專利名稱：直聯驅動集成機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田泥漿泵用柴油機-調速型耦合器傳動箱直 聯驅動集成機組。
背景技術：
目前，油田鉆機主要循環設備泥漿泵的驅動機組有兩種型式一種是 柴油機+傳動箱+氣囊離合器+皮帶輪；一種是變頻電機+氣囊離合器+皮帶輪，然后驅動 泥漿泵的皮帶輪工作。這兩種型式的機組均需要氣囊離合器與皮帶輪，實現離合功能，結構 相對煩瑣。皮帶輪的存在使鉆機每移動一個井位都需要張緊皮帶輪，而張緊皮帶輪需要移 動重達25噸泥漿泵，工人勞動強度大。而這些機組中電傳動除外，其他機組采用的傳動箱 無法實現泥漿泵泵沖的無級調節，因此泥漿泵泵沖的調節主要靠柴油機調速來實現，當發 生特殊工況，需要泥漿流量非常低時，傳動機組則不能滿足要求，僅有采用單液力變矩器時 輸出轉速變化范圍相對較大，仍不能實現完全無級調節泥漿泵泵沖，所以需要一種泥漿泵 的驅動機組能夠實現泥漿泵泵沖的無級調節和結構簡化，電傳動泥漿泵驅動機組能實現上 述需要，但價格非常昂貴，對井場的適應性不如機械傳動好；以單液力變矩器為主傳動裝置 的機組效率低，不能滿足泥漿泵的全功率運用，輸出也需要氣囊離合器與皮帶輪，并且結構 煩瑣。這些動力機組的傳動型式有多種，典型的傳動型式有A)柴油機+傳動箱+氣囊離合器+皮帶輪；B)變頻電機+氣囊離合器+皮帶輪；它們特點各異，優缺點分別為A)采用傳動箱的傳動特點是傳動箱一般有一級齒輪減速箱、單變矩器、安全型耦合器傳動箱、可調速正車或反 車耦合器傳動箱。采用一級齒輪減速箱傳動鏈簡單；維護方便；使用者直觀強，柴油機轉速與泵沖 成正比；泵負載的沖擊對柴油機影響大。采用單變矩器的傳動特點是實現傳遞功率的恒定，對柴油機可以起到保護作用； 維護比較簡便；與柴油機聯合調速，可以實現輸出轉速的較大范圍變化，仍不能實現從0開 始的無級調速；傳動效率較低，不能實現泥漿泵額定功率工作。采用安全型耦合器傳動箱的傳動特點是傳動鏈簡單；維護方便；柴油機轉速與 泵沖成正比；能部分緩解泵負載的沖擊對柴油機的影響；泵沖變化主要是柴油機轉速變化 來實現，不能實現低泵沖輸出。采用可調速正車或反車耦合器傳動箱的傳動特點是傳動效率高；可實現無級調 速；不能實現離合功能，機組輸出需要帶氣囊離合器來實現對動力的離合控制。B)采用變頻電機傳動特點是泵沖可以無級調整；傳動效率高；調整維護方便；但 價格較貴；對操作人員要求高，不能直接實現離合功能，機組輸出需要帶氣囊離合器來實現 對動力的離合控制。運用“直聯驅動泥漿泵用柴油機-調速型耦合器直聯驅動集成機組”，目前油田鉆 機泥漿泵驅動系統中沒有得到廣泛運用。機組的技術難點是A)垂直反車調速型耦合器傳動箱與柴油機的匹配，其他機組的輸出泵沖僅能通過調節柴油機的轉速來實現，而垂直反車調速型耦合器傳動箱在柴油機處于任意速度檔下都 可以實現輸出泵沖的無級調節，需要柴油機與垂直反車調速型耦合器傳動箱協同調速，既 能實現泵沖的無級調節又能達到垂直反車調速型耦合器傳動箱傳動效率較高的目的，需要 垂直反車調速型耦合器傳動箱的控制箱來實現聯合控制。B) 一般鉆機循環系統有兩臺泥漿泵，當特殊工況需要同時工作，兩臺機組需同時 工作，兩臺機組之間的動力平衡需要特殊處理，需要相同傳動元件，相同調節檔位，這是機 組需要解決的負載平衡問題。