[实用新型]顶驱系统

说明书

本实用新型涉及石油机电工程，尤其是一种顶驱系统。

如图1所示，目前各型号顶驱均采用单一齿轮箱实现二级减速，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，并采用法兰连接。

由于齿轮箱输出轴（顶驱主轴）必须中置，使得与该主轴连接的冲管机构（泥浆通道组件）也必须置中安装。小吨位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，这造成了宽度方向的尺寸较大，由于井架空间有限，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，影响顶驱的上、卸扣和起、下钻作业。另一方面，现有顶驱的电机采用普通的三相异步交流电机，其轴向尺寸较大，占据了较大的高度上的空间，并且输出精度有限，最大输出扭矩不够，不能灵活地适应复杂的工况。

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种提高电机的输出精度和最大输出扭矩，并对整体结构进行重新布置的顶驱系统，从而最大限度地缩小顶驱的宽度和高度，实现顶驱结构的小型化。

为实现上述目的，本实用新型一种顶驱系统，包括永磁调速电机、两级减速传动分体设置的上齿轮箱和下齿轮箱，上齿轮箱与永磁调速电机的输出轴相连，下齿轮箱与顶驱主轴相连接，永磁调速电机的动力经由上齿轮箱和下齿轮箱传递给顶驱主轴，来带动钻具旋转完成钻井作业。

进一步，所述永磁调速电机为盘式永磁调速电机。

进一步，所述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，完成动力的传递。

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。

本实用新型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。并且采用盘式永磁调速电机具有轴向尺寸小、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。

图1为现有技术中顶驱系统结构示意图；

图2为本实用新型顶驱系统结构示意图；

图3为本实用新型顶驱系统剖视结构示意图；

图4为上齿轮箱结构示意图；

图4为上齿轮箱结构示意图；

图5为下齿轮箱结构示意图。

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型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，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型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，本实用新型顶驱系统，包括永磁调速电机、两级减速传动分体设置的上齿轮箱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。