具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车制造技术

本发明专利技术公开了一种具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，包括传动部分和控制部分，传动部分的结构是，包括绞车底座，绞车底座作为安装基础；在绞车底座上沿纵向同轴安装有一对左滚筒轴承座和一对右滚筒轴承座；一对左滚筒轴承座上安装有左滚筒，左滚筒通过左滚筒主轴联轴器与左滚筒减速箱传动连接，左滚筒减速箱通过两个左滚筒电机联轴器分别与一个左滚筒变频电机单元对应传动连接；一对右滚筒轴承座上安装有右滚筒，右滚筒通过右滚筒主轴联轴器与右滚筒减速箱传动连接，右滚筒减速箱通过两个右滚筒电机联轴器分别与一个右滚筒变频电机单元对应传动连接。本发明专利技术的装置，结构紧凑，使用灵活，工作可靠。

One type double drum drilling winch with compensation function

【技术实现步骤摘要】
具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车
本专利技术属于海洋石油钻井装备
，涉及一种具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车。
技术介绍
海洋浮式钻井设备是海洋深水、超深水领域油气勘探开发的主要装备之一，但是海洋浮式钻井设备受到海洋条件下风、浪、流的影响存在较大的升沉运动，升沉运动对钻井装置的正常作业影响较大，为确保钻井作业的正常进行，海洋浮式钻井设备的钻井装置须配置用于抵消平台升沉运动的升沉补偿机构，升沉补偿机构的优劣也成为衡量海洋浮式钻井设备性能的关键性指标。目前广泛使用的升沉补偿机构包括天车补偿机构、游车补偿机构、绞车补偿机构、死绳补偿机构等，都基本解决了平台升沉运动对钻井装置所产生的影响，但是也都存在一定不足。比如：天车补偿机构布置在井架顶部，其不仅对井架的强度影响较大，同时重心位置较高；游车补偿机构由于其结构形式的制约，补偿能力偏小，很难适应深水、超深水钻井装置大吨位的实际需求；死绳补偿机构的结构复杂，对钻井装置其他设备的布置影响较大等；绞车补偿机构的工作效率偏低、能耗较大，因此，继续研制一种新的升沉补偿机构，解决现有补偿机构的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，解决了现有技术中结构复杂，补偿能力偏小，能耗较大的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，包括传动部分和控制部分，传动部分的结构是，包括绞车底座，绞车底座作为安装基础；在绞车底座上沿纵向同轴安装有一对左滚筒轴承座和一对右滚筒轴承座；一对左滚筒轴承座上安装有左滚筒，左滚筒通过左滚筒主轴联轴器与左滚筒减速箱传动连接，左滚筒减速箱通过两个左滚筒电机联轴器分别与一个左滚筒变频电机单元对应传动连接；一对右滚筒轴承座上安装有右滚筒，右滚筒通过右滚筒主轴联轴器与右滚筒减速箱传动连接，右滚筒减速箱通过两个右滚筒电机联轴器分别与一个右滚筒变频电机单元对应传动连接。本专利技术的具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，其特征还在于：所述的左滚筒上安装有左滚筒盘刹，右滚筒上安装有右滚筒盘刹。所述的左滚筒上另外安装有左滚筒护罩，右滚筒上另外安装有右滚筒护罩。所述的控制部分的结构是，每个左滚筒变频电机单元分别配套连接有多个左变频单元，左侧的所有左变频单元共同连接有左PLC控制器，每个右滚筒变频电机单元分别配套多个右变频单元，右侧的所有右变频单元共同连接有和右PLC控制器，形成左右两套各自独立的滚筒驱动控制系统；左滚筒与右滚筒分别配置有独立的编码器，分别提供位置及速度信号，左滚筒上的左编码器与左PLC控制器信号连接，右滚筒上的右编码器与右PLC控制器信号连接；加速度传感器与逻辑控制单元信号连接，逻辑控制单元输出端同时与左PLC控制器信号和右PLC控制器信号连接。所述的左PLC控制器和右PLC控制器各一个，共计两个；左变频单元和右变频单元的数量与绞车所配主电机数量一一对应。本专利技术的有益效果是，在一台绞车底座上集成了两只滚筒及对应的驱动单元，采用独立的控制模式实现了两只滚筒独立驱动或联合驱动，同时融合了补偿功能，从而实现了绞车经济、高效的工作特性；基于该双滚筒绞车提出了针对单游吊钻机系统、双游吊钻机系统的布置模式，增强了钻机的提升能力及补偿作业能力，进一步简化了浮式钻井装置的配置，既满足了现有海洋浮式装置作业的需求，同时也解决了现有绞车补偿装置工作效率低、能耗大的不足，适用于半潜式钻井平台、钻井船等海洋浮式钻井设备。附图说明图1是本专利技术钻井绞车传动部分的前视结构示意图；图2是本专利技术钻井绞车传动部分的俯视结构示意图；图3是本专利技术钻井绞车控制部分的框图；图4是本专利技术的双滚筒绞车20用于单游吊系统穿绳方式；图5是本专利技术的双滚筒绞车20用于双井口作业穿绳方式；图6是采用本专利技术钻井绞车的双游吊系统方案图A；图7是采用本专利技术钻井绞车的双游吊系统方案图B。图中，1.左滚筒变频电机单元，2.左滚筒电机联轴器，3.左滚筒减速箱，4.左滚筒主轴联轴器，5.左滚筒轴承座，6.左滚筒盘刹，7.左滚筒，8.右滚筒变频电机单元，9.右滚筒电机联轴器，10.右滚筒减速箱，11.右滚筒主轴联轴器，12.右滚筒轴承座，13.