具有無軸承馬達的直接驅動絞車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及電動馬達的安裝，并且具體地涉及用于絞車(drawworks)、采礦起重機(hoist)、卷揚機(winch)或泥楽栗的馬達座架。
【背景技術】
[0002]在被電動馬達驅動的設備中，其旋轉部件和電動馬達之間的未對準或軸承間隙中偏差的層疊可以導致不期望的結果，包括振動、噪聲或對馬達或設備的損壞。另外，通過驅動軸所導致的反作用力矩可以在馬達中導致不期望的振動或意外的內部干擾。例如，如果定子經歷不期望的旋轉振動，則電動馬達可以“頓轉(cog) ”，導致過大的噪聲和急動。
[0003]舉例，絞車是常用的一件油田設備，該油田設備用于石油和天然氣鉆井和生產。絞車被定位以提升和降低鉆探設備中的動滑輪。動滑輪通過起重索被從鉆探設備的鉆塔懸掛，并且通常地用于將鉆柱和外殼抬高到井眼外和降低到井眼內，其中該起重索也被認為是鉆眼鋼絲繩、鉆井鋼絲繩或“鉆孔鋼絲繩”。起重索聯接到被轉子旋轉的滾筒。通常地，至少一個馬達安裝在諸如滑道(skid)、平臺的表面上，或直接地安裝到鉆臺上。馬達的轉子和滾筒的軸或任何軸承間隙之間的任何未對準可以導致不期望的振動或對絞車的損壞。為了應對任何未對準，馬達可以通過撓性聯接器與滾筒聯接。然而，撓性聯接器可能不像實心軸一樣堅固，并且可能用于限制能夠被絞車使用的最大功率。另外，當與剛性聯接器相比時，撓性聯接器將增加絞車的長度和復雜度。將馬達固定地安裝到表面可以加劇轉子和軸之間的任何未對準，以及允許定子的不期望的旋轉振動。由于未對準或軸承間隙導致的任何運動可以通過固定安裝到表面而被抑制，這可以在軸、軸承和表面座架中導致應力，該應力可以引起早期疲勞和可能地引起失效。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種直接驅動起重機。該起重機可以包括電動馬達。該起重機還可以包括第一馬達座架。第一馬達座架可以適于將電動馬達聯接到表面。第一馬達座架可以包括適于允許電動馬達和表面之間的阻尼運動的阻尼組件。第一馬達座架可以包括適于延伸或回縮第一馬達座架的調節組件。起重機還可以包括延伸穿過電動馬達的軸，該軸適于被電動馬達旋轉。起重機還可以包括連接到軸的滾筒，該滾筒適于隨著軸被電動馬達旋轉而被軸旋轉。本發明還提供了一種方法。該方法可以包括提供一種直接驅動起重機。該直接驅動起重機可以包括電動馬達。該起重機還可以包括第一馬達座架。第一馬達座架可以適于將電動馬達聯接到表面。第一馬達座架可以包括適于允許電動馬達和表面之間的阻尼運動的阻尼組件。第一馬達座架可以包括適于延伸或回縮第一馬達座架的調節組件。起重機還可以包括延伸穿過電動馬達的軸，該軸適于被電動馬達旋轉。起重機還可以包括連接到軸的滾筒，該滾筒適于隨著軸被電動馬達旋轉而被軸旋轉。該方法還可以包括響應于以下的一個或多個來調節阻尼組件和調節組件中的一個或多個:軸的徑向移位；電動馬達和軸、滾筒或轉子之間的未對準；觀察到的振動；頓轉(cogging);軸承公差。
[0005]本發明還提供了一種組裝直接驅動起重機的方法。該方法可以包括提供一種滾筒，該滾筒包括軸，該滾筒聯接到表面。該方法還可以包括提供對應于電動馬達的定子，該定子聯接到電動馬達的殼體。該方法還可以包括提供對應于電動馬達的轉子。該方法還可以包括將轉子聯接到軸。該方法還可以包括將轉子定位成與定子協作。該方法還可以包括通過第一馬達座架將殼體聯接到表面。第一馬達座架可以包括適于允許電動馬達殼體和表面之間的阻尼運動的阻尼組件。第一馬達座架可以包括適于延伸或回縮第一馬達座架的調節組件。該方法還可以包括調節調節組件以使得定子與軸對準。
[0006]本發明還提供了一種直接驅動馬達組件。該直接驅動馬達組件可以包括電動馬達。電動馬達可以包括殼體、聯接到殼體的定子和轉子。該直接驅動馬達組件可以進一步地包括延伸穿過電動馬達的軸。軸可以聯接到轉子并且適于被電動馬達旋轉。該直接驅動馬達組件還可以包括適于可旋轉地聯接軸和表面的支架。支架可以包括在軸和支架之間的軸承。馬達的殼體可以固定地安裝到支架。
【附圖說明】
[0007]當與附圖一起研讀時，可以從以下詳細描述中最優地理解本發明。應該強調，根據工業中的標準慣例，各種特征未按比例繪制。實際上，為了討論的清楚起見，各種特征的尺寸可以被任意地增加或減少。
[0008]圖1圖示了與本發明的實施例一致的絞車的側視圖。
[0009]圖2圖示了圖1的絞車的剖視圖。
[0010]圖3圖示了圖1的絞車的端視圖。
[0011]圖4圖示了與本發明的實施例一致的馬達座架的透視圖。
