[实用新型]一种用于深孔取心的高速电驱动顶驱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻探设备，具体涉及一种用于深孔取心的高速电驱动顶驱。

背景技术

随着国民经济的快速发展，对资源的要求相应提高，深层勘探找矿成为主要攻坚对象。未来勘查重点将由浅表逐步转向深部勘查与开发以发掘第二找矿空间的资源潜力。

传统岩心勘探用的立轴回转式钻机是广泛使用的一种机型，目前已经不能很好的满足现代化钻探施工要求。立轴回转式钻机为机械传动回转方式钻探，该钻机的整个传动链均为硬连接，这使得齿轮的工作状况很恶劣，在钻探过程中很容易发生齿轮损坏的情况，从而使得钻探工作的难度和故障率增大。并且立轴回转式钻机的给进行程短，工作效率低，操作工人的劳动强度大，预防及处理孔内事故的能力和反应速度差，对于目前高效、安全钻探的要求相距甚远。

另外一种应用较多的全液压岩芯钻机多为液压变量马达驱动，该型钻机经过减速器带动穿过主轴的钻杆进行钻孔施工。但是液压传动系统的工作效率低，钻探能耗大，顶驱的总功率小，导致其回转操作时无法实现瞬时重载，对复杂地层的应对能力很弱，在钻探操作过程中较容易出现孔内事故；并且全液压岩芯钻机的提钻时间长，降低了钻探的效率。所以，现有的钻探设备已不能很好适应深孔取芯施工的需求。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于深孔取芯的高速电驱动顶驱，该顶驱由交流变频电机直接驱动主轴回转，能够从静止到高速回转大范围的调速控制，在高速回转时也可承担重载，并且能够远程电动控制，液压辅助动作，自动加接钻杆，具有节能、高效的运行特点。

为解决上述问题，本实用新型采用技术方案为：

一种用于深孔取心的高速电驱动顶驱，该顶驱设有竖向的托架，托架的后侧面通过滚轮与钻塔上的导轨滑接，托架的正侧面设置有水龙头和驱动电机，顶驱的驱动电机为直驱电机，该直驱电机竖向设置于托架正侧面的中部，且直驱电机设有两头均穿出电机的中空电机主轴，电机主轴的下端与摆管上卸扣装置的主轴连接，摆管上卸扣装置的主轴下端通过主轴防保接头直接与钻杆转换接头连接，该钻杆转换接头与取心钻杆连接。

本实用新型为了实现自动的加接、上紧和卸开钻杆，减少人工操作的误差和体力消耗，较佳的技术方案有，直驱电机的主轴下端外侧设有反扭矩挡板，主轴下端的外侧还设有旋转头组件；该旋转头组件通过两个吊环与吊卡连接；旋转头的下端设有反扭矩板和背钳。

本实用新型为了实现钻井液的高效循环，实时检测直驱电机主轴的转速，较佳的技术方案还有，水龙头的上部设有用于循环钻井液的鹅颈管；托架的正侧面通过防转板与水龙头连接，水龙头的下端通过水龙头连接法兰与用于监测直驱电机转速的编码器减速箱外壳连接，编码器减速箱的主轴套在直驱电机的主轴上端；水龙头主轴的下端穿过编码器减速箱与直驱电机主轴上端连接。

本实用新型为了能够实现液压控制顶驱的钻探作业过程，较佳的技术方案还有，托架中部还设有液压系统，液压系统包括液压泵机、液控阀组、蓄能器和液压油箱，液压泵机通过液压管路分别与液控阀组和液压油箱连接；液控阀组通过液压管路与托架上的蓄能器连接。

本实用新型为了能够实现人工控制顶驱的钻探作业过程，较佳的技术方案还有，顶驱还设有用于控制顶驱工作的电气传动与控制系统，电气传动与控制系统包括电控本体箱、顶驱控制器和变频器，电控本体箱通过信号线路与顶驱控制室中的顶驱控制器连接；电控本体箱通过控制线路还与液压泵机、液控阀组和连接；顶驱控制器通过控制线路与用于控制直驱电机工作的变频器连接。

本实用新型为了实现通过液压控制吊环和吊卡的倾斜，较佳的技术方案还有，托架上还设有两个用于倾斜吊环和吊卡的倾斜油缸，两个倾斜油缸的一端连接于旋转头的外侧，两个倾斜油缸的另一端分别连接于吊环的中下部；倾斜油缸通过液压管路与液控阀组连接。

本实用新型为了实现对于顶驱的竖直平衡的调节，较佳的技术方案还有，水龙头上还设有用于提升顶驱的提环，提环上设有两个用于调整顶驱竖直位置的平衡油缸，两个平衡油缸通过液压管路分别与液控阀组连接。

本实用新型为了将顶驱固定在钻塔上以克服钻探过程中的反扭矩力，较佳的技术方案还有，托架后侧面的两侧分别设有上下两组滚轮，滚轮夹持在与钻塔连接的导轨两侧。

本实用新型为了保护顶驱不受损坏，较佳的技术方案还有，托架的正侧面设有用于保护顶驱的防护栏。

本实用新型为了提高顶驱的钻探性能，扩大顶驱的作业范围，较佳的技术方案还有，直驱电机为具有低速大扭矩、高速恒功率特性的交流变频电机；顶驱驱动的钻杆为不墩粗的外平钻杆。