專利名稱：一種鉆桿頂部驅動機構的制作方法
一種鉆桿頂部驅動機構
技術領域
本發明屬于石油煉制行業延遲焦化裝置水力切焦技術領域，具體的說是一種鉆桿頂部驅動機構。
背景技術：
延遲焦化是一種石油加工技術，是以重質油為原料，經過加熱爐迅速升溫到焦化反應溫度，進入焦炭塔進行焦化反應。重油進行深度的熱裂化和縮合反應，生產出的氣體、 汽油、柴油、蠟油，通過管線到下游裝置處理，生產出的幾百噸焦炭留在焦炭塔內。焦炭塔內的焦炭用蒸汽、水逐步冷卻到120°C以下，然后打開焦炭塔的上、下封頭蓋，用水力除焦設備把焦炭塔內的焦炭清除干凈，再關閉焦炭塔上、下封頭蓋，再進入下一步生產循環進油、反應、冷卻、除焦等等。
水力除焦設備通常包括除焦水泵、閥門、膠管、鉆桿頂驅、鉆桿、除焦器、卷揚機、 滑輪組等設備。除焦水泵產生一定能量的除焦水，通過閥門、膠管、鉆桿頂驅、鉆桿進入除焦器，最后從除焦器的噴嘴噴出。除焦器有鉆孔、切焦兩組噴嘴，通常水力除焦開始時，先使用除焦器鉆孔噴嘴向下噴出除焦水，將焦炭塔中心鉆出一個直徑1米左右的通孔，然后再使用除焦器切焦噴嘴向兩側水平噴出除焦水逐漸擴大通道，在這個過程焦炭被打碎流出焦炭塔到儲焦池，這個工作直到除盡焦炭塔內的焦炭，除焦工作才結束。
鉆桿頂驅設備上有鵝頸管連接高壓膠管，除焦時，除焦水通過高壓膠管進入頂驅設備上的中心流道，然后通過鉆桿頂驅設備的輸出軸進入鉆桿、除焦器，鉆桿頂驅設備的輸出軸上設有減速器的齒輪，馬達經過齒輪減速后驅動輸出軸帶動鉆桿旋轉。
目前，水力除焦用鉆桿頂驅設備的輸出軸與鉆桿采用螺紋連接，在鉆孔有時會遇到焦炭塌方埋住除焦器，取出除焦器需要反復順、逆時針旋轉鉆桿，這樣輸出軸與鉆桿采用螺紋連接變得不合適，容易使螺紋松動，很多用戶為防止松開，采用焊接的方法防松，但這樣在需要拆卸更換頂驅或鉆桿時帶來困難，由于此種原因企業逐漸采用法蘭連接方式，現有技術中采用法蘭連接鉆桿的頂驅設備主要由以下兩種結構其一、采用的輸出軸結構為中間大兩端小的階梯狀空心軸，該種結構輸出軸有以下缺點，安裝時需要將頂驅設備拆開， 不但較為繁瑣，而且費工時、勞動強度高，同時檢修也非常困難，其次由于輸出軸的支撐方式導致其軸向受力不合理，從而使得頂驅設備損壞率高；其二、在輸出軸的下端設置法蘭結構，通過動力機構直接輸出給法蘭結構從而帶動鉆桿旋轉，該輸出軸同樣由于支撐方式不合理，輸出軸極易損壞，經常要對頂驅設備檢修。發明內容
本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種鉆桿頂部驅動機構，該結構穩定性高，輸出軸支撐方式合理使得頂驅設備使用壽命得到延長，而且安裝拆卸方便、快捷。
本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是一種鉆桿頂部驅動機構，包括鵝頸接頭、沖管總成、輸出軸和用于驅動輸出軸旋轉的動力機構，鵝頸接頭通過高壓膠管與高壓水泵相連，沖管總成連接在鵝頸接頭和輸出軸之間對輸出軸實現動密封，動力機構的輸出端通過減速器與設置在輸出軸上的末級齒輪相連，在鵝頸接頭上固定設有和升降機構相連接的上蓋板，減速器上殼體通過支架與上蓋板固定連接，所述的輸出軸為軸身和法蘭構成的一體結構，其軸身呈階梯狀的空心結構，法蘭與鉆桿固定連接，軸身的上端穿過減速器上殼體的軸承孔與沖管總成的端口密封對接，位于在減速器上殼體軸承孔內的輸出軸外圓周面上設有臺階I，支撐環設置在臺階I的端面上，在支撐環的內孔設有鍵槽，輸出軸通過鍵I與支撐環配合，在輸出軸上還設有鎖緊螺母，鎖緊螺母將支撐環固定到臺階I的端面上，在支撐環下部設有推力調心滾子軸承，推力調心滾子軸承設置在減速器上殼體的軸承孔內，輸出軸的軸向力通過鎖緊螺母、支撐環和推力調心滾子軸承施加在減速器上殼體上，所述的支撐環的外圓周面上設有臺階IV，徑向軸承I設置在臺階IV的端面上；末級齒輪設置在減速器內腔中并通過鍵II與輸出軸配合，位于末級齒輪的下端在減速器下殼體的軸承孔內設有徑向軸承II。