[0012]圖5圖示了與本發明的實施例一致的絞車的局部剖視圖。
[0013]圖6圖示了與本發明的實施例一致的絞車的局部剖視圖。
[0014]圖7圖示了與本發明的實施例一致的絞車的局部剖視圖。
[0015]圖8圖示了與本發明的實施例一致的絞車的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]應該理解，以下的公開提供了許多不同的實施例或示例，用于執行各種實施例的不同特征。下文描述了構件和裝置的特定示例以簡化本發明。當然，這些僅是示例性的而不被預期為限制性的。另外，本發明可以重復各種示例中的附圖標記和/或字母。該重復是為了簡單和清除起見，并且自身不指示討論的各種實施例和/或構造之間的關系。
[0017]圖1、2圖示了與本發明的實施例一致的絞車101。絞車101定位在表面10上。在一些實施例中，表面10可以是，例如并且不限于，絞車101所用于的鉆探設備的甲板。在其它的實施例中，表面10可以是底架、機架或絞車101所定位在其上的滑道。
[0018]絞車101可以包括滾筒103。滾筒103可以適于具有纏繞在其上的起重索105并且，隨著滾筒103旋轉，根據滾筒103的旋轉方向來絞進或松開起重索105。
[0019]在一些實施例中，絞車101可以包括一個或多個電動馬達。在一些實施例中，如圖1、2所示，單個電動馬達107可以聯接到滾筒103。在一些實施例中，絞車101可以包括定位在滾筒103的每個端部上的一個或多個電動馬達。在一些實施例中，電動馬達107可以包括馬達殼體109、定子111和轉子113。如在本領域對本公開的益處的理解，轉子113和定子111可以定位在馬達殼體109中。
[0020]在一些實施例中，如圖2所示，轉子113可以定位在定子111中，所謂的內部轉子電動馬達。定子111可以固定到馬達殼體109的內壁。定子111可以圍繞馬達殼體109的圓筒狀內部延伸。定子111可以包括圍繞定子111的內表面而定位的線圈。定子111的線圈被定位成，當AC電被提供到該線圈時，在其內部感應連續旋轉電磁場。在其中電動馬達107是永磁馬達的一些實施例中，電磁場可以與包括在轉子113中的永磁體的永磁場相互作用，因而旋轉轉子113。在其中電動馬達107是感應馬達的一些實施例中，電磁場可以在包括于轉子113中的一個或多個線圈內感應電流，因而在其上導致磁阻和旋轉力。
[0021]在其它的實施例中，未示出，在本領域具有普通技能的人在本公開的益處的情況下將理解，轉子113可以定位到定子111外側，所謂的外部轉子電動馬達。線圈因而可以定位在定子111的外表面上。
[0022]轉子113可以聯接到軸115。在一些實施例中，如圖2所示，轉子113可以是大致管狀的構件，其中軸115至少部分地延伸進入轉子113內部中。在一些實施例中，如圖2所示，軸115可以聯接到轉子113和滾筒103。在其它的實施例中，如圖1所示，馬達軸115a可以聯接到轉子113，并且滾筒軸115b可以聯接到滾筒103。馬達軸115a可以通過剛性聯接器聯接到滾筒軸115b，該剛性聯接器諸如并且不限于法蘭聯接器116。如在本領域所知，法蘭聯接器116可以適于將馬達軸115a和滾筒軸115b連接成單個的連續軸，該連續軸適于隨著轉子113被電動馬達107旋轉而旋轉滾筒103。
[0023]在一些實施例中，如圖1、2所示，絞車101可以包括一個或多個支架117。支架117可以定位成聯接在表面10和軸115之間。支架117可以，例如并且不限于，支撐滾筒103、軸115和電動馬達107中的一個或多個的重量。在絞車101處于操作中并且提升載荷時，支架117還可以，例如并且不限于，將張力從起重索105轉移到表面10。在一些實施例中，支架117可以定位成接近滾筒103和電動馬達107以，例如，最小化軸115上的彎曲應力。在一些實施例中，支架117可以通過，例如并且不限于，一個或多個軸承(未示出)聯接到軸115，該一個或多個軸承適于即使當絞車101處于操作中并且提升載荷時也允許軸115在其中更容易地旋轉。
[0024]如圖1、3、4所示，電動馬達107可以通過一個或多個馬達座架119聯接到表面10。馬達座架119可以定位成聯接在馬達殼體109和表面10之間。在一些實施例中，馬達殼體109可以包括適于允許馬達座架119聯接到馬達殼體109的一個或多個支撐點121。在一些實施例中，支撐點121可以聯接到馬達殼體109的外表面。在一些實施例中，支撐點121可以形成為馬達殼體109的一個或多個子單元的一體部分。例如并且不限于，在馬達殼體109形成為具有聯