C)垂直反車調速型耦合器傳動箱在柴油機不停機情況下，可以實現輸出轉速的離 合，拋棄傳統機組運用氣囊離合器實現功能的結構，使機組結構簡化、控制集中。D)機組與泥漿泵之間需要牢固連接，以實現機組的正常傳動，一般泥漿泵與機組 連接成一體，泥漿泵振動非常大，對動力機組壽命危害很大，為了解決機組的運用可靠性， 分開為機組底架與泥漿泵底架，機組受到的振動非常小而且連接穩固。所以生產廠家在油田鉆機上運用的泥漿泵驅動機組形式非常多，效果不佳的也很 多。正確的傳動鏈、正確的安裝和調整、精確的控制系統是保證機組正常運行的前提。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是需要提供一種泥漿泵用的直聯驅 動集成機組，能夠實現泥漿泵泵沖的無級調節及直聯驅動集成機組結構簡單化。本實用新型“直聯驅動集成機組”包括機組底架、柴油機、垂直反車調速型耦合器 傳動箱、萬向軸、機組底架與泥漿泵底架固定連接機構。機組底架上安裝有柴油機和垂直反 車調速型耦合器傳動箱。柴油機與垂直反車調速型耦合器傳動箱通過輸入萬向軸連接；垂 直反車調速型耦合器傳動箱與泥漿泵通過輸出萬向軸實現直接聯接；機組可以實現輸出轉 速從Or/min到額定轉速的無級變化和對輸出負載的離合控制。機組底架與泥漿泵底架之 間設有兩套固定連接機構，固定連接機構的安裝底架通過固定螺栓緊固在泥漿泵底架上； 縱向伸出的卡座焊接在安裝底架上，機組底架上的吊裝桿緊壓在卡座上，卡蓋通過銷釘固 定在卡座上，達到固定兩底架的目的。垂直反車調速型耦合器傳動箱上安裝有控制箱，可以 實現在柴油機轉速一定的情況下，實現輸出轉速的無級調節和離合功能。達到對泥漿泵的 無級調節和離合控制。卡座與卡蓋通過銷釘固定在一起，固定機組底架上的吊裝桿，以達到 固定機組底架與泥漿泵底架的目的。垂直反車調速型耦合器傳動箱上安裝有控制箱，可以 實現在柴油機轉速一定的情況下，實現輸出轉速的無級調節和離合功能，以達到對泥漿泵 的無級調節和離合控制。現在油田鉆機循環系統用動力機組還沒有“泥漿泵用的柴油機-調速型耦合器傳 動箱直聯驅動集成機組”。本實用新型“直聯驅動集成機組”的性能完全滿足油田鉆機循環 系統運用需要。集成機組的可靠性較其他機組得到提高，性能更加優異。本實用新型與現有技術相比具有如下優點1本實用新型直聯驅動集成機組使鉆機循環系統工作范圍大大擴展，泥漿泵的泵 沖可以實現從最低速度到最高速度的無級調整，泥漿泵可以實現瞬時離合，實現循環泥漿 的快速供給和切斷。機組的控制系統可以實現柴油機與調速型耦合器傳動箱的聯合控制， 使調速性能更加優異。機組的控制系統可以實現多個集成機組一起聯機工作，負載分布均 勻，不會出現一機組反帶另一機組的情況，可以實現大功率、大流量的輸出。2本實用新型直聯驅動集成機組屬于液力傳動，與變矩器一樣，可以緩解泥漿泵帶來的負載沖擊，比安全性耦合器、機械減速箱的安全防護作用更加顯著，使機組的可靠性得 到提高。3本實用新型直聯驅動集成機組拋棄傳統機組運用氣囊離合器實現離合功能的結 構，運用傳動箱實現快速離合，使機組結構簡化、控制集中。4本實用新型直聯驅動集成機組與泥漿泵連接牢固而且降低了泥漿泵振動對動力 機組的影響，以實現機組的正常傳動，解決了機組的運用可靠性難題。使機組與相鄰底架之 間的連接牢固，使機組的傳動更加平穩，可靠性得到提高。綜上所述，本實用新型“直聯驅動集成機組”適宜油田鉆機的循環系統作動力機 組，對比于現在油田動力機組運用的機組，它集成化程度高、傳動鏈更為簡化、可靠性高、控 制靈活方便。
