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一种注入头


技术摘要:
本发明涉及一种石油钻采设备,具体涉及一种注入头,其包括第一交流变频电机、第一传动组件和第一作动件,第一交流变频电机与第一作动件通过第一传动组件相连;还包括第二交流变频电机、第二传动组件和第二作动件,第二交流变频电机与第二作动件通过第二传动组件相连;  全部
背景技术:
注入头作为油气田连续管作业机或连续管钻机的核心设备,广泛应用于石油天然 气增产或钻井施工过程中。传统驱动形式的注入头的主驱动均为液压马达驱动,这种型式 的注入头有以下几个方面的问题: 1.受液压马达最低运行速度的限制,传统液压马达 减速器驱动、液压马达直接驱 动的注入头有一个极限最低运行速度,如果注入头要低于此速度运行,则会出现爬行而无 法稳定运行。 2.由于液压马达流量大,液压管线口径较大。另外,由于注入头高空作业,需要从 地面液压站引入液压动力,需要从地面连接大口径液压管线,受弯曲半径的限制。需要的液 压管线滚筒直径较大,占用的车上空间较大。 3.液压马达驱动注入头控制精度不高。
技术实现要素:
本发明的目的在于:针对现有技术中液压驱动注入头存在的问题,提供一种注入 头。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为: 一种注入头,包括第一交流变频电机、第一传动组件和第一作动件,第一交流变频 电机与第一作动件通过第一传动组件相连;还包括第二交流变频电机、第二传动组件和第 二作动件,第二交流变频电机与第二作动件通过第二传动组件相连;其中,第一交流变频电 机与第二交流变频电机协调工作,第一作动件和第二作动件协调工作。本发明提供的上述 方案中,采用交流变频电机驱动注入头上的作动件,从而注入油管,相比于现有技术中采用 液压方式驱动的方案,能够避免低速运行下的爬行现象,避免液压管线,减小占地空间,提 供高精度控制。与其他电驱方式相比,采用交流变频电机驱动,能够满足大型号的注入头的 功率要求,成本方面更具优势。第一交流变频电机与第二交流变频电机协调工作,相对于通 过其中一个的转矩输出值控制另一个的转矩的方式,避免了二者在控制时间上的时差和滞 后性,从而避免对连续油管产生损伤。 作为本发明的一种可选的方案,第一作动件包括链轮,第二作动件包括链轮。 作为本发明的一种可选的方案,该注入头还包括箱体,第一作动件和第二作动件 设置于箱体内,第一交流变频电机和第二交流变频电机连接于箱体上。 作为本发明的一种可选的方案,第一交流变频电机和第二交流变频电机布置于箱 体的同侧,或第一交流变频电机和第二交流变频电机分别布置于箱体上相对的两侧。通过 上述方案,第一交流变频电机和第二交流变频电机的布置方式更加灵活。 作为本发明的一种可选的方案,该注入头还包括第一制动器和第二制动器;第一 4 CN 111734371 A 说 明 书 2/5 页 制动器与第一交流变频电机或第一传动组件相连,第二制动器与第二交流变频电机或第二 传动组件相连。 作为本发明的一种可选的方案,该注入头还包括第一编码器和第二编码器,第一 编码器与第一交流变频电机相连,第二编码器与第二交流变频电机相连。 作为本发明的一种可选的方案,第一传动组件包括第一减速器,第一减速器的输 入端与第一交流变频电机相连,输出端与第一作动件相连;第二传动组件包括第二减速器, 第二减速器的输入端与第一交流变频电机相连,输出端与第二作动件相连。通过设置减速 器,对交流变频电机进行降速增扭后,再将转矩传递给作动件,从而满足连续油管注入作业 的要求。 作为本发明的一种可选的方案,第一交流变频电机与第一减速器分别设置于第一 作动件的两侧;第二交流变频电机与第二减速器分别设置于第二作动件的两侧。 作为本发明的一种可选的方案,第一传动组件还包括第一高速轴,第一减速器的 输入端与第一交流变频电机通过第一高速轴相连,第一作动件上设有用于供第一高速轴穿 过的第一通孔,第一减速器的输出端与第一作动件相连;第二传动组件还包括第二高速轴, 第二减速器与第二交流变频电机通过第二高速轴相连,第二作动件上设有用于供第二高速 轴穿过的第二通孔,第二减速器的输出端与第二作动件相连。通过上述的结构,高速轴与减 速器输出轴虽然布置于同一条直线上,但却可以互不干涉,从而减小了该注入头的占用空 间,布局更为紧凑。 作为本发明的一种可选的方案,第一减速器和第二减速器均为行星减速器,第一 减速器的输出端套设于第一减速器的输入端的外侧;第二减速器的输出端套设与第二减速 器的输入端的外侧。 作为本发明的一种可选的方案,第一传动组件还包括第一联轴器、第一角传动箱, 第一交流变频电机通过第一联轴器与第一角传动箱相连,第一角传动箱与第一减速器的输 入端相连;第二传动组件还包括第二联轴器、第二角传动箱,第二交流变频电机通过第二联 轴器与第二角传动箱相连,第二角传动箱与第二减速器的输入端相连。 综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是: 电机没有液马达低速不稳定的问题,理论上可以极低趋于0的速度运行。所以电驱 动型式的注入头提升与下放速度可以低至趋近于0,以适应日趋复杂的连续管作业工况。 没有了大流量液压马达,高空作业的电驱注入头不需要大口径的液压管线,液压 软管滚筒可以做得很小,节省了有限的车上空间。 由于交流变频电机可实现变频数字控制,调节精度高,从而可以实现注入头更加 平稳的加减速。 新型电驱动注入头能够适应目前具有绿色环保优势的电驱动压裂设备、连续管设 备的要求。 电机代替液压马达,减少现场漏油隐患点,减少现场污染。 该注入头的机械结构布局合理,可实现多种不同的布局方式,占用空间小。 交流变频电机能够满足大型号的注入头的功率要求,成本方面更具优势。 5 CN 111734371 A 说 明 书 3/5 页 附图说明 图1是本发明实施例1提供的注入头(第一交流变频电机和第二交流变频电机位于 箱体的同侧,编码器和制动器布置在交流变频电机处)的结构示意图。 图2是图1中A部的局部放大图。 图3是本发明实施例1中的第一高速轴与减速器相连的结构示意图。 图4是本发明实施例1提供的注入头(第一交流变频电机和第二交流变频电机位于 箱体的同侧,编码器和制动器布置在减速器处)的结构示意图。 图5是本发明实施例1提供的注入头(第一交流变频电机和第二交流变频电机位于 箱体的相对两侧,编码器和制动器设置于交流变频电机上)的结构示意图。 图6是本发明实施例1提供的注入头(第一交流变频电机和第二交流变频电机位于 箱体的相对两侧,编码器和制动器设置于减速器上)的结构示意图。 图7是本发明实施例2提供的注入头的结构示意图。 图标:1a-第一减速器;1b-第二减速器;2-箱体;3a-第一作动件;31a-第一通孔; 3b-第二作动件;4a-第一交流变频电机;4b-第二交流变频电机;5a-第一编码器;5b-第二编 码器;6a-第一制动器;6b-第二制动器;7a-第一高速轴;8a-第一联轴器;8b-第二联轴器; 9a-第一角传动箱;9b-第二角传动箱。
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