CN115822907A - 一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，包括大底座，大底座上安装有五缸钻井泵，五缸钻井泵的一端相对两侧分别设有一台直驱电机，每台直驱电机通过齿轮减速箱与五缸钻井泵上的曲轴连接。本发明克服了由于五缸钻井泵的宽度增加而带来的泵组超宽及重量较大的问题。

Description

一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组

技术领域

本发明属于石油天然气钻井装备技术领域，涉及一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组。

背景技术

钻井泵是钻机的“心脏”，用于向井底注入一定排量、压力、粘度、密度的钻井液，并达到带走岩屑清洗井底、防止卡钻、平衡地层压力、防止井塌、井喷和井漏、提高钻井效率及冷却润滑钻头钻具的目的。目前大部分钻机主要以三缸钻井泵为主，随着深井/超深井及高压喷射钻井等现代钻井工艺技术的发展，大功率、大排量、高泵压、多缸化、压力波动小、良好的移运性及可靠性等已成为了钻井泵(泵组)的主要研究方向。虽然目前市场上已经出现了大功率五缸钻井泵，如2200/3000马力的五缸钻井泵，其排量、压力波动、运行平稳性、可靠性等特性具有大幅提升，但与传统的三缸泵相比，五缸钻井泵的宽度大幅增加。按照传统的配套方式设计五缸钻井泵组，采用常规的驱动电机、皮带轮或链轮将会造成泵组本身的宽度增加及重量过大，这样在后期泵组移运时必须对泵组进行拆解，否则泵组的尺寸及重量均不满足道路运输的要求，同时泵组的使用及安装维护成本也较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，克服了由于五缸钻井泵的宽度增加而带来的泵组超宽及重量较大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，包括大底座，大底座上安装有五缸钻井泵，五缸钻井泵的一端相对两侧分别设有一台直驱电机，每台直驱电机通过齿轮减速箱与五缸钻井泵上的曲轴连接。

本发明的特点还在于：

每台直驱电机通过万向联轴器与齿轮减速箱上的减速箱输入法兰连接；齿轮减速箱的输出齿轮通过曲轴花键套活套在五缸钻井泵上的曲轴上。

齿轮减速箱的壳体上设有安装过孔I。

齿轮减速箱的输出齿轮上设有安装过孔II。

直驱电机的电机转子为空心结构，直驱电机与齿轮减速箱之间的万向联轴器同轴套接在电机转子的内孔中，电机转子的输出端设有电机输出法兰，电机输出法兰与减速箱输入法兰连接。

输出齿轮的中心处设有空心内花键，所述曲轴花键套的外壁设有外花键，该外花键与所述空心内花键配合。

曲轴花键套的内壁设有键槽，曲轴花键套通过键槽与五缸钻井泵上的曲轴配合连接。

本发明的有益效果是，本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组不但满足了深井/超深井及高压喷射钻井等现代钻井工艺技术对钻井泵各项性能的要求，而且本发明的泵组突破常规泵组结构的设计思路，动力源所采用具有中空结构的直驱电机较常规电机长度较小约三分之一，且电机与减速箱连接的联轴器可以安装在中空的直驱电机内，另外泵组两侧的传动装置采用可靠性更强及寿命较长的齿轮减速箱。本发明所采用的泵组结构克服了由于五缸钻井泵的宽度增加而带来的泵组超宽及重量较大的问题，同时也保证了五缸钻井泵组较传统的三缸泵组具有很好的可靠性、良好的工作性能及较长的使用寿命。为推动钻井装备技术发展及我国钻井泵产品的升级换代具有很强的实际意义。

附图说明

图1是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵的主视图；

图2是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵的俯视图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵中直驱电机的结构示意图；

图5是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵中无凸台法兰的齿轮减速箱的主视图；

图6是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵中无凸台法兰的齿轮减速箱的剖视图；

图7是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵中齿轮减速箱的输出齿轮的结构示意图；

图8是本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵中曲轴花键套的结构示意图。

图中，1.大底座，2.五缸钻井泵，3.齿轮减速箱，4.直驱电机，5.安装过孔I，6.曲轴，7.曲轴花键套，8.盖板，9.输出齿轮，10.电机输出法兰，11.电机转子，12.万向联轴器，13.减速箱输入法兰，14.安装过孔II，15.内花键，16.键槽，17.外花键，18.螺母，19.双头螺柱，20.减速箱前端支撑。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵，主要包括：如图1～3所示，包括五缸钻井泵2，五缸钻井泵2安装在大底座1上，两台直驱电机4也安装在五缸钻井泵2后侧的大底座1上，五缸钻井泵2每侧的直驱电机4通过一台齿轮减速箱3将动力传递给五缸钻井泵2的曲轴6。

参照图3，为进一步减小齿轮减速箱3与五缸钻井泵2连接时的轴向尺寸，本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵首先采用了将齿轮减速箱3的输出端设计成无法兰的空心内花键结构，这样齿轮减速箱3的输出齿轮9就可以通过曲轴花键套7直接活套在五缸钻井泵2的曲轴6上；