所述減速器上殼體的軸承孔下端與輸出軸之間設有擋油環。
所述的鎖緊螺母上設有鎖緊螺釘，鎖緊螺釘的下端伸出并抵在支撐環的端面上。
本發明的有益效果是該設備中將輸出軸設計為下端大、上端小的階梯狀空心軸，在輸出軸的大端設有法蘭， 法蘭與鉆桿固定連接，該結構不僅可實現快速連接而且在工作工程中可實現鉆桿的正反轉，大大提高了頂驅設備的生產效率，同時該結構安裝拆卸方便、快捷。其次在輸出軸的小端穿過減速器上殼體的軸承孔與沖管總成密封對接，位于減速器上殼體的軸承孔內并在輸出軸的外圓周面上設有臺階I，在臺階I的端面上設置支撐環，支撐環與輸出軸之間通過鍵配合，以防止支撐環與輸出軸之間的出現相對位移，依次設置鎖緊螺母、推力調心滾子軸承，使得輸出軸的軸向力通過鎖緊螺母、支撐環和推力調心滾子軸承施加在減速器上殼體上，本發明調整以上組件并設置在最佳位置以配合該輸出軸下端大上端小的結構，使得該結構下輸出軸的穩定性更高，使得頂驅設備使用壽命得到延長。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是圖1中輸出軸部分的局部放大圖。
圖3是輸出軸的結構示意圖。
圖中標記:1、鵝頸接頭，101、上蓋板，2、沖管總成，3、輸出軸，301、軸身，302、法蘭， 303、臺階I，304、臺階II，305、臺階III，4、動力機構，5、減速器，501、減速器上殼體，502、減速器下殼體，6、支架，7、支撐環，701、臺階IV，702、鍵I，8、鎖緊螺母，9、鎖緊螺釘，10、徑向軸承I，U、推力調心滾子軸承，12、擋油環，13、末級齒輪，14、徑向軸承II，15、上端蓋，16、 下端蓋，17、鍵II。
具體實施方式
如圖所示，一種鉆桿頂部驅動機構，包括鵝頸接頭1、沖管總成2、輸出軸3和用于驅動輸出軸旋轉的動力機構4，動力機構可采用馬達等驅動件，鵝頸接頭1通過高壓膠管與高壓水泵相連，沖管總成2連接在鵝頸接頭1和輸出軸3之間對輸出軸實現動密封，沖管總成為現有技術，動力機構的輸出端通過減速器5與設置在輸出軸3上的末級齒輪13相連， 在鵝頸接頭1上固定設有和升降機構相連接的上蓋板101，減速器上殼體501通過支架6與上蓋板101固定連接，由此可知鵝頸接頭1、沖管總成2、輸出軸3、動力機構4和減速器組件組成一體結構，通過升降機構帶動以上組件上下位移；所述的輸出軸3為軸身301和法蘭302構成的一體結構，其軸身301呈下端大、上端小的階梯狀的空心結構，軸身301的下端與法蘭302連接，法蘭302與鉆桿固定連接，軸身301 的上端穿過減速器上殼體501的軸承孔與沖管總成2的端口密封對接，在軸身301的外圓周面上從小端到大端依次設有臺階I 303、臺階II 304和臺階III 305，臺階I 303位于在減速器上殼體軸承孔內，支撐環7設置在臺階I 303的端面上，在支撐環7的內孔設有鍵槽， 輸出軸3通過鍵I 702與支撐環7配合，在輸出軸3上還設有鎖緊螺母8，鎖緊螺母8將支撐環7固定到臺階I 302的端面上，在鎖緊螺母8上還設有鎖緊螺釘9，鎖緊螺釘9的下端伸出并抵在支撐環7的端面上，在支撐環7下部設有推力調心滾子軸承11，推力調心滾子軸承11設置在減速器上殼體的軸承孔內，輸出軸的軸向力通過鎖緊螺母8、支撐環7和推力調心滾子軸承11施加在減速器上殼體501上，減速器上殼體通過支架將軸向力轉移給升降機構，所述的支撐環7的外圓周面上設有臺階IV 701，徑向軸承I 10設置在臺階IV 701的端面上；所述減速器上殼體的軸承孔下端與輸出軸之間設有擋油環12，擋油環12設置在臺階 II 