一种铜合金螺纹活塞避震海上油井动力辅助装置 |
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| 申请号 | CN201510156927.9 | 申请日 | 2015-04-04 | 公开(公告)号 | CN104790922A | 公开(公告)日 | 2015-07-22 |
| 申请人 | 张志雄; | 发明人 | 张志雄; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及的是一种海上油井辅助装置，一种 铜 合金 螺纹 活塞 避震海上油井动 力 辅助装置,作业平台的四个 角 上都有平台 铰链 与螺纹活塞避震器上孔端头相连接，螺纹活塞避震器下孔端头与固定支脚相连接；摆 杆底 座上的摆杆轴销上可旋转固定着钻井摆杆，钻井摆杆一侧端固定连着钻井大绳，钻井大绳穿越作业平台上的平台钻眼孔后深入到海底油井床；盘式 水 冷 链轮 电动机 上的输出链轮与链轮转盘之间有传动链条；螺纹活塞避震器与作业平台平面之间呈现45度夹角布置，确保作业平台平稳固定；螺纹活塞避震器采用 螺纹连接 结合双活塞密封双向避震，通过作业平台将盘式水冷链轮电动机与 焊接 活塞双向避震器结合一起，同时解决了一直来困扰海上油井的两大难题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铜合金螺纹活塞避震海上油井动力辅助装置,作业平台(110)的四个角上都 |
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| 说明书全文 | 一种铜合金螺纹活塞避震海上油井动力辅助装置技术领域背景技术[0002] 海洋蕴藏着巨大的可再生能源，开发海洋能源已经成为世界各国的战略性选择。而我国的海岸线漫长，海洋资源丰富，海洋平台是为在海上进行钻井、采油等活动提供生产和生活设施的构筑物。按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。 固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，接支承情况可分为着底式和浮动式两类，近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。海洋平台由上部结构，即平台甲板和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。 [0003] 众所周知，海上石油钻井平台系统每次维修的费用都是惊人的，海上石油钻井平台系统中的任何零部件都要能经得起海水腐蚀，任何一次油路维修或更换以及动力源故障排除花费较高，且长时间影响油井生产。特别是海上油井，众所周知的游梁式抽油装置的突出特征是间隙性做功，因此与之配套动力源使用寿命以及整体抗震能一直来成为该装置的瓶颈技术。 发明内容[0004] 本发明提供一种采用螺纹活塞结构双向避震，结合盘式水冷链轮电动机配有抗弯构件，来解决海上油井的技术瓶颈，具体如下：一种铜合金螺纹活塞避震海上油井动力辅助装置,作业平台的四个角上都有平台铰链与螺纹活塞避震器上孔端头相连接，螺纹活塞避震器下孔端头与固定支脚相连接；所述的作业平台上固定有电动机底座、转盘底座和摆杆底座，摆杆底座上的摆杆轴销上可旋转固定着钻井摆杆，所述的转盘底座上的转盘轴销可旋转固定着链轮转盘，所述的电动机底座固定安装有盘式水冷链轮电动机；所述的钻井摆杆一侧端固定连着钻井大绳，钻井大绳穿越所述的作业平台上的平台钻眼孔后深入到海底油井床；所述的钻井摆杆另一端上有滑块长槽，滑块长槽上可滑动配合着盘杆滑块；所述的链轮转盘一侧面固定着滑块轴销上的轴销螺柱，所述的滑块轴销上的轴销外圆与所述的盘杆滑块上的滑块中心通孔之间为可旋转滑动配合；所述的盘式水冷链轮电动机上的输出链轮与所述的链轮转盘之间有传动链条； 作为改进： 