[发明专利]顶驱分体式齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及石油机电工程，尤其是一种顶驱分体式齿轮箱。

背景技术

如图1所示，目前国内外各型号顶驱均采用单一齿轮箱1实现二级减速。由于齿轮箱输出轴（顶驱主轴）必须置中布置，使得与该轴连接的泥浆通道组件（冲管机构）也必须置中安装，双、单电机只能安装在冲管机构中心线的左右两侧并偏后（偏向导轨一侧），这造成顶驱在长度、宽度两个方向上尺寸较大，使得本不宽敞的井架内部空间更加狭窄。

在浅井钻探的一些场合，需使用小吨位顶驱，这类顶驱采用单电机驱动，这时由于电机的重量较大，电机的偏置还带来了齿轮箱严重偏重的问题，影响顶驱正常的上卸扣，起下钻作业。在国外也有一些厂家，为了满足电机居中放置的需求，将电机的结构复杂化，将电机的输出轴制成空心，泥浆通道位于其中。但是这样无形增加了顶驱的研发和加工成本，同时给日常的维修工作带来困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构经过改进，从而缩小顶驱的整体尺寸，改良顶驱齿轮箱承重效果的顶驱分体式齿轮箱。

为实现上述目的，本发明顶驱分体式齿轮箱，包括两级减速传动的上齿轮箱和下齿轮箱，上齿轮箱、下齿轮箱各实现一级减速，上齿轮箱与电机输出轴相连，上齿轮箱与下齿轮箱之间通过设置复合齿轮的长轴相连接，下齿轮箱与顶驱主轴相连接，主电机通过两级齿轮箱将动力传递给顶驱主轴，来带动钻具旋转完成钻井作业。

进一步，所述电机输出轴与顶驱主轴同心布置。

进一步，所述上齿轮箱与下齿轮箱之间的空间设置泥浆通道。

进一步，所述复合齿轮包括设置在长轴上部的大齿轮、长轴下部的小齿轮。

进一步，所述上齿轮箱包括相配合的三副齿轮：所述大齿轮、惰轮和电机输出轴齿轮，在不改变传动比的情况下，为了拼凑中心矩，将惰轮设置在大齿轮和电机输出轴齿轮之间，电机输出轴齿轮设置在所述电机输出轴上。

进一步，所述下齿轮箱包括相互配合的两副齿轮：所述小齿轮和主轴大齿轮，主轴大齿轮安装在所述顶驱主轴上。

本发明将电机输出轴与顶驱主轴同心布置，使电机尺寸受限较少，并缩小顶驱的整体尺寸，并改良顶驱齿轮箱承重效果，降低了加工成本，降低了日常维修工作的难度。

附图说明

图1为现有技术顶驱单一齿轮箱结构示意图；

图2为本发明顶驱双齿轮箱立体结构示意图；

图3为本发明顶驱双齿轮箱主视结构示意图；

图4为上齿轮箱结构示意图；

图5为下齿轮箱结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图2至图5所示，本发明顶驱分体式齿轮箱，包括两级减速传动的上齿轮箱2和下齿轮箱3，上齿轮箱2与下齿轮箱3之间通过设置复合齿轮的长轴4相连接。复合齿轮包括设置在长轴4上部的大齿轮9、长轴4下部的小齿轮5。

上齿轮箱2包括相互齿轮配合安装的长轴上部大齿轮9、惰轮10和电机输出轴齿轮12。大齿轮9安装在长轴4的上部，电机输出轴齿轮12设置在电机输出轴13上。惰轮10安装于惰轮轴14上，在不改变传动比的情况下，为了拼凑中心矩，将惰轮10设置在大齿轮9和电机输出轴齿轮12之间，并分别与电机输出轴齿轮12和长轴上部大齿轮9啮合。下齿轮箱3包括相互配合安装的两副齿轮，分别是长轴下部小齿轮5和主轴大齿轮11，长轴下部小齿轮5安装在所述长轴4的下部，主轴大齿轮11安装在顶驱主轴6上，通过螺栓连接。

本发明中，电机动力依次经由电机输出轴13、电机输出轴齿轮12、惰轮10、长轴上部大齿轮9、长轴4、长轴下部小齿轮5、主轴大齿轮11传递给顶驱主轴6，从而来带动钻具旋转完成钻井作业。

并且，本发明中电机输出轴7与顶驱主轴6同心布置，使电机尺寸受限较少，并缩小顶驱的整体尺寸，并改良顶驱齿轮箱承重效果。由于采用分体式齿轮箱设计，将两级减速传动的上齿轮箱2与下齿轮箱3分布成上下结构，上齿轮箱2与下齿轮箱3之间预留的空间就给泥浆通道8（冲管机构）设置了安装空间，这样，在不影响泥浆通道的前提下，实现了电机输出轴与顶驱主轴同心，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。