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地热钻井的钻机结构
申请号	CN201610292429.1	申请日	2016-05-05	公开(公告)号	CN105971520A	公开(公告)日	2016-09-28
申请人	中石化石油工程机械有限公司研究院;			发明人	黎爱军; 屈晓妮; 池胜高; 周斌; 沈珍平; 信石玉; 李超;
摘要	本发明公开了一种地热钻井的钻机结构，包括：基座；集装箱，其包括前置箱体、后置箱体；井架，其为直立套装自升式井架；动力传动系统，其包括主电机、分动箱、第一动力输出轴、第二动力输出轴、以及滚筒和转盘；以及，降噪装置，其包括隔声罩、减震底座，以形成容纳所述主电机和所述分动箱的容置空间；其中，所述主电机、所述分动箱沿靠近所述井架的方向依次安装在所述减震底座上；所述后置箱体顶部安装有一橇座；所述降噪装置、所述滚筒均安装在所述橇座上。本发明采用模块化设计，具有占地面积小、噪音污染小、移运效率高、运营成本低，适用于居民小区内的地热钻井作业的有益效果。
权利要求	1.一种地热钻井的钻机结构，其特征在于，包括: 基座；集装箱，其包括彼此间隔一定距离并分别铰接在所述基座左右两端的前置箱体和后置箱体，所述前置箱体和所述后置箱体均为内部可容纳钻井设备的中空四方体结构，其中，所述后置箱体顶部安装有一橇座；井架，其底端可旋转铰接在所述基座上，且所述井架位于所述前置箱体和所述后置箱体之间；动力传动系统，其包括主电机、与所述主电机传动连接的分动箱、安装在所述分动箱远离所述主电机的一侧上的第一动力输出轴和第二动力输出轴、以及与所述第一动力输出轴实现传动连接的滚筒和与所述第二动力输出轴实现传动连接的转盘;以及降噪装置，其套设在所述主电机和所述分动箱外部，所述降噪装置包括下部敞开设置的长方体结构的隔声罩、以及固设在所述隔声罩底部的减震底座，以形成容纳所述主电机和所述分动箱的容置空间，其中，所述隔声罩内靠近所述主电机的一侧设置有多个进气消声通道，所述隔声罩内靠近所述分动箱的一侧开设有一通孔，所述隔声罩内上表面设置有一排风消声器，所述隔声罩与所述主电机平行的两侧安装有隔声门；其中，所述主电机、所述分动箱沿靠近所述井架的方向依次安装在所述减震底座上；所述降噪装置、所述滚筒均安装在所述橇座上。 2.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述井架为直立套装自升式井架，其包括，井架本体、安装在所述井架本体顶端的滑轮、以及钢丝绳，其中，所述钢丝绳一端套设在所述滚筒外侧，另一端经由所述滑轮与位于所述井架内的游车固定连接，以拉升和收缩所述井架。 3.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述动力传动系统采用网电作为总动力源，还包括:应急电机，其与所述分动箱传动连接，且所述应急电机安装在所述减震底座上；所述主电机和所述应急电机为水冷电机。 4.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述隔声罩由罩壁，以及依次从里到外填充在所述罩壁内的隔声层、阻尼层、吸声层组成，其中，所述罩壁内侧设置有一波浪型板体，所述板体上间隔设置有第一滤波孔。 5.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述排风消声器，其包括，由内到外依次套设的消声器外筒以及消声器内筒，所述消声器内筒内固定设置有一电机、以及旋转连接在所述电机下端的多个叶轮，其中，所述消声器外筒包括中空圆柱状的罩壳、以及沿所述罩壳的长度方向扣合在所述罩壳上下两端的上盖和下盖;其中，所述消声器内筒为圆柱状曲面结构，其上间隔设置有第二滤波孔；所述罩壳内从里到外依次填充有消声材料，所述上盖和所述下盖上间隔开设多个圆孔。 6.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述进气消声通道穿过所述隔声罩的罩壁与外界连通，所述进气消声通道的横截面为V字型，其两端安装有进风口网罩，所述通孔为内壁衬有消声材料的消声管。 7.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述隔声门与所述罩壁连接处，以及所述排风消声器和所述罩壁连接处均设置有吸声垫。 8.如权利要求1所述的地热钻井的钻机结构，其特征在于，所述减震底座为橡胶制得的厚度为10〜20_的中空四面体结构，所述减震底座内部间隔排列多个弹簧。