所述的螺纹活塞避震器包括螺纹活塞杆、螺纹活塞缸、整体导向筒以及内螺纹密封端盖，所述的螺纹活塞杆光轴一端密闭固定有外密封活塞，外密封活塞外圆槽中有孔用密封环，孔用密封环与所述的螺纹活塞缸内孔之间构成活动密封；所述的螺纹活塞杆另一端有活塞杆外螺纹，活塞杆外螺纹外径尺寸小于或等于所述的螺纹活塞杆外径尺寸；所述的螺纹活塞缸一端密闭固定有内密封活塞，内密封活塞内孔槽中有轴用密封环，轴用密封环与所述的螺纹活塞杆外圆之间构成活动密封；所述的螺纹活塞缸另一端有活塞缸外螺纹，活塞缸外螺纹与所述的内螺纹密封端盖上的内螺纹密闭连接固定，内螺纹密封端盖外端有避震器下孔端头，避震器下孔端头与所述的固定支脚相连接；所述的整体导向筒开孔端的内孔圆筒壁与所述的螺纹活塞缸外圆之间为滑动配合，所述的整体导向筒盲孔端有导向筒螺孔，导向筒螺孔外端有避震器上孔端头，避震器上孔端头与所述的平台铰链相连接；所述的导向筒螺孔与所述的活塞杆外螺纹紧固连接，所述的外密封活塞与所述的内螺纹密封端盖之间构成双向避震第一腔，所述的外密封活塞与所述的内密封活塞之间构成双向避震第二腔； 所述的螺纹活塞缸和所述的整体导向筒都是整体采用铜合金钢，所述的内密封活塞和外密封活塞都是整体采用碳化硅陶瓷；该碳化硅陶瓷以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)以及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为： SiC:92.1～92.3%； MgO:2.7～2.9%； :2.7～2.9%；结合粘土:2.1～2.3%； 所述的盘式水冷链轮电动机包括电动机外壳、前端盖、后端盖、转子支架、电动机转轴、前轴承、后轴承、永磁体、第二定子 和第一定子以及输出链轮，前端盖和后端盖分别固定连接在电动机外壳前后两端面上，转子支架固定连接在电动机转轴上的最大直径处且有平键传递扭矩，电动机转轴通过前轴承和后轴承分别支撑在前端盖和后端盖上，前端盖上有前螺钉固定在电动机外壳前端面上，前端盖的前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定着电动机转轴的前轴承段；后端盖上有后螺钉固定在电动机外壳后端面上，后端盖的后盖轴承孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着电动机转轴的后轴承段；电动机外壳外圆一侧有接线凸台，接线凸台外端有接线端盖，接线端盖上固定有引线脚座，电缆线穿越位于接线端盖上的引线脚座并连接到外接控制电源；第一定子固定连接在后端盖的内端面上，第二定子固定连接在前端盖的内端面上，转子支架上固定有永磁体且位于第一定子与第二定子之间；后端盖上有冷却水预埋管以及进水接管头和出水接管头，前端盖上也有冷却水预埋管以及进水接管头和出水接管头；后端盖上装有轴承后盖，轴承后盖通过螺钉固定在后端盖上，轴承后盖内端伸入后端盖上的后盖轴承孔并抵住后轴承；前端盖固定有抗弯构件，抗弯构件通过螺钉固定在前端盖上，抗弯构件内端伸入前盖轴承孔并抵住前轴承，抗弯构件外端与输出链轮之间有滚针轴承；所述的抗弯构件整体采用铜合金钢，该铜合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cu:17～19%、W：6.4～6.6%、Ni:4.3～4.4%、Cr:3.2～3.3%、Zn: 2～3%、C:1.1～1.3%、Ti:2.1～2.2%、Co: 1.3～1.4%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn少于0.05%、 Si少于0.20%、 S少于 0.02%、 P少于0.015%；所述的铜合金钢材料主要性能参数为：每立方厘米密度为8.2克，抗拉强度为392～394MPa，洛氏硬度HRC值为53。 [0005] 作为进一步改进：转子支架整体包括轴套肩、辐条和外环圈，每相邻的两个辐条之间活动配合有永磁体；轴套肩的外周壁上具有支架法兰，支架法兰两侧都有挡板螺钉与支架法兰上的贯通螺孔相配合分别将磁体挡板固定在支架法兰两侧面上，且磁体挡板的外沿超出支架法兰的外沿7至8毫米，外环圈在每相邻的两个辐条中间上开有一个径向螺纹孔，永磁体的外端由拧在径向螺纹孔中的紧顶螺钉紧定，永磁体的内端由支架法兰两侧的磁体挡板夹持固定；永磁体为扇形或者梯形，磁体挡板为半圆环形或者圆环形；后端盖设有与辐条数量相等的后盖定子孔，每个后盖定子孔之中有第一定螺钉将第一定子固定连接在后端盖的内端面上；后端盖的内外两端面之中间也预埋着一只冷却水预埋管，后端盖上的冷却水预埋管与后盖定子孔之间距离大于等于5厘米环绕盘旋布置，后端盖上的冷却水预埋管两端连通着后端盖上的进水接管头和出水接管头；前端盖也设有与辐条数量相等的前盖定子孔，每个前盖定子孔之中有第二定螺钉将第二定子固定连接在前端盖的内端面上；前端盖的内外两端面之中间也预埋着另一只冷却水预埋管，前端盖上的冷却水预埋管与前盖定子孔之间距离大于等于5厘米环绕盘旋布置，前端盖上的冷却水预埋管两端连通着前端盖上的进水接管头和出水接管头。 [0006] 作为进一步改进：抗弯构件的构件台阶内孔与电动机转轴的转轴外伸段之间有旋转空隙，抗弯构件的外轴承支撑圆固定着滚针轴承上的滚针内圈的内孔，滚针轴承上的滚针外圈的外圆固定在输出链轮的链轮台阶孔内圆壁上，所述链轮台阶孔底面上有链轮花键孔与电动机转轴上的轴端花键之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴端花键的端面上有轴端螺孔，轴端螺孔上配合有台阶防松螺钉限制着轴向定位挡圈的轴向位移，轴向定位挡圈外缘部位固定在链轮花键孔外端平面上，继而限制了输出链轮的轴向位移；轴向定位挡圈外侧面上有防松挡片与轴向定位挡圈一起，被挡圈螺钉固定在链轮花键孔外端平面上；防松挡片有挡片拐角边紧贴着台阶防松螺钉的两平边挡肩帽上的任意一平边上；输出链轮外圆上有3至5排的多排链轮齿，输出链轮外端面上有链轮端面螺孔，链轮台阶孔上有链轮退刀槽和链轮卡槽，链轮卡槽中活动配合有链轮孔用卡环，链轮台阶孔底角位置上放置有链轮调节圈，滚针外圈两侧分别贴着链轮孔用卡环和链轮调节圈；抗弯构件上有构件法兰，构件法兰内侧的构件调节环外圆与前盖轴承孔之间为过渡配合；构件调节环外圆与外轴承支撑圆之间具有五级公差精度的同轴度关系；外轴承支撑圆上分别有构件退刀槽和构件卡环槽，构件卡环槽中活动配合有构件轴用卡环，滚针内圈两侧分别贴着构件轴用卡环和构件退刀槽轴肩上；前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有4至8个前盖螺孔，构件法兰上有4至8个构件枕孔与前盖螺孔相对应；构件螺钉穿越构件枕孔与前盖螺孔相配合，将抗弯构件固定在前盖凹台面上；前盖凹台面与前盖轴承孔之间具有五级公差精度的垂直度关系。 [0007] 作为进一步改进：后端盖外侧面上有后盖凹台面，后盖凹台面上有4至8个后盖螺孔，轴承后盖上有螺钉与后盖螺孔相配合将轴承后盖固定在后盖凹台面上。 [0008] 本发明的有益效果一、作业平台的四个角上都有平台铰链与螺纹活塞避震器一端相连接，螺纹活塞避震器另一端与固定支脚相连接，且所述的螺纹活塞避震器与所述的作业平台平面之间呈现45度夹角布置，确保作业平台平稳固定。螺纹活塞避震器采用螺纹连接结合双活塞密封双向避震，每只螺纹活塞避震器都能同时承受拉力或压力，确保作业平台能抵御来自任何方位的海浪冲击； 二、盘式水冷链轮电动机中通过在前端盖和后端盖内设置冷却水预埋管水道，单位时间里带走的热量是风冷的两至三倍，制冷效果更好，适合长期连续工作而不会发热；却水预埋管为具有耐高温特性的不锈钢管预先成型再预埋浇铸在电动机外壳圆筒部位，全程没有任何接缝，水流畅通，不容易污垢； 三、盘式水冷链轮电动机中由于前端盖和后端盖的内端面上分别固定连接有第一定子 和第二定子，且第一定子 和第二定子分别位于转子支架的两侧，就是在原有的单定子单转子的情况下，增加了定子组件，成为双定子电动机，就相当于是两个电动机并联工作，从而成倍提高了功率且不用加大直径； 四、抗弯构件之中位于构件法兰外侧外轴承支撑圆与构件调节环外圆之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机转轴与同步带轮也具有同轴度关系，实现同步带轮平稳同轴旋转。在电动机前端盖上设置抗弯构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机转轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑； 五、本发明通过作业平台将盘式水冷链轮电动机与焊接活塞双向避震器结合一起，同时解决了一直来困扰海上油井的两大难题：动力源电动机易损问题和油井设施整体避震问题，取得了意想不到的效果； 六、本发明中的螺纹活塞缸和所述的整体导向筒以及抗弯构件都是整体采用铜合金钢，具备良好的刚性抗变形；特别是螺纹活塞避震器采用了碳化硅陶瓷的内密封活塞和外密封活塞，与整体都是采用铜合金钢的法兰活塞缸和法兰导向筒 相结合，两种不同材质不但具有更好的耐摩擦，而且还能更好的耐腐蚀。 