[发明专利]一种空心马达直接驱动顶部驱动钻井装置

说明书

技术领域

本发明属于石油及天然气钻井设备，是一种无需通过变速箱变速增扭，直接用空心马达、空心电机驱动的空心马达直接驱动顶部驱动钻井装置。

背景技术

现有技术的顶部驱动钻井装置包括直流电动机驱动、交流变频电动机驱动、液压马达驱动等驱动方式，上述驱动方式无一例外的均采用变速箱将扭矩和转速传递到主轴，实现降低转速和增加扭矩的目的，结果导致顶驱装置结构复杂、体积庞大、运动部件繁多、制造和维护困难、故障率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心马达直接驱动顶部驱动钻井装置，它适用于石油钻机顶部驱动，适合石油钻井工况的空心电动机、空心液压马达等原动机，其输出扭矩和转速范围可以满足钻井作业的工艺要求，不必通过变速箱，即可将原动机的扭矩和转速直接传递到主轴上。该原动机的空心主轴，可以为钻井液提供循环通道，同时为原动机提供冷却。

本发明是这样实现的：包括空心轴原动机、管子处理器、主轴，泥浆通道的外部装有主轴，管子处理器与主轴连接，空心轴原动机与主轴连接。

空心轴原动机包括空心轴、转子、定子，转子与定子连接。

空心轴中间是空心的，设有通道。

空心轴原动机或者是空心轴电动机，或者是空心轴液压马达。

本发明的优点在于：由于原动机与主轴之间没有变速箱等中间传动机构，大大简化了传动链，可以提高传动效率，减少了运动部件，使可靠性提高，结构紧凑便于安装和移运，制造和维护更加方便，更加适应钻井工况。

本发明所涉及的直接驱动顶驱装置，提高了设备的安全性，扩大了适用范围，降低了制造和维护费用，将进一步促进顶驱装置的推广使用。

附图说明

图1为背景技术中的顶部驱动钻井装置的结构示意图

图2为本发明的结构示意图；

图3所示为空心轴原动机1的结构示意图。

具体实施方式

如附图1所示，由刹车4、原动机11、变速箱5、管子处理器2、主轴3组成。原动机11为钻井作业提供原动力，由于原动机11转速高而扭矩小，不能满足钻井要求，就需要通过变速箱5来降低转速、增大扭矩，并传递到主轴3，由主轴3直接驱动钻具钻井。主轴5内部设有通道，在钻井过程中可以允许钻井液进行循环，满足钻井要求。顶驱装置的制动是通过刹车4实现的，同时管子处理器2可以双向360度旋转，起下钻操作更加方便快捷。

如附图2所示，为本发明的空心马达直接驱动顶部驱动钻井装置，包括空心轴原动机1、管子处理器2、主轴3，泥浆通道6的外部装有主轴3，管子处理器2与主轴3连接，空心轴原动机1与主轴3连接。其中空心轴原动机1是专门为石油钻井而设计的，具有转速低、扭矩大的特性，无需再通过变速箱进行降速增扭，直接将转速和扭矩传递到主轴3上实现钻井作业。原动机1轴是空心的，在钻井过程中允许钻井液通过，提供了循环通道，同时还可以冷却原动机。由于减少了变速箱等中间传动机构，大大简化了结构，更加易于制造运输和检修维护。同时保留了现有顶驱装置的一些结构和优点，即管子处理器2可以双向360度旋转，起下钻操作更加方便快捷。

如附图3所示，空心轴原动机1包括空心轴14、转子12、定子13，转子12与定子13连接，其中空心轴14是为满足石油钻井需要而设计的，与一般原动机轴不同，中间是空心的，可以作为钻井液通道，同时还具有高扭低速的特点。这种空心轴原动机，不仅可以是空心轴电动机，还可以是空心轴液压马达。