圖1是本實用新型結構主視圖。圖2a是本實用新型固定連接機構主視圖。圖2b是本實用新型固定連接機構俯視圖。圖2c是本實用新型固定連接機構立體圖。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型作進一步的說明參照圖1 機組底架1上安裝有柴油機5和垂直反車調速型耦合器傳動箱3。柴油 機5與垂直反車調速型耦合器傳動箱3通過輸入萬向軸4連接；垂直反車調速型耦合器傳 動箱3與泥漿泵通過輸出萬向軸2實現直聯連接；機組底架1與泥漿泵底架13之間設有兩 套固定連接機構。輸入萬向軸4的軸線與輸出萬向軸2的軸線相平行，輸入萬向軸4的軸 線低于輸出萬向軸2的軸線。參照圖2 固定連接機構的安裝底板8通過固定螺栓9緊固在泥漿泵底架7上，縱 向伸出的卡座6焊接在安裝底板8上，機組底架1上的吊裝桿12緊壓在卡座6上，卡蓋11 通過銷釘10固定在卡座6上，達到固定兩底架的目的。并且降低了泥漿泵振動對動力機組 的影響，實現了機組的正常傳動，解決了機組的運用可靠性問題。使機組與相鄰底架之間的 連接牢固，使機組的傳動更加平穩，可靠性得到提高。垂直反車調速型耦合器傳動箱3上安裝有控制箱，可以實現在柴油機轉速一定的 情況下，實現輸出轉速的無級變化，也可以使泥漿泵實現瞬時離合，實現循環泥漿的快速供 給和切斷。還可以實現柴油機與調速型耦合器的聯合控制，使調速性能更加優異。
權利要求一種直聯驅動集成機組，其特征在于機組底架(1)與泥漿泵底架(13)之間設有兩套固定連接機構；機組底架(1)上安裝有柴油機(5)和垂直反車調速型耦合器傳動箱(3)；柴油機(5)與垂直反車調速型耦合器傳動箱(3)通過輸入萬向軸(4)聯接；垂直反車調速型耦合器傳動箱(3)與泥漿泵通過輸出萬向軸(2)聯接；輸入萬向軸(4)的軸線與輸出萬向軸(2)的軸線相平行，輸入萬向軸(4)的軸線低于輸出萬向軸(2)的軸線。
2.根據權利要求1所述的直聯驅動集成機組，其特征在于所述的固定連接機構的安 裝底架(8)通過固定螺栓(9)緊固在泥漿泵底架(13)上；縱向伸出的卡座(6)焊接在安裝 底板⑶上，機組底架⑴上的吊裝桿(12)緊壓在卡座(6)上，卡蓋(11)通過銷釘(10) 固定在卡座(6)上。
3.根據權利要求1所述的直聯驅動集成機組，其特征在于垂直反車調速型耦合器傳 動箱(3)安裝有控制箱。
專利摘要一種直聯驅動集成機組，其機組底架是機組部件的安裝平臺，機組底架上安裝有柴油機、垂直反車調速型耦合器傳動箱；柴油機與垂直反車調速型耦合器傳動箱通過一根較短萬向軸相連，柴油機、垂直反車調速型耦合器傳動箱輸入中心高保持一致，垂直反車調速型耦合器傳動箱輸出軸線高于柴油機輸入軸線，以達到與泥漿泵輸入軸進行直接聯接匹配的目的；垂直反車調速型耦合器傳動箱輸出端通過萬向軸與泥漿泵直接連接，機組可以對泥漿泵實現無級調速和離合功能。機組底架與泥漿泵底架之間有兩套固定連接機構，使兩底架保持穩固連接，使機組平穩、安全運行。
文檔編號F04B49/02GK201627692SQ20092028830
公開日2010年11月10日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者張宗峰 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司