模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组的制作方法

1.本发明属于石油天然气勘探开发设备技术领域，具体涉及一种模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组。


背景技术：

2.目前在用的钻井泵组大多为电动泵组，其传动大部分采用皮带传动，主要用于陆地钻井。有一小部分采用链条传动，主要用于海洋钻井。这两种传动的泵组存在以下缺点：一是泵组外形尺寸大，尤其是泵组宽度方向较宽(约3.4m)，泵组重量相对较大，运输前需要拆解电机及传动件等诸多零部件，运输到目的地后又要重新安装，增加了运输车次和现场操作工人的劳动强度，耗时费力。二是皮带传动泵组使用一段时间后，需要对皮带进行张紧和共面度检查。另外还需要定期给传动装置的轴承加注润滑脂。加大了运维成本。三是链条传动泵组需要增加一套链条润滑系统，制造成本加大，增大了设备购置费用。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，解决了钻井泵组安装维护的效率和质量有待进一步提高的问题。
4.本发明所采用的技术方案是；
5.模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，包括底座，底座上设置有主电机、传动组件、钻井泵、润滑泵总成以及喷淋泵总成；主电机通过传动组件连接钻井泵，钻井泵设置有润滑泵总成和喷淋泵总成；
6.其中，传动组件包括球笼万向轴，球笼万向轴的一端连接主电机、另一端连接有两级减速组件，钻井泵设置有钻井泵曲轴，两级减速组件设置有减速箱输出轴，减速箱输出轴通过定位组件连接钻井泵曲轴。
7.本发明的特点还在于；
8.两级减速组件包括两级减速箱，两级减速箱包括相互配合的减速箱第一级齿轮副和减速箱第二级齿轮副，减速箱第一级齿轮副通过球笼万向轴连接主电机，减速箱第二级齿轮副通过定位组件连接钻井泵曲轴。
9.两级减速组件设置有减速箱支座。
10.定位组件包括配合轴径a，定位台阶面，配合轴径b以及挡板，钻井泵曲轴和减速箱输出轴通过定位台阶面实现轴向定位、通过配合轴径a以及配合轴径b实现径向定位，挡板采用螺栓将减速箱输出轴压紧在钻井泵曲轴上，定位组件在配合轴径a和配合轴径b之间还设置有花键副。
11.润滑泵总成设置有润滑连通管线，润滑泵总成用于向钻井泵和两级减速箱供油。
12.本发明的有益效果是：本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，通过万向轴驱动齿轮箱，将动力传递给钻井泵的曲轴，再通过曲柄连杆机构带动活塞做往复运动，实现吸入低压泥浆，排出高压泥浆的功能。结构大大简化，外形尺寸在长度方向可缩小20％，宽度
方向可缩小12％(在3m以内)，重量下降10％。运输时不需要拆卸任何部件，一撬直接运输，省时省钱省力。另外采用模块化设计，一件齿轮箱代替皮带传动的传动底座、大小皮带轮、皮带、皮带护罩、护罩支座、调节丝杠、钻井泵输入轴、泵内齿轮副、轴头护罩等诸多零部件，结构简单、操作方便，减少安装工作量,降低成本。齿轮箱和钻井泵共用一个润滑油泵，使用时基本不需要维护，减轻了现场操作工人的劳动强度，省心省力。
附图说明
13.图1是本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组的俯视结构示意图；
14.图2是本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组的主视结构示意图；
15.图3是本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组中两级减速组件与钻井泵的连接结构示意图。
16.图中：1.主电机，2.球笼万向轴，3.两级减速箱；
17.31.减速箱第一级齿轮副，32.减速箱第二级齿轮副；
18.4.减速箱支座，5.钻井泵，6.润滑泵总成，7.喷淋泵总成，8.底座，9.钻井泵曲轴，10.挡板，11.润滑连通管线，12.配合轴径a，13.定位台阶面，14.配合轴径b，15.花键副，16.减速箱输出轴。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组进行进一步详细说明。
20.本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，其结构如图1和图2所示，主要包括以下六个部分：主电机1(动力源模块)、传动组件、钻井泵5、润滑泵总成6、喷淋泵总成7、底座8。
21.主电机1提供动力，通过球笼万向轴2将动力传递给两级减速箱3，通过减速箱第一级齿轮副31和减速箱第二级齿轮副32的减速增扭，将动力传递给钻井泵的曲轴9。钻井泵的曲轴9上设置有一定数目的曲拐(图示为三个)，再通过曲柄连杆机构将旋转运动转化为活塞的往复运动，从而实现吸入低压泥浆，排出高压泥浆的功能。
22.传动组件由球笼万向轴2、两级减速箱3、减速箱支座4组成。两级减速箱3的第一级齿轮副31距离钻井泵5较远，减速箱第二级齿轮副32距离钻井泵5较近，这样主电机1和球笼万向轴2就利用了两级减速箱3的一部分空间，缩小了泵组的宽度。减速箱支座4设置在减速箱输入轴的左下方，用于承受两级减速箱3的重量及工作时的反扭矩。
23.常规钻井泵设置有输入轴，曲轴和输入轴上分别设有大齿圈和小齿轮，通过钻井泵内的这对齿轮副减速增扭，将动力传递给曲轴。但本发明的钻井泵5没有输入轴，减速箱输出轴16直接与钻井泵曲轴9连接，如图3所示。减速箱输出轴16直接与钻井泵曲轴9通过定位台阶面13实现轴向定位、通过配合轴径a12和配合轴径b14实现径向定位。配合轴径a12和配合轴径b14之间设置有花键副15，钻井泵曲轴9上设有外花键，减速箱输出轴16上设有内花键。两级减速箱3安装时，向钻井泵5的方向推动两级减速箱3，当减速箱输出轴16与钻井泵曲轴9的定位台阶面13接触时，钻井泵曲轴9与减速箱输出轴16的配合轴径a12和配合轴径b14定位，内外花键也啮合上了。然后将挡板10用螺栓紧固。
24.润滑泵总成6用于向钻井泵5和两级减速箱3同时供油，润滑泵总成6润滑钻井泵内的主轴承、连杆大头轴承、连杆小头轴承及十字头导板等和两级减速箱3内的齿轮副、轴承等。钻井泵5的油池和两级减速箱3的油池通过润滑连通管线11实现互通，放油时只需打开不锈钢球阀即可。
25.喷淋泵总成7用于向钻井泵5的缸套活塞喷淋冷却水，携带走活塞往复运动时与缸套摩擦产生的热量。喷淋泵总成7的立式喷淋泵置于水箱内，即使有少量水渗漏也流入至水箱，不会造成污染。
26.主电机1，球笼万向轴2，两级减速箱3，减速箱支座4，钻井泵5，润滑泵总成6，喷淋泵总成7均安装在底座8上。底座8上设有四个吊耳及卸扣，用于钻井泵组的吊装。整个钻井泵组一撬装，方便快捷。
27.本发明模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，将常规的皮带(或链条)传动至钻井泵输入轴结构改为悬挂齿轮箱传动至钻井泵曲轴结构，采用模块化设计，简化了传动结构，外形尺寸在长度方向可缩小20％，宽度方向可缩小12％(在3m以内)，重量下降10％。运输时不需要拆卸任何部件，一撬直接运输，省时省钱省力。另外采用模块化设计，一件齿轮箱代替皮带传动的传动底座、大小皮带轮、皮带、皮带护罩、护罩支座、调节丝杠、钻井泵输入轴、泵内齿轮副、轴头护罩等诸多零部件，结构便捷，减少安装工作量和成本。齿轮箱和钻井泵共用一个润滑油泵，使用时基本不需要维护，减轻了现场操作工人的劳动强度，具有较好的实用性。


