中置，这样使得与该主轴连接的冲管机构(即泥浆通道组件)也必须置中安装。顶驱都采用单电机驱动，由于冲管机构的存在，使得电机必须安装在齿轮箱顶部中心或左或右的一侧并偏后，这造成了顶驱宽度方向的尺寸较大。由于井架空间有限，因此必须严格控制顶驱电机的体积和功率。

同时，由于电机一般重量较大，偏置的结构会造成齿轮箱的严重偏重，影响顶驱的重心，影响顶驱的上、卸扣和起、下钻作业。此外，现有顶驱的电机采用普通的单台三相异步交流电机，单台电机的尺寸较大，占据了顶驱井眼中心的大部分空间，导致顶驱在纵向的尺寸较大，不能灵活地适应复杂的工况。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种双交流变频电机驱动的石油钻机顶驱系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种双交流变频电机驱动的石油钻机顶驱系统，其包括减速箱，减速箱具有主轴、用以带动主轴的中间轴、用以带动中间轴的输入轴；输入轴和中间轴均为两个，两输入轴对称设于主轴的两侧，两中间轴对称设于主轴的两侧；每个输入轴均连接有一个交流变频电机；两输入轴、两中间轴和主轴成一直线分布；两交流变频电机均以立式设于减速箱的上方。

较佳地，主轴为空心轴。

较佳地，主轴连接有泥浆通道组件。

较佳地，减速箱还具有主轴大齿轮，主轴大齿轮套设于主轴，主轴大齿轮与中间轴相啮合。

较佳地，主轴的外部设有主止推轴承，主止推轴承位于减速箱的上方。

较佳地，减速箱的上表面还设有提环吊耳。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型中电机的输出轴与减速箱的输入轴的轴心线重合，将电机的输出轴与顶驱主轴、中间轴采用直线型布置，使电机尺寸受限较少，并缩小单台电机的整体尺寸，增大了顶驱井眼中心的工作空间，并且采用的交流变频调速电机具有径向尺寸小、动力输出精度高、可控性好、功率因素高、最大输出扭矩大等优势。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的立体示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的正视示意图。

图3为本实用新型较佳实施例的剖视示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的减速箱的俯视示意图

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1、图2、图3和图4所示，一种双交流变频电机驱动的石油钻机顶驱系统，其包括减速箱3和两个电机。减速箱为II级圆柱斜齿轮减速箱，减速箱3具有主轴8、用以带动主轴的中间轴、用以带动中间轴的输入轴；输入轴为两个，分别为输入轴4和输入轴5；中间轴为两个，分别为中间轴6和中间轴7。主轴8为空心轴；主轴连接有泥浆通道组件12。泥浆通道组件即冲管机构。

电机为交流变频电机，分别是交流变频电机1和交流变频电机2。输入轴4与交流变频电机1的输出轴10连接，输入轴5与交流变频电机2的输出轴11连接。减速箱3还具有主轴大齿轮9，主轴大齿轮套设于主轴，主轴大齿轮与中间轴相啮合。

交流变频电机动力依次经由电机输出轴10和11、输入轴4和5、中间轴6和7、主轴大齿轮9传递给顶驱主轴8，从而来带动钻具旋转完成钻井作业。

输入轴4和输入轴5对称设于主轴8的两侧，中间轴6和中间轴7对称设于主轴8的两侧。输入轴4和输入轴5、中间轴6和中间轴7、主轴8成一直线分布；交流变频电机1和交流变频电机2均以立式设于减速箱3的上方。

两台交流变频调速电机1和2，采用直线型对称布置，将电机安排在主轴的两侧，两电机之间的有足够的空间留给泥浆通道组件12。

交流变频电机的输出轴10和11、泥浆通道组件12中心与主轴8采用直线型对称布置，电机立式安装，使交流变频电机1和交流变频电机2尺寸受限较少，顶驱的结构更紧凑，解决了电机宽度方向上的空间问题，也改善了齿轮箱的受力情况，并改良顶驱齿轮箱承重效果。这样，在不影响泥浆通道的前提下，节省了顶驱整体尺寸，避免了电机的偏置，改良了顶驱齿轮箱的受力情况。进而降低了加工成本，降低了日常维修工作的难度。

本实用新型将传统的单电机改为双电机，即交流变频电机1和交流变频电机2，使得单台电机所需功率变小，大大减小了电机的尺寸和制造难度，尤其是对大型顶驱而言。电机的尺寸变小，可大幅度降低整个顶驱的高度，实现顶驱整体结构的小型化。而且交流变频调速电机1和交流变频电机2有着动力输出精度高，可控性好，功率因素高，最大输出扭矩大等优势，它可以更灵活地适应钻井工况。

减速箱的主轴8的外部设有主止推轴承13，主止推轴承13位于减速箱3的上方。减速箱3的上表面还设有提环吊耳14。本实用新型中将顶驱的主止推轴承13放到减速箱3的外部，使得主止推轴承13、提环吊耳14等主要承重部件的力和电机的重力都加载在减速箱3的上表面上，减速箱3的侧板和下底板不受主载荷的影响，也不需要承重，尺寸可以大大减小，大幅度降低了减速箱3的尺寸和重量，实现了大载荷顶驱整体结构的小型化。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。