自动无级变速钻修井顶驱制造技术

一种自动无级变速钻修井顶驱，包括上箱体、下箱体、中心轴、变扣接头、马达齿轮和马达，其特征是输入齿轮与马达齿轮啮合，输入齿轮与调扭中心齿轮、中心非圆齿轮固连一体；在中心轴上键连接输出圆柱齿轮；在中心轴上通过行星架组装转动的非圆行星齿轮，非圆行星齿轮啮合中心非圆齿轮；在非圆行星齿轮内通过花键连接螺旋轴；在非圆行星齿轮的空心轴外套装双连行星齿轮；双连行星齿轮的分别啮合输出圆柱齿轮、功率分流齿轮；在非圆行星齿轮内螺纹连接扭矩设定齿轮；在隔板与扭矩设定齿轮间组装凸轮，凸轮内孔中组装聚氨酯弹簧；在中心轴上转动连接功率分流齿轮。本实用新型专利技术的优点是在钻修井中发生钻柱憋钻或卡钻能确保整体装备系统不受破坏，使用安全，保证高效工作。同时在钻柱上提过程中发生工具或被打捞落物造成卡阻时，能解除卡阻。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种油田采油井的钻修井顶驱，特别是一种自动无级变速钻修井顶驱。
技术介绍
目前，油田采油井利用钻柱钻修井时，一般均采用现有的动力水龙头作为动力传 动装置，在钻修井工作中时有发生钻柱憋钻或卡钻现象，此时钻柱负荷扭矩突然加大，甚至 输出扭矩无限增大而毁坏机件和装备系统。同时，在钻柱上提过程中也易发生相关工具或 被打捞落物遇到套管变形区或接箍环空时造成卡阻现象，从而影响钻修井的工作效率。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种自动无级变速钻修井顶驱，在钻修井工作中发生钻 柱憋钻或卡钻，钻柱负荷扭矩突然加大时，转速能迅速降低至零或负转速，不待钻柱储存的 变形扭转力消失，钻柱能迅速解除憋钻或卡钻并很快恢复正常转速，保护系统安全。同时在 钻柱上提过程中发生相关工具或被打捞落物遇到套管变形区或接箍环空时造成卡阻时，能 以迅速降速形式解除卡阻，从而提高钻修井的工作效率。 本技术的目的是通过如下技术方案实现的它包括带进水鹅颈管的上箱体、 下箱体、带通水孔的中心轴、变扣接头、马达齿轮和马达，其特征是在中心轴上转动连接输 入齿轮，输入齿轮与马达齿轮啮合，在中心轴上转动连接调扭中心齿轮和中心非圆齿轮，输 入齿轮与调扭中心齿轮、中心非圆齿轮固连一体，实现同步转动；在中心轴上通过键连接输 出圆柱齿轮；在中心轴上转动连接行星架，在行星架上组装转动的非圆行星齿轮，非圆行星 齿轮啮合中心非圆齿轮；在非圆行星齿轮的延伸空心轴内通过花键连接具有螺旋槽的螺旋 轴；在非圆行星齿轮的延伸空心轴外套装能转动的双连行星齿轮；双连行星齿轮的一个齿 轮啮合中心轴上的输出圆柱齿轮，另一个齿轮啮合中心轴上的功率分流齿轮；在双连行星 齿轮延伸空心轴内键连接与螺旋轴配合的螺母，在双连行星齿轮的空心轴端部固接透盖， 在螺母与透盖之间组装聚氨酯弹簧；在非圆行星齿轮内螺纹连接扭矩设定齿轮，扭矩设定 齿轮啮合调扭中心齿轮；在非圆行星齿轮的延伸空心轴内固装隔板，在隔板与扭矩设定齿 轮之间组装凸轮，凸轮通过花键连接在非圆行星齿轮内，凸轮设置内孔，内孔中组装聚氨酯 弹簧，在凸轮的外端螺纹连接调整丝圈，调整丝圈内端接触聚氨酯弹簧；在隔板与螺旋轴之 间设置聚氨酯弹簧；在中心轴上转动连接功率分流齿轮；在功率分流齿轮和下箱体的箱壁 之间组装逆止器。 上述的凸轮在配合端面上沿周向设置两个斜坡凸台；扭矩设定齿轮设置两个与凸轮相配合的两个斜坡凸台，两个零件的斜坡凸台的斜坡接触，并能沿斜坡滑动。 