右滚筒盘刹，14.右滚筒，15.绞车底座，16.左滚筒护罩，17.右滚筒护罩，18.天车轮总成，19.游车轮总成，20.双滚筒绞车，21.钢丝绳，22.A井口绞车，23.B井口绞车，24.A井口钢丝绳，25.B井口钢丝绳，26.A井口游车滑轮组，27.B井口游车滑轮组，28.A井口死绳轮，29.B井口死绳轮，30.A井口快绳轮，31.B井口快绳轮，32.双井架，33.底座，34.A井口，35.B井口，36.加速度传感器，3.7.左编码器，38.右编码器，39.左变频单元，40.右变频单元，41.左PLC控制器，42.右PLC控制器，43.逻辑控制单元。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术钻井绞车(附图中标示为双滚筒绞车20)包括传动部分和控制部分，参照图1、图2，传动部分的结构是，包括绞车底座15，绞车底座15作为安装基础；在绞车底座15上沿纵向同轴安装有一对左滚筒轴承座5和一对右滚筒轴承座12；一对左滚筒轴承座5上安装有左滚筒7，左滚筒7通过左滚筒主轴联轴器4与左滚筒减速箱3传动连接，左滚筒减速箱3通过两个左滚筒电机联轴器2分别与一个左滚筒变频电机单元1对应传动连接，左滚筒变频电机单元1包括上下各两台总共四台电机；一对右滚筒轴承座12上安装有右滚筒14，右滚筒14通过右滚筒主轴联轴器11与右滚筒减速箱10传动连接，右滚筒减速箱10通过两个右滚筒电机联轴器9分别与一个右滚筒变频电机单元8对应传动连接；左滚筒7上安装有左滚筒盘刹6，右滚筒14上安装有右滚筒盘刹13；左滚筒7上另外安装有左滚筒护罩16，右滚筒14上另外安装有右滚筒护罩17。参照图3，控制部分的结构是，每个左滚筒变频电机单元1分别配套连接有多个左变频单元39，左侧的所有左变频单元39共同连接有左PLC控制器41，每个右滚筒变频电机单元8分别配套多个右变频单元40，右侧的所有右变频单元40共同连接有和右PLC控制器42，形成左右两套各自独立的滚筒驱动控制系统；左滚筒7与右滚筒14分别配置有独立的编码器，分别提供位置及速度信号，左滚筒7上的左编码器37与左PLC控制器41信号连接，右滚筒14上的右编码器38与右PLC控制器42信号连接；加速度传感器36与逻辑控制单元43信号连接，逻辑控制单元43输出端同时与左PLC控制器41信号和右PLC控制器42信号连接。实际控制过程中，加速度传感器36将测得的升沉加速度信号经过逻辑控制单元43运算后，将信号传输给两台独立的PLC控制器，每台PLC控制器分别驱动各自的变频单元，左变频单元39控制左滚筒变频电机单元1旋转，左滚筒电机1驱动左滚筒7旋转；右滚筒14与左滚筒7控制原理相同；逻辑控制单元43可将升沉加速度信号按照需要进行处理，并按照实际的需要输出到左滚筒变频电机单元1驱动单元和(或)右滚筒变频电机单元8，使得左滚筒7与右滚筒14进行独立驱动或联合驱动，以实现左滚筒7与右滚筒14单独或联合完成升沉补偿作用的旋转。实施例中，左PLC控制器41和右PLC控制器42各一个，共计两个，确保单套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，其特征在于：包括传动部分和控制部分，传动部分的结构是，包括绞车底座(15)，绞车底座(15)作为安装基础；在绞车底座(15)上沿纵向同轴安装有一对左滚筒轴承座(5)和一对右滚筒轴承座(12)；一对左滚筒轴承座(5)上安装有左滚筒(7)，左滚筒(7)通过左滚筒主轴联轴器(4)与左滚筒减速箱(3)传动连接，左滚筒减速箱(3)通过两个左滚筒电机联轴器(2)分别与一个左滚筒变频电机单元(1)对应传动连接；一对右滚筒轴承座(12)上安装有右滚筒(14)，右滚筒(14)通过右滚筒主轴联轴器(11)与右滚筒减速箱(10)传动连接，右滚筒减速箱(10)通过两个右滚筒电机联轴器(9)分别与一个右滚筒变频电机单元(8)对应传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，其特征在于：包括传动部分和控制部分，传动部分的结构是，包括绞车底座(15)，绞车底座(15)作为安装基础；在绞车底座(15)上沿纵向同轴安装有一对左滚筒轴承座(5)和一对右滚筒轴承座(12)；一对左滚筒轴承座(5)上安装有左滚筒(7)，左滚筒(7)通过左滚筒主轴联轴器(4)与左滚筒减速箱(3)传动连接，左滚筒减速箱(3)通过两个左滚筒电机联轴器(2)分别与一个左滚筒变频电机单元(1)对应传动连接；一对右滚筒轴承座(12)上安装有右滚筒(14)，右滚筒(14)通过右滚筒主轴联轴器(11)与右滚筒减速箱(10)传动连接，右滚筒减速箱(10)通过两个右滚筒电机联轴器(9)分别与一个右滚筒变频电机单元(8)对应传动连接。2.根据权利要求1所述的具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，其特征在于：所述的左滚筒(7)上安装有左滚筒盘刹(6)，右滚筒(14)上安装有右滚筒盘刹(13)。3.根据权利要求1所述的具有补偿功能的一体式双滚筒钻井绞车，其特征在于：所述的左滚筒(7)上另外安装有左滚筒护罩(16)，右滚筒(14)上另外安装有右滚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维旭，胡楠，杨秀菊，王安义，张鹏，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61