304的端面上，軸承孔上端設有上端蓋15，上端蓋15內圓周面和支撐環7的外圓周面之間設有油封；末級齒輪13設置在減速器5內腔中并通過鍵II 17與輸出軸3配合，末級齒輪13通過臺階III305限定其軸向位移，因此，動力機構4的動力輸出端通過減速器中的齒輪副與末級齒輪13連接，將動力傳遞給輸出軸，位于末級齒輪的下端在減速器下殼體502的軸承孔內設有徑向軸承II 14，減速器下殼體的軸承孔下端設有下端蓋16，下端蓋16內圓周面和輸出軸3的外圓周面之間設有油封，所述的徑向軸承I 10和徑向軸承II 14為任意可承受徑向力的軸承，例如深溝球軸承等等均可。
在減速器上殼體和減速器下殼體上均設有注油孔，注油孔分別與減速器上殼體和減速器下殼體的軸承孔相連通。
權利要求
1.一種鉆桿頂部驅動機構，包括鵝頸接頭(1)、沖管總成(2)、輸出軸(3)和用于驅動輸出軸旋轉的動力機構(4)，鵝頸接頭(1)通過高壓膠管與高壓水泵相連，沖管總成(2)連接在鵝頸接頭(1)和輸出軸(3)之間對輸出軸實現動密封，動力機構的輸出端通過減速器(5) 與設置在輸出軸(3)上的末級齒輪(13)相連，在鵝頸接頭(1)上固定設有和升降機構相連接的上蓋板(101)，減速器上殼體(501)通過支架(6)與上蓋板(101)固定連接，其特征在于所述的輸出軸(3)為軸身(301)和法蘭(302)構成的一體結構，其軸身(301)呈階梯狀的空心結構，法蘭(302)與鉆桿固定連接，軸身(301)的上端穿過減速器上殼體(501)的軸承孔與沖管總成(2)的端口密封對接，位于在減速器上殼體軸承孔內的輸出軸(3)外圓周面上設有臺階I (303)，支撐環(7)設置在臺階I (303)的端面上，在支撐環(7)的內孔設有鍵槽，輸出軸(3)通過鍵I (702)與支撐環(7)配合，在輸出軸(3)上還設有鎖緊螺母(8)， 鎖緊螺母(8)將支撐環(7)固定到臺階I (302)的端面上，在支撐環(7)下部設有推力調心滾子軸承(11)，推力調心滾子軸承(11)設置在減速器上殼體的軸承孔內，輸出軸的軸向力通過鎖緊螺母(8)、支撐環(7)和推力調心滾子軸承(11)施加在減速器上殼體(501)上，所述的支撐環(7)的外圓周面上設有臺階IV(701)，徑向軸承I (10)設置在臺階IV(701)的端面上；末級齒輪(13)設置在減速器(5)內腔中并通過鍵II (17)與輸出軸(3)配合，位于末級齒輪的下端在減速器下殼體(502)的軸承孔內設有徑向軸承II (14)。
2.根據權利要求2所述的一種鉆桿頂部驅動機構，其特征在于所述減速器上殼體 (501)的軸承孔下端與輸出軸(3)之間設有擋油環(12)。
3.根據權利要求2所述的一種鉆桿頂部驅動機構，其特征在于所述的鎖緊螺母(8)上設有鎖緊螺釘(9)，鎖緊螺釘(9)的下端伸出并抵在支撐環(7)的端面上。
全文摘要
一種鉆桿頂部驅動機構，屬于石油煉制行業延遲焦化裝置水力切焦技術領域，包括鵝頸接頭、沖管總成、輸出軸和用于驅動輸出軸旋轉的動力機構，所述的輸出軸為軸身和法蘭構成的一體結構，位于在減速器上殼體軸承孔內的輸出軸外圓周面上設有臺階Ⅰ，支撐環設置在臺階Ⅰ的端面上，輸出軸通過鍵Ⅰ與支撐環配合，在輸出軸上還設有鎖緊螺母，鎖緊螺母將支撐環固定到臺階Ⅰ的端面上，在支撐環下部設有推力調心滾子軸承，輸出軸的軸向力通過鎖緊螺母、支撐環和推力調心滾子軸承施加在減速器上殼體上；該結構穩定性高，輸出軸支撐方式合理使得頂驅設備使用壽命得到延長，而且安裝拆卸方便、快捷。
文檔編號C10B33/02GK102517047SQ20121000587
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者劉志平, 楊東風, 楊文明 申請人:洛陽澗光石化設備有限公司