本技术的积极效果是在钻修井工作中发生钻柱憋钻或卡钻，钻柱负荷扭矩突然加大时，转速能迅速降低至零或负转速，不待钻柱储存的变形扭转力消失，钻柱能迅速解除憋钻或卡钻并很快恢复正常转速，确保整体装备系统不受破坏，使用安全，保证高效工作。同时在钻柱上提过程中发生相关工具或被打捞落物遇到套管变形区或接箍环空时造成卡阻时，能以迅速降速形式解除卡阻，从而提高钻修井的工作效率。附图说明图l是本技术的结构示意图。图2是本技术的内部结构放大示意图。图3是扭矩设定齿轮部分和输入齿轮部分放大示意图。图4是非圆齿轮和输出齿轮部分放大示意图。图5是扭矩设定齿轮与凸轮组装结构分解立体示意图。图6与图7分别是扭矩设定齿轮、凸轮配合面上的斜坡凸台圆周展开示意图。图8是变速传动状态示意图。图9是自锁状态下传动示意图。图10是功率分流齿轮上组装棘爪示意图。图11是图10的左视图。具体实施方式见图l-4，本技术具体结构如下带进水鹅颈管19的上箱体18上固定组装马 达24，马达24的轴伸17组装马达齿轮15。上箱体18与下箱体3通过连接件固接为一个箱 体。在箱体内转动组装中心轴2，中心轴2的端部螺纹连接变扣接头1。中心轴2设置通水 孔，并与进水鹅颈管19相通。在中心轴2上通过轴承转动连接输入齿轮16，输入齿轮16与 马达齿轮15啮合。在中心轴2上转动连接调扭中心齿轮16-1和中心非圆齿轮26，输入齿 轮16与调扭中心齿轮16-1、中心非圆齿轮26通过端面键将三者固连一体，实现同步转动。 在中心轴2上通过键连接输出圆柱齿轮7，以及通过轴承转动连接功率分流齿轮6。在中心 轴2上通过轴承转动连接行星架ll，在行星架11上组装转动的非圆行星齿轮12，非圆行星 齿轮12啮合中心非圆齿轮26。在非圆行星齿轮12的延伸空心轴8内通过花键连接具有螺 旋槽的螺旋轴5。在非圆行星齿轮12的延伸空心轴8外套装能转动的双连行星齿轮9，两 者是通过在内外壁上开设内外圆周沟道，在圆周沟道内装满钢球29(实现轴承功能)实现 转动，并在外壁上开有钢球装入孔，孔上组装丝堵。双连行星齿轮9设置两个齿轮，一个齿 轮9-2啮合中心轴2上的输出圆柱齿轮7，另一个齿轮9-1啮合中心轴2上的功率分流齿 轮6。在双连行星齿轮9延伸空心轴内键连接与螺旋轴5配合的螺母28，在双连行星齿轮 9的空心轴端部固接透盖20，在螺母28与透盖20之间组装聚氨酯弹簧27(聚氨酯弹簧即 具有弹性的聚氨酯材料的柱状零件)，在非圆行星齿轮12内螺纹连接扭矩设定齿轮14，扭 矩设定齿轮14啮合调扭中心齿轮16-1。在非圆行星齿轮12的延伸空心轴内固装隔板22， 在隔板22与扭矩设定齿轮14之间组装凸轮25，见图5、6、7，凸轮25通过花键25_1连接在 非圆行星齿轮12内，凸轮25的配合端面沿周向设置两个斜坡凸台25-2，(图5中的另一个 斜坡凸台在相对位置，图中未示出)。扭矩设定齿轮14设置两个斜坡凸台14-1，两个斜坡 凸台25-2通过斜坡接触两个斜坡凸台14-1，并能沿斜坡向上滑动，反向则两端面卡住。凸 轮25设置内孔，内孔中组装聚氨酯弹簧13，在凸轮25的外端螺纹连接调整丝圈23，调整丝 圈23内端接触聚氨酯弹簧13。在隔板22与螺旋轴5之间设置聚氨酯弹簧10 ;在中心轴2 上通过轴承转动连接功率分流齿轮6。在下箱体3的箱壁上固定零输出止动座4，零输出止动座4的端面上设置沿圆周分布的棘齿4-l，见图10、11，在功率分流齿轮6的端面上设置 与棘齿4-1配合的棘爪6-l，棘爪6-1 —侧设置弹簧6-2构成逆止器。 工作原理 1、无级变速 见图8，行星架11上装有圆柱形齿轮9-2、非圆行星齿轮12，中心轴2上设有输出 圆柱齿轮7，中心非圆齿轮26。