技术特征：
1.模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，其特征在于，包括底座(8)，所述底座(8)上设置有主电机(1)、传动组件、钻井泵(5)、润滑泵总成(6)以及喷淋泵总成(7)；所述主电机(1)通过传动组件连接钻井泵(5)，所述钻井泵(5)设置有润滑泵总成(6)和喷淋泵总成(7)；其中，所述传动组件包括球笼万向轴(2)，所述球笼万向轴(2)的一端连接主电机(1)、另一端连接有两级减速组件，所述钻井泵(5)设置有钻井泵曲轴(9)，所述两级减速组件设置有减速箱输出轴(16)，所述减速箱输出轴(16)通过定位组件连接钻井泵曲轴(9)。2.根据权利要求1所述的模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，其特征在于，所述两级减速组件包括两级减速箱(3)，所述两级减速箱(3)包括相互配合的减速箱第一级齿轮副(31)和减速箱第二级齿轮副(32)，所述减速箱第一级齿轮副(31)通过球笼万向轴(2)连接主电机(1)，所述减速箱第二级齿轮副(32)通过定位组件连接钻井泵曲轴(9)。3.根据权利要求1所述的模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，其特征在于，所述两级减速组件设置有减速箱支座(4)。4.根据权利要求1所述的模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，其特征在于，所述定位组件包括配合轴径a(12)，定位台阶面(13)，配合轴径b(14)以及挡板(10)，所述钻井泵曲轴(9)和减速箱输出轴(16)通过定位台阶面(13)实现轴向定位、通过配合轴径a(12)以及配合轴径b(14)实现径向定位，所述挡板(10)采用螺栓将减速箱输出轴(16)压紧在钻井泵曲轴(9)上，所述定位组件在配合轴径a(12)和配合轴径b(14)之间还设置有花键副(15)。5.根据权利要求1所述的模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，其特征在于，所述润滑泵总成(6)设置有润滑连通管线(11)，所述润滑泵总成(6)用于向钻井泵(5)和两级减速箱(3)供油。

技术总结
本发明公开了模块化单悬挂齿轮箱传动钻井泵组，包括底座，底座上设置有主电机、传动组件、钻井泵、润滑泵总成以及喷淋泵总成；主电机通过传动组件连接钻井泵，钻井泵设置有润滑泵总成和喷淋泵总成；其中，传动组件包括球笼万向轴，球笼万向轴的一端连接主电机、另一端连接有两级减速组件，钻井泵设置有钻井泵曲轴，两级减速组件设置有减速箱输出轴，减速箱输出轴通过定位组件连接钻井泵曲轴，进而实现吸入低压泥浆，排出高压泥浆的功能；结构便捷，钻井泵组运输时不需要拆卸任何部件，一撬直接运输，省时省钱省力，减少安装工作量，降低了成本。齿轮箱和钻井泵共用一个润滑油泵，使用时减少了维护以及现场操作的工作量。减少了维护以及现场操作的工作量。减少了维护以及现场操作的工作量。


技术研发人员：郝建旭 周小明 曾兴昌 李永飞 廖刚 王亚丽 孙健 王军伟 何根良 杜向阳
受保护的技术使用者：宝鸡石油机械有限责任公司 中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13