说明书全文	地热钻井的钻机结构技术领域 [0001]本发明涉及一种钻机领域。更具体地说，本发明涉及一种采用模块化设计，具有良好隔音效果的地热钻井的钻机结构。背景技术 [0002]地热是一种来自地球内部的能量，我国中低温地热资源则遍及全国30多个省市和自治区，市场潜力巨大，其开发前景十分广阔。 [0003]中低温地热井钻井多在居民小区内钻井作业，井场面积小，要求钻井时噪音小;钻井过程中起下钻频率低，要求快速钻完井，缩短建井周期;作业成本低。 [0004]目前国内现用地热井钻机普遍采用老式的石油钻机或配置简单且比较落后的水井钻机，只是简化设备的配置，不追求设备的先进性，多采用机械传动结构，作业效率较低，噪音大，HSE方面要求不严格，钻前准备需要比较长的时间，缺乏井口机械化工具，劳动强度大，存在安全隐患，不能有效满足地热钻井在提高效率、增强地域适应性、降低成本等方面的要求。而且现有的降噪措施是将噪声源用隔声罩屏蔽起来，传统的隔声罩其结构笨重，形式单一，其隔声效果不好且不易于拆装与设备的检修，不能有效满足适用于居民小区内地热钻井的要求，这在一定程度上也影响了国内地热钻井技术的应用与发展。发明内容 [0005]本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。 [0006]本发明还有一个目的是提供一种采用模块化设计，隔音效果好、占地面积小，拆装时间短，移运效率高，运营成本低的地热钻井的钻机结构，其能够适用于居民小区内的地热钻井作业。 [0007]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种地热钻井的钻机，包括: [0008]基座； [0009]集装箱，其包括彼此间隔一定距离并分别铰接在所述基座左右两端的前置箱体和后置箱体，所述前置箱体和所述后置箱体均为内部可容纳钻井设备的中空四方体结构，其中，所述后置箱体顶部安装有一橇座； [0010]井架，其底端可旋转铰接在所述基座上，且所述井架位于所述前置箱体和所述后置箱体之间； [0011]动力传动系统，其包括主电机、与所述主电机传动连接的分动箱、安装在所述分动箱远离所述主电机的一侧上的第一动力输出轴和第二动力输出轴、以及与所述第一动力输出轴实现传动连接的滚筒和与所述第二动力输出轴实现传动连接的转盘;以及 [0012]降噪装置，其套设在所述主电机和所述分动箱外部，所述降噪装置包括下部敞开设置的长方体结构的隔声罩、以及固设在所述隔声罩底部的减震底座，以形成容纳所述主电机和所述分动箱的容置空间，其中，所述隔声罩内靠近所述主电机的一侧设置有多个进气消声通道，所述隔声罩内靠近所述分动箱的一侧开设有一通孔，所述隔声罩内上表面设置有一排风消声器，所述隔声罩与所述主电机平行的两侧安装有隔声门； [0013]其中，所述主电机、所述分动箱沿靠近所述井架的方向依次安装在所述减震底座上； [0014]所述降噪装置、所述滚筒均安装在所述橇座上。 [0015]优选的是，其中，所述井架为直立套装自升式井架，其包括，井架本体、安装在所述井架本体顶端的滑轮、以及钢丝绳，其中，所述钢丝绳一端套设在所述滚筒外侧，另一端经由所述滑轮与位于所述井架内的游车固定连接，以拉升和收缩所述井架。 [0016]优选的是，其中，所述动力传动系统采用网电作为总动力源，还包括:应急电机，其与所述分动箱传动连接，且所述应急电机安装在所述减震底座上； [0017] 所述主电机和所述应急电机为水冷电机。 [0018]优选的是，其中，所述隔声罩由罩壁，以及依次从里到外填充在所述罩壁内的隔声层、阻尼层、吸声层组成，其中，所述罩壁内侧设置有一波浪型板体，所述板体上间隔设置有第一滤波孔。 [0019]优选的是，其中，所述排风消声器，其包括，由内到外依次套设的消声器外筒以及消声器内筒，所述消声器内筒内固定设置有一电机、以及旋转连接在所述电机下端的多个叶轮，其中，所述消声器外筒包括中空圆柱状的罩壳、以及沿所述罩壳的长度方向扣合在所述罩壳上下两端的上盖和下盖； [0020]其中，所述消声器内筒为圆柱状曲面结构，其上间隔设置有第二滤波孔； [0021]所述罩壳内从里到外依次填充有消声材料，所述上盖和所述下盖上间隔开设多个圆孔。 [0022]优选的是，其中，所述进气消声通道穿过所述隔声罩的罩壁与外界连通，所述进气消声通道的横截面为V字型，其两端安装有进风口网罩，所述通孔为内壁衬有消声材料的消尸官。 [0023]优选的是，其中，所述隔声门与所述罩壁连接处，以及所述排风消声器和所述罩壁连接处均设置有吸声垫。 [0024]优选的是，其中，所述减震底座为橡胶制得的厚度为10〜20mm的中空四面体结构，所述减震底座内部间隔排列多个弹簧。 [0025]本发明至少包括以下有益效果: [0026]第一:本发明采用集装箱式结构，其将液压站、气源房、水循环系统及固控设备等钻井设备集中放置在箱体内，井架采用拆装工作量小、安全性好、可整体运输的直立套装自升式井架，整体上减少了钻机移运模块数量，最大模块尺寸比同类级别的石油钻机小于20 %，移运车次减少了 30 %，其不仅能够在居民区狭窄范围内移运、拆装、钻井施工，也实现了钻机井场的紧凑化布置。 [0027]第二:本发明动力传动系统采用网电直联的方式，所述绞车和所述转盘由所述主电机联合驱动，其中所述主电机为I台600kW交流变频电机，降低污染源来源，更为环保且提高了作业效率，操作安全可靠。 [0028]第三:本发明所述主电机为水冷电机，采用集中水冷系统，能够减弱对小区居民的噪音污染。 [0029]第四:本发明所述隔声罩由罩壁，以及依次从里到外填充在所述罩壁内的隔声层、阻尼层、吸声层组成，其中，所述罩壁内侧设置有一波浪型板体，所述板体上间隔设置有第一滤波孔，由于小孔消声的原理噪音源产生的噪音通过第一滤波孔移向高频或超高频，到达罩壁时进一步增强所述罩壁的降噪功能，使其更适用于居民小区内的地热钻井作业。 [0030]第五:本发明所述排风消声器，其设置在所述隔声罩顶端外侧，，且其由内到外依次套设的消声器外筒以及消声器内筒为外壁，从而使排风消声器自身产的热量与噪音能够得到很好的消散，而不影响排风消声器的功能。 [0031]第六:本发明所述进气消声通道穿过所述隔声罩的罩壁与外界连通，所述进气消声通道的横截面为V字型，其两端安装有进风口网罩，所述通孔为内壁衬有消声材料的消声管，其能够在通风的同时降低噪音的传播。 [0032]第七:本发明所述减震底座，能够使噪音设备与所述橇座无刚性接触，以便消减振幅，从而达到消减固体声的目的，所述降噪装置能够将周围10m处整机噪音控制在70〜75dB，从而降低噪音污染，使其适用于居民小区内地热钻井作业，不影响小区居民的日常生活。 [0033]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明 [0034]图1为本发明的地热钻井的钻机结构示意图； [0035]图2为本发明的动力传动系统图； [0036]图3为本发明的动力传动系统与降噪装置集成示意图； [0037]图4为本发明的降噪装置剖视图； [0038]图5为本发明的排风消声器的剖视图； [0039]图6为本发明的减震底座的剖视图。具体实施方式 [0040]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。 [0041]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。 [0042]在发明的描述中，术语“上”、“中”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0043]如图1-6本发明提供一种地热钻井的钻机结构，其特征在于，包括: [0044]基座 I; [0045]集装箱2，其包括彼此间隔一定距离并分别铰接在所述基座I左右两端的前置箱体200和后置箱体210，所述前置箱体200和所述后置箱体210均为内部可容纳钻井设备的中空四方体结构，其中，所述后置箱体210顶部安装有一橇座3; [0046]井架4，其底端可旋转铰接在所述基座I上，且所述井架4位于所述前置箱体200和所述后置箱体210之间； [0047]动力传动系统5，其包括主电机500、与所述主电机500传动连接的分动箱510、安装在所述分动箱510远离所述主电机500的一侧上的第一动力输出轴511和第二动力输出轴512、以及与所述第一动力输出轴511实现传动连接的滚筒520和与所述第二动力输出轴512实现传动连接的转盘530;以及 [0048]降噪装置6，其套设在所述主电机500和所述分动箱510外部，所述降噪装置6包括下部敞开设置的长方体结构的隔声罩600、以及固设在所述隔声罩底部的减震底座610，以形成容纳所述主电机500和所述分动箱510的容置空间，其中，所述隔声罩600内靠近所述主电机500的一侧设置有多个进气消声通道620，所述隔声罩600内靠近所述分动箱510的一侧开设有一通孔630，所述隔声罩600内上表面设置有一排风消声器640，所述隔声罩600与所述主电机500平行的两侧安装有隔声门650; [0049]其中，所述主电机500、所述分动箱510沿靠近所述井架4的方向依次安装在所述减震底座610上； [0050]所述降噪装置6、所述滚筒520均安装在所述橇座3上。 [0051]在这种技术方案中，所述地热钻井的钻机结构由基座1、集装箱2、井架4、动力传动系统5、降噪装置6组成，采用模块钻机结构，布局紧凑，组装过程中，所述前置箱体200和所述后置箱体210彼此间隔一定距离并分别铰接在所述基座I左右两端，将液压站、气源房、水循环系统及固控设备等钻井设备集中放置在所述集装箱I内，以减少钻机移运模块数量，所述后置箱体210顶部安装有一橇座3;所述井架4底端可旋转铰接在所述基座I上，且所述井架4位于所述前置箱体200和所述后置箱体210之间；所述主电机与所述分动箱510传动连接，第一动力输出轴511和第二动力输出轴512安装在所述分动箱510远离所述主电机500的一侧上，滚筒520与所述第一动力输出轴511实现传动连接，所述转盘530与所述第二动力输出轴512实现传动连接的；所述降噪装置6套设在所述主电机500和所述分动箱510外部，其包括下部敞开设置的长方体结构的隔声罩600、以及固设在所述隔声罩600底部的减震底座610，以形成容纳所述主电机500和所述分动箱510的容置空间，其中，所述隔声罩600内靠近所述主电机500的一侧设置有多个进气消声通道620，所述隔声罩600内靠近所述分动箱510的一侧开设有一通孔630，所述隔声罩600内上表面设置有一排风消声器640，所述隔声罩600与所述主电机500平行的两侧安装有隔声门650; [0052]其中，所述主电机500、所述分动箱510沿靠近所述井架4的方向依次安装在所述减震底座610上； [0053]所述降噪装置6、所述滚筒520均安装在所述橇座3上。 [0054]在另一种技术方案中，所述井架4为直立套装自升式井架，其包括，井架本体400、安装在所述井架本体400顶端的滑轮410、以及钢丝绳420，其中，所述钢丝绳420—端套设在所述滚筒520外侧，另一端经由所述滑轮410与位于所述井架4内的游车430固定连接，以拉升和收缩所述井架。整个过程简单，拆装工作量小、安全性好、所述井架4可整体运输。 [0055]在另一种技术方案中，所述动力传动系统5还包括与所述分动箱510传动连接并安装在所述减震底座610上的应急电机540，其中，所述动力传动系统5采用网电作为总动力源，其没有污染源，更为环保;所述主电机500为一台600kW的交流变频电机，其联合驱动所述滚筒520和所述转盘530，提高了作业效率，操作安全可靠;所述主电机500和所述应急电机540为水冷电机，采用集中水冷系统，减弱噪音污染。 [0056]在另一种技术方案中，所述隔声罩600由罩壁601，以及依次从里到外填充在所述罩壁601内的隔声层602、阻尼层603、吸声层604组成，其中，所述罩壁601内侧设置有一波浪型板体660，所述板体660上间隔设置有第一滤波孔661，使得所述主电机500和所述分动箱510运行时产生的噪音在通过第一滤波孔661到达所述罩壁601时，由于小孔消声而移向高频或超高频，从而增强所述罩壁601的降噪功能，使其更适用于居民小区内的地热钻井作业。 [0057]在另一种技术方案中，所述排风消声器640包括由内到外依次套设的消声器外筒641以及消声器内筒642，所述消声器内筒642内固定设置有一电机643、以及旋转连接在所述电机643下端的多个叶轮644，其中，所述消声器外筒641包括中空圆柱状的罩壳645、以及沿所述罩壳645的长度方向扣合在所述罩壳645上下两端的上盖646和下盖647 ； [0058]其中，所述消声器内筒642为圆柱状曲面结构，其上间隔设置有第二滤波孔648; [0059]所述罩壳645内从里到外依次填充有消声材料，所述上盖646和所述下盖上647间隔开设多个圆孔649。 [0060]在另一种技术方案中，所述进气消声通道620穿过所述隔声罩的罩壁601与外界连通，所述进气消声通道620的横截面为V字型，其两端安装有进风口网罩621，所述通孔630为内壁衬有消声材料的消声管。 [0061]在另一种技术方案中，所述隔声门650与所述罩壁601连接处，以及所述排风消声器640和所述罩壁601连接处均设置有吸声垫。 [0062]在另一种技术方案中，所述减震底座610为橡胶制得的厚度为10〜20mm的中空四面体结构，所述减震底座内部间隔排列多个弹簧611。 [0063]这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的地热钻井的钻机结构的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。 [0064]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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