其次，齿轮减速箱3的壳体与五缸钻井泵2机架的安装结构也与常规钻井泵组不同，如图5、6所示，齿轮减速箱3的壳体结构也设计成无连接法兰的结构，这样齿轮减速箱3的壳体与五缸钻井泵2机架安装时，就可以将齿轮减速箱3壳体的外侧面直接与五缸钻井泵2机架上的安装法兰面贴死，然后在齿轮减速箱3的外部通过双头螺柱19及螺母18将齿轮减速箱3安装固定在五缸钻井泵2机架上。参照图3和图7，齿轮减速箱3壳体上的安装过孔I5及输出齿轮9上的安装过孔II14不但具有减重作用，更重要的是可以通过上述两种过孔(安装过孔I5和安装过孔II14)，双头螺柱19及螺母18可以顺利的将齿轮减速箱3安装固定五缸钻井泵2机架上，双头螺柱19及螺母18安装好后再将盖板8安装在齿轮减速箱3壳体的安装过孔I5上以防止齿轮减速箱3内部的润滑油泄漏，即盖板8盖在安装过孔I5上。通过上述两个方面的结构设计，不但简化了齿轮减速箱3与五缸钻井泵2上的曲轴6连接结构，而且齿轮减速箱3壳体的无凸台连接法兰的结构设计也进一步简化了其与五缸钻井泵2机架的连接结构，同时也很好的克服了存在凸台连接法兰的齿轮减速箱安装时的空间狭小带来的操作不便的问题；

本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵所采用的直驱电机4较常规的电机除在轴向长度上有显著降低外，如图4所示，该直驱电机4的转子16设计为一空心结构，这样直驱电机4与齿轮减速箱3之间的万向联轴器12在调节长度及调节角度不变的情况下就可以完全放置在直驱电机4转子16的内孔中，然后通过电机输出法兰10与减速箱输入法兰13的连接来传递动力。

本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵所采用的齿轮减速箱3作为直驱电机4与五缸钻井泵之间传动装置，较常规泵组的传动结构在间距上显著降低，另外由于采用了齿轮传动，因此传动效率及可靠性也显著提高。齿轮减速箱3的输出齿轮9设计成用于传递动力的内花键结构，避免了采用输出法兰而带来的齿轮减速箱整体厚度加大的问题，另外，齿轮减速箱3壳体与五缸钻井泵2机架的连接也设计成无连接法兰的结构。

如图7、8所示，本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵所采用的齿轮减速箱3的输出齿轮9设计成空心内花键15，曲轴花键套7的外花键17与齿轮减速箱3的输出齿轮9设计成的空心内花键15配合，通过曲轴花键套7内部的键槽16及内孔安装在五缸钻井泵2的曲轴6上用于传递动力。

实施例

本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵的安装步骤是：

1)五缸钻井泵2的安装：五缸钻井泵2通过下部的垫板用螺栓、螺母安装在大底座1上，同时将曲轴花键套7安装在五缸钻井泵2的曲轴6的两端外圆上；

2)两侧齿轮减速箱3的安装：首先将齿轮减速箱3的输出齿轮9或套在已经安装好的曲轴花键套7上，然后在齿轮减速箱3的外部通过双头螺柱19及螺母18将齿轮减速箱3安装固定在五缸钻井泵2机架上，安装双头螺柱19及螺母18时应将齿轮减速箱3的输出齿轮9的安装过孔II14及齿轮减速箱3壳体上的安装过孔I5与五缸钻井泵2机架上安装法兰的相应的螺孔对应，最后将盖板8安装在齿轮减速箱3壳体的安装过孔I5上以防止齿轮减速箱3内部的润滑油泄漏，然后通过螺栓、螺母将减速箱前端支撑20安装在大底座1上；

3)两侧直驱电机4的安装：上述两台齿轮减速箱3安装好后，通过螺栓、螺母将输出齿轮10与减速箱输入法兰13安装固定在一起用于传递动力，然后将两台齿轮减速箱3安装固定在大底座1上，至此五缸钻井泵2的主要结构已形成。

本发明的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组重要特征和优点是：

1)直驱电机4内部的电机转子11设计为内部中空结构，放置连接直驱电机4和齿轮减速箱3的万向联轴器12，不但大大缩短了电机长度，而且很好的利用了直驱电机4的内部空间结构，增加了万向联轴器12的伸缩调节量；

2)齿轮减速箱3结构设计更为紧凑：齿轮减速箱3的输出齿轮9设计成中空的内花键结构，安装时将其内花键15直接活套在曲轴6两端的曲轴花键套7上，另外齿轮减速箱3与五缸钻井泵2机架连接的壳体设计成无凸台连接法兰的结构，并通过齿轮减速箱3内部将其安装固定在五缸钻井泵2机架上，这种结构设计不但进一步缩短了五缸钻井泵2的宽度，同时也大大降低安装齿轮减速箱3的劳动强度；

3)本发明一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵较常规泵组无论在重量上还是在结构尺寸上都得到了显著降低，同时泵组的传动效率，使用寿命也得到了很大的提高，因此该泵组能够很好的解决五缸钻井泵组移运超宽超限需要拆解的问题。

Claims (7)

1.一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：包括大底座，大底座上安装有五缸钻井泵，五缸钻井泵的一端相对两侧分别设有一台直驱电机，每台直驱电机通过齿轮减速箱与五缸钻井泵上的曲轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：每台所述直驱电机通过万向联轴器与齿轮减速箱上的减速箱输入法兰连接；齿轮减速箱的输出齿轮通过曲轴花键套活套在五缸钻井泵上的曲轴上。

3.根据权利要求2所述的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：所述齿轮减速箱的壳体上设有安装过孔I。

4.根据权利要求2所述的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：所述齿轮减速箱的输出齿轮上设有安装过孔II。

5.根据权利要求2所述的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：所述直驱电机的电机转子为空心结构，直驱电机与齿轮减速箱之间的万向联轴器同轴套接在电机转子的内孔中，电机转子的输出端设有电机输出法兰，电机输出法兰与减速箱输入法兰连接。

6.根据权利要求2所述的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：所述输出齿轮的中心处设有空心内花键，所述曲轴花键套的外壁设有外花键，该外花键与所述空心内花键配合。

7.根据权利要求6所述的一种后置双直驱电机窄型五缸钻井泵组，其特征在于：所述曲轴花键套的内壁设有键槽，曲轴花键套通过键槽与五缸钻井泵上的曲轴配合连接。

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