附图说明 [0009] 图1为本发明的整体侧面示意图。 [0010] 图2为图1俯视图。 [0011] 图3为图2中的滑块轴销177部位的局部放大剖面示意图。 [0012] 图4为图1或图2中的螺纹活塞避震器145放大剖面示意图。 [0013] 图5为图1或图2中的盘式水冷链轮电动机180整体结构局部剖面示意图。 [0014] 图6是图5中从轴承后盖33一侧的侧视图。 [0015] 图7是图5中的转子支架100零件图。 [0016] 图8是图7中的A-A剖面图。 [0017] 图9是图5中的抗弯构件80和输出链轮90所处部位的局部放大剖面示意图。 [0018] 图10是图9中局部再放大剖面示意图。 [0019] 图11是图9中的输出链轮90一侧视图。 [0020] 图12是图9中的输出链轮90局部放大剖面示意图。 [0021] 图13是图9中的抗弯构件80局部放大剖面示意图。 [0022] 图14是图5中的后端盖30放大剖面示意图。 [0023] 图15是图5中的前端盖20放大剖面示意图。 具体实施方式[0024] 下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：图1、图2、图3和图4中：一种铜合金螺纹活塞避震海上油井动力辅助装置,作业平台 110的四个角上都有平台铰链144与螺纹活塞避震器145上孔端头相连接，螺纹活塞避震器 145下孔端头与固定支脚146相连接；所述的作业平台110上固定有电动机底座505、转盘底座158和摆杆底座151，摆杆底座151上的摆杆轴销503上可旋转固定着钻井摆杆153，所述的转盘底座158上的转盘轴销188可旋转固定着链轮转盘179，所述的电动机底座505固定安装有盘式水冷链轮电动机180；所述的钻井摆杆153一侧端固定连着钻井大绳152，钻井大绳152穿越所述的作业平台110上的平台钻眼孔501后深入到海底油井床；所述的钻井摆杆153另一端上有滑块长槽157，滑块长槽157上可滑动配合着盘杆滑块159；所述的链轮转盘179一侧面固定着滑块轴销177上的轴销螺柱771，所述的滑块轴销177上的轴销台阶段772外圆与所述的盘杆滑块159上的滑块中心通孔508之间为可旋转滑动配合； 所述的盘式水冷链轮电动机180上的输出链轮90与所述的链轮转盘179之间有传动链条 502；作为改进： 所述的螺纹活塞避震器145包括螺纹活塞杆255、螺纹活塞缸216、整体导向筒227以及内螺纹密封端盖217，所述的螺纹活塞杆255光轴一端密闭固定有外密封活塞224，外密封活塞224外圆槽中有孔用密封环236，孔用密封环236与所述的螺纹活塞缸216内孔之间构成活动密封；所述的螺纹活塞杆255另一端有活塞杆外螺纹225，活塞杆外螺纹225外径尺寸小于或等于所述的螺纹活塞杆255外径尺寸；所述的螺纹活塞缸216一端密闭固定有内密封活塞220，内密封活塞220内孔槽中有轴用密封环226，轴用密封环226与所述的螺纹活塞杆255外圆之间构成活动密封；所述的螺纹活塞缸216另一端有活塞缸外螺纹291，活塞缸外螺纹291与所述的内螺纹密封端盖217上的内螺纹密闭连接固定，内螺纹密封端盖217外端有避震器下孔端头282，避震器下孔端头282与所述的固定支脚146相连接；所述的整体导向筒227开孔端的内孔圆筒壁与所述的螺纹活塞缸216外圆之间为滑动配合，所述的整体导向筒227盲孔端有导向筒螺孔215，导向筒螺孔215外端有避震器上孔端头 223，避震器上孔端头223与所述的平台铰链144相连接；所述的导向筒螺孔215与所述的活塞杆外螺纹225紧固连接，所述的外密封活塞224与所述的内螺纹密封端盖217之间构成双向避震第一腔256，所述的外密封活塞224与所述的内密封活塞220之间构成双向避震第二腔265；所述的螺纹活塞缸216和所述的整体导向筒227都是整体采用铜合金钢，所述的内密封活塞220和外密封活塞224都是整体采用碳化硅陶瓷；所述的碳化硅陶瓷以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)以及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为：SiC:92.2%； MgO:2.8%； :2.8%；结合粘土:2.2%。 [0025] 图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15中，所述的盘式水冷链轮电动机180包括电动机外壳10、前端盖20、后端盖30、转子支架100、电动机转轴40、前轴承25、后轴承35、永磁体50、第二定子51 和第一定子52以及输出链轮90，前端盖 20和后端盖30分别固定连接在电动机外壳10前后两端面上，转子支架100固定连接在所述的电动机转轴40上的最大直径处且有平键14传递扭矩，电动机转轴40通过前轴承25和后轴承35分别支撑在前端盖20和后端盖30上，前端盖20上有前螺钉21固定在电动机外壳10前端面上，前端盖20的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电动机转轴40的前轴承段45；后端盖30上有后螺钉31固定在电动机外壳10后端面上，后端盖30的后盖轴承孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电动机转轴 40的后轴承段43；电动机外壳10外圆一侧有接线凸台105，接线凸台105外端有接线端盖 106，接线端盖106上固定有引线脚座104，电缆线55穿越位于接线端盖106上的引线脚座 104并连接到外接控制电源；第一定子52固定连接在后端盖30的内端面上，第二定子51固定连接在前端盖20的内端面上，转子支架100上固定有永磁体50且位于第一定子52与第二定子51之间；后端盖30上有冷却水预埋管88以及进水接管头79和出水接管头78，前端盖20上也有冷却水预埋管88以及进水接管头79和出水接管头78；后端盖30上装有轴承后盖33，轴承后盖33通过螺钉固定在后端盖30上，轴承后盖33内端伸入后端盖30上的后盖轴承孔34并抵住后轴承35；前端盖20固定有抗弯构件80，抗弯构件80通过螺钉固定在前端盖20上，抗弯构件80内端伸入前盖轴承孔24并抵住前轴承25，抗弯构件80外端与输出链轮90之间有滚针轴承60；抗弯构件80整体采用铜合金钢；该铜合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cu:18%、W：6.5%、Ni:4.35%、Cr:3.25%、Zn: 2.5%、C:1.2%、Ti:2.15%、Co: 1.35%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn为0.04%、 Si为0.17%、 S为0.017%、 P为0.013%；所述的铜合金钢材料主要性能参数为：每立方厘米密度为8.2克，抗拉强度为393MPa，洛氏硬度HRC值为53。所述的铜合金钢材料具有很高的强度以及很好的耐腐蚀性。 [0026] 作为进一步改进：转子支架100整体包括轴套肩103、辐条108和外环圈101，每相邻的两个辐条108之间活动配合有永磁体50；轴套肩103的外周壁上具有支架法兰109，支架法兰109两侧都有挡板螺钉67与支架法兰109上的贯通螺孔107相配合分别将磁体挡板32固定在支架法兰109两侧面上，且磁体挡板32的外沿超出支架法兰109的外沿7 .5毫米，外环圈101在每相邻的两个辐条108中间上开有一个径向螺纹孔18，永磁体50的外端由拧在径向螺纹孔18中的紧顶螺钉19紧定，永磁体50的内端由支架法兰109两侧的磁体挡板32夹持固定；永磁体50为扇形或者梯形，磁体挡板32为半圆环形或者圆环形；后端盖30设有与辐条108数量相等的后盖定子孔37，每个后盖定子孔37之中有第一定螺钉11将第一定子52固定连接在后端盖30的内端面上；后端盖30的内外两端面之中间也预埋着一只冷却水预埋管88，后端盖30上的冷却水预埋管88与后盖定子孔37之间距离大于等于5厘米环绕盘旋布置，后端盖30上的冷却水预埋管88两端连通着后端盖30上的进水接管头79和出水接管头78； 前端盖20也设有与辐条108数量相等的前盖定子孔17，每个前盖定子孔17之中有第二定螺钉12将第二定子51固定连接在前端盖20的内端面上；前端盖20的内外两端面之中间也预埋着另一只冷却水预埋管88，前端盖20上的冷却水预埋管88与前盖定子孔17之间距离大于等于5厘米环绕盘旋布置，前端盖20上的冷却水预埋管88两端连通着前端盖 20上的进水接管头79和出水接管头78。 [0027] 作为进一步改进：抗弯构件80的构件台阶内孔84与电动机转轴40的转轴外伸段46之间有旋转空隙48，抗弯构件80的外轴承支撑圆89固定着滚针轴承60上的滚针内圈 68的内孔，滚针轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在输出链轮90的链轮台阶孔96内圆壁上，所述链轮台阶孔96底面上有链轮花键孔94与电动机转轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴端花键49的端面上有轴端螺孔47，轴端螺孔47上配合有台阶防松螺钉74限制着轴向定位挡圈70的轴向位移，轴向定位挡圈70外缘部位固定在链轮花键孔94外端平面上，继而限制了输出链轮90的轴向位移； 轴向定位挡圈70外侧面上有防松挡片71与轴向定位挡圈70一起，被挡圈螺钉77固定在链轮花键孔94外端平面上；防松挡片71有挡片拐角边72紧贴着台阶防松螺钉74的两平边挡肩帽73上的任意一平边上； 输出链轮90外圆上有4排的多排链轮齿99，输出链轮90外端面上有链轮端面螺孔97，链轮台阶孔96上有链轮退刀槽93和链轮卡槽98，链轮卡槽98中活动配合有链轮孔用卡环 91，链轮台阶孔96底角位置上放置有链轮调节圈92，滚针外圈69两侧分别贴着链轮孔用卡环91和链轮调节圈92；抗弯构件80上有构件法兰87，构件法兰87内侧的构件调节环82外圆与前盖轴承孔24之间为过渡配合；构件调节环82外圆与外轴承支撑圆89之间具有五级公差精度的同轴度关系；外轴承支撑圆89上分别有构件退刀槽83和构件卡环槽81，构件卡环槽81中活动配合有构件轴用卡环86，滚针内圈68两侧分别贴着构件轴用卡环86和构件退刀槽83轴肩上；前端盖20外侧面上有前盖凹台面29，前盖凹台面29上有6个前盖螺孔27，构件法兰87上有6个构件枕孔85与前盖螺孔27相对应；构件螺钉28穿越构件枕孔85与前盖螺孔27相配合，将抗弯构件80固定在前盖凹台面29上；前盖凹台面29与前盖轴承孔24之间具有五级公差精度的垂直度关系。 [0029] 所述的内密封活塞220和外密封活塞224都是整体采用碳化硅陶瓷；该碳化硅陶瓷以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)以及结合粘土组成，其各组分的重量百分比含量为：SiC:92.2%； MgO:2.8%； :2.8%；结合粘土:2.2%。 [0030] 所述的螺纹活塞缸216和所述的整体导向筒227以及所述的抗弯构件80都是整体采用铜合金钢，该铜合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cu:18%、W：6.5%、Ni:4.35%、Cr:3.25%、Zn: 2.5%、C:1.2%、Ti:2.15%、Co: 1.35%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn为0.04%、Si为0.20%、S为0.01%、 P为0.012%；所述的铜合金钢材料主要性能参数为：抗拉强度为393MPa。 [0031] 所述的滑块轴销177的中心线与所述的转盘轴销188之间具有1880至1990毫米的偏心距离，优选为1850毫米。 [0032] 螺纹活塞避震器145中的螺纹活塞杆255直径为66毫米，活塞杆外螺纹225为M64×2；螺纹活塞缸216内径为257毫米，螺纹活塞缸216外径为270毫米，活塞缸外螺纹为M282×5；避震器上孔端头223与避震器下孔端头282之间的距离为2290毫米；螺纹活塞避震器145与所述的作业平台110平面之间呈现45度夹角布置。 [0033] 一、螺纹活塞避震器145组装过程如下：（一）、所述的螺纹活塞杆255没有螺纹一端与外密封活塞224内孔之间过盈配合密闭固定成一体，将孔用密封环236放置在外密封活塞224外圆上的密封槽中；所述的螺纹活塞缸216没有螺纹一端内孔与内密封活塞220外圆之间过盈配合密闭固定成一体，将有轴用密封环226放置在内密封活塞220内孔上的密封槽中。 [0034] （二）、将螺纹活塞杆255上的活塞杆外螺纹225一端穿越内密封活塞220内孔，使得活塞杆外螺纹225与整体导向筒227盲孔端的导向筒螺孔215相配合。实现外密封活塞224外圆槽中的孔用密封环236与所述的螺纹活塞缸216内孔之间构成活动密封，内密封活塞220内孔槽中的轴用密封环226与所述的螺纹活塞杆255外圆之间构成活动密封。与此同时，所述的整体导向筒227开孔端的内孔圆筒壁与所述的螺纹活塞缸216外圆之间构成滑动配合，起到导向作用。 [0035] （三）、将活塞缸外螺纹291与所述的内螺纹密封端盖217上的内螺纹密闭连接固定，螺纹活塞避震器145安装完毕。 [0036] （四）、将四个螺纹活塞避震器145上的避震器上孔端头223依次与作业平台110的四个角上都有平台铰链144相连接，将螺纹活塞避震器145上的避震器下孔端头282与固定支脚146相连接。 [0037] 二、盘式水冷链轮电动机180组装过程如下：（一）、内部组装 将转子支架100整体放置在200度空气中恒温加热24分钟，使之略作膨胀，将八块永磁体50 全部放置在零下100度空气中恒温制冷12分钟，使之略作收缩，将制冷后的永磁体 50依次放置在加温后的转子支架100上的每相邻的两个辐条108之间的空间里，即可做到过渡配合，又可避免安装过程中碰伤。 [0038] 永磁体50的内端两侧都有挡板螺钉67将磁体挡板32夹持固定在支架法兰109上，紧顶螺钉19与径向螺纹孔18旋转配合，并穿越径向螺纹孔18将永磁体50紧定住，更加安全保险。 [0039] （二）、外部组装6颗前螺钉21穿越前端盖20上的前盖壳孔39将前端盖20固定在电动机外壳10前端面，8颗后螺钉31穿越后端盖30上的后盖壳孔38将后端盖30固定在电动机外壳10后端面。 [0040] （三）、关键步骤：（1） 抗弯构件80安装 将抗弯构件80上的构件调节环82与前端盖20上的前盖轴承孔24近外端处过渡配合，并用构件螺钉28穿越抗弯构件80上的构件枕孔85与前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将抗弯构件80上的构件法兰87与前端盖20上的前盖凹台面29紧贴固定，使得抗弯构件 80上的构件台阶内孔84与电动机转轴40的转轴外伸段46外轮廓之间有一毫米的旋转空隙48。 [0041] （2） 安装滚针外圈69滚针轴承60选用NA型分离式滚针轴承。 [0042] 先将链轮调节圈92间隙配合放入输出链轮90上的链轮台阶孔96之中并越过链轮退刀槽93贴在链轮孔底面95上；再将NA型分离式滚针轴承60上的滚针外圈69过盈0.01毫米配合压入输出链轮90上的链轮台阶孔96之中，再将链轮孔用卡环91用专用工具放入链轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着链轮孔用卡环91和链轮调节圈92。 [0043] （3） 安装滚针内圈68将滚针内圈68在200度机油中放置3分钟升温放置到抗弯构件80上的外轴承支撑圆 89上，将构件轴用卡环86用专用工具放入构件卡环槽81内，使得滚针内圈68两侧分别贴着构件轴用卡环86和构件退刀槽83侧轴肩。 [0044] （4） 输出链轮90与电动机转轴40之间的连接将固定在输出链轮90上的滚针外圈69连同轴承滚针一起套入固定在外轴承支撑圆89上的滚针内圈68一部分，缓缓转动输出链轮90，使得输出链轮90上的链轮花键孔94与电动机转轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压输出链轮90，使得滚针外圈69上的轴承滚针与滚针内圈68完全相配合； 先取用台阶防松螺钉74穿越轴向定位挡圈70中心孔后与电动机转轴40上的轴端螺孔47相配合，上的轴向定位挡圈70在台阶防松螺钉74上的两平边挡肩帽73与轴端花键 49外端面之间有一毫米轴向自由量； 再用五颗挡圈