两非圆齿轮12和26为全等齿轮，两圆柱齿轮7和9_2的传 动比为l : 1.5-1 : 2，非圆齿轮的长半径与输出圆柱齿轮7的节元半径相等，短半径与圆 柱形齿轮9-2半径相等。见图9，当中心非圆齿轮26转到长半径时两齿轮付传动比相等时， 传动发生自锁，中心非圆齿轮26与输出圆柱齿轮7同步旋转，传动比为1。当输出圆柱齿轮 7的负载增大时，聚氨酯弹簧10被促动，中心非圆齿轮26离开自锁区进入变速传动状态，这 样的自锁、离开，交替循环变化促成的变速传动状态随着负载变化，负载减小时转速上升， 行星架10上的行星轴相当于两级标准减速器的II轴，差别在于能周转成自动无级变速，行 星轴的挠性联接可以促动自动无级变速，还可以维持转速均匀变速灵敏。 2、输出轴零转速的控制，即输出轴的零转速和扭矩值无限增大的控制等 功率分流齿轮6与双连行星齿轮9的一个齿轮9-1传动比大于输出齿轮付7、9_2 传动比，比输出齿轮付转速低并且是空转，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动无级变速钻修井顶驱，它包括带进水鹅颈管的上箱体、下箱体、带通水孔的中心轴、变扣接头、马达齿轮和马达，其特征是：在中心轴上转动连接输入齿轮，输入齿轮与马达齿轮啮合，在中心轴上转动连接调扭中心齿轮和中心非圆齿轮，输入齿轮与调扭中心齿轮、中心非圆齿轮固连一体，实现同步转动；在中心轴上通过键连接输出圆柱齿轮；在中心轴上转动连接行星架，在行星架上组装转动的非圆行星齿轮，非圆行星齿轮啮合中心非圆齿轮；在非圆行星齿轮的延伸空心轴内通过花键连接具有螺旋槽的螺旋轴；在非圆行星齿轮的延伸空心轴外套装能转动的双连行星齿轮；双连行星齿轮的一个齿轮啮合中心轴上的输出圆柱齿轮，另一个齿轮啮合中心轴上的功率分流齿轮；在双连行星齿轮延伸空心轴内键连接与螺旋轴配合的螺母，在双连行星齿轮的空心轴端部固接透盖，在螺母与透盖之间组装聚氨酯弹簧；在非圆行星齿轮内螺纹连接扭矩设定齿轮，扭矩设定齿轮啮合调扭中心齿轮；在非圆行星齿轮的延伸空心轴内固装隔板，在隔板与扭矩设定齿轮之间组装凸轮，凸轮通过花键连接在非圆行星齿轮内，凸轮设置内孔，内孔中组装聚氨酯弹簧，在凸轮的外端螺纹连接调整丝圈；在隔板与螺旋轴之间设置聚氨酯弹簧；在中心轴上转动连接功率分流齿轮；在功率分流齿轮和下箱体的箱壁之间组装逆止器。...

【技术特征摘要】
一种自动无级变速钻修井顶驱，它包括带进水鹅颈管的上箱体、下箱体、带通水孔的中心轴、变扣接头、马达齿轮和马达，其特征是在中心轴上转动连接输入齿轮，输入齿轮与马达齿轮啮合，在中心轴上转动连接调扭中心齿轮和中心非圆齿轮，输入齿轮与调扭中心齿轮、中心非圆齿轮固连一体，实现同步转动；在中心轴上通过键连接输出圆柱齿轮；在中心轴上转动连接行星架，在行星架上组装转动的非圆行星齿轮，非圆行星齿轮啮合中心非圆齿轮；在非圆行星齿轮的延伸空心轴内通过花键连接具有螺旋槽的螺旋轴；在非圆行星齿轮的延伸空心轴外套装能转动的双连行星齿轮；双连行星齿轮的一个齿轮啮合中心轴上的输出圆柱齿轮，另一个齿轮啮合中心轴上的功率分流齿轮；在双连行星齿轮延伸空心轴内键连接与螺旋轴配合的螺母，在双连行星齿轮的空心轴端部固接透盖，在螺母与透盖之间组装聚氨酯弹簧；在非圆行星齿轮内螺纹连接扭矩设定齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伟志，刘宝，严玉中，张景利，周政家，曹希朋，周德育，
申请(专利权)人：沈阳龙德石油技术开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]