[发明专利]顶驱用管子处理器驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种顶驱用管子处理器驱动装置。

背景技术

如图1、图2、图3所示，顶驱管子处理器装置由旋转头、IBOP、背钳等装置组成。管子处理器最上部是旋转头1，旋转头1可以旋转，进而带动吊环12与吊卡运动，在钻台面上对钻具进行一系列的操作，充当机械手的作用。

现有顶驱的管子处理器的旋转运动是靠齿轮啮合传递动力的，由液压马达2驱动小齿轮，带动旋转头上部的大齿轮盘3。齿轮盘3上均布地开有若干个通孔4。由于齿轮传动的传动比较小，由液压马达传传递来的动力必须经复合齿轮二级减速，使整体结构复杂化并影响了传动效率。当对钻具进行上、卸扣时，必须保持管子处理器整体静止，来承受背钳夹紧钻具时带来的反扭矩。因此，需单独安置液压缸，液压缸驱动射销，插入齿轮盘的通孔4内，将旋转头锁死，使之固定不动，但这无形当中增加了顶驱结构的复杂程度，同时由于液压机构的存在，液压缸内的密封圈和卡簧是易损件，时常损坏卡死，给维修工作带来了麻烦，费时费力，严重影响钻井进度。

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简化的顶驱用管子处理器驱动装置。

为实现上述目的，本发明顶驱用管子处理器驱动装置，包括液压马达和涡轮蜗杆传动结构，其中，涡轮固定设置在旋转头的上部，液压马达输出轴与蜗杆相连，将动力传递给涡轮，进而驱动旋转头运动。

进一步，所述涡轮蜗杆传动结构为二次包络线涡轮蜗杆。

本发明所采用涡轮蜗杆传动比大，经液压马达输出的动力无需经过二级减速，因此简化了结构，提高了传动效率。相对于普通涡轮蜗杆，本设计采用的二次包络线涡轮蜗杆啮合齿数多，传动更加平稳。由于涡轮蜗杆特有的反向自锁功能，即蜗杆可以驱动涡轮，而涡轮无法驱动蜗杆，这样当进行上卸扣时，若让旋转头保持静止，无需任何操作，由蜗杆承受背钳上的反扭矩，可靠性更高，并且可以在任意角度定位旋转头。在满足正常功能的前提下，实现了整体结构的简单化。

附图说明

图1为传统顶驱总装示意图； 

图2为传统顶驱的管子处理器中的旋转头部分结构示意图； 

图3为传统顶驱旋转头中齿轮盘结构俯视图；

图4为本发明顶驱总装结构示意图； 

图5为图4中A部放大图：旋转头中的传动部分结构示意图；

图6为涡轮蜗杆传动结构俯视图；

图7为涡轮蜗杆传动结构主视图。

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4至图7所示，本发明顶驱用管子处理器驱动装置，包括液压马达5和涡轮蜗杆传动结构，其中，涡轮7固定设置在旋转头的上部，液压马达5输出轴与蜗杆6相连，将动力传递给涡轮7，进而驱动旋转头总成8运动。本发明中管子处理器包括旋转头总成8、IBOP 9、背钳10和吊环11，本设计去掉了传统的齿轮啮合机构驱动旋转头运动，取而代之的是二次包络线涡轮蜗杆。

由于涡轮蜗杆传动比大，经液压马达输出的动力无需经过二级减速，因此简化了结构，提高了传动效率。相对于普通涡轮蜗杆，本设计采用的二次包络线涡轮蜗杆啮合齿数多，传动更加平稳。由于涡轮蜗杆特有的反向自锁功能，即蜗杆可以驱动涡轮，而涡轮无法驱动蜗杆，这样当进行上卸扣时，若让旋转头保持静止，无需任何操作，由蜗杆承受背钳上的反扭矩，可靠性更高，并且可以在任意角度定位旋转头。在满足正常功能的前提下，实现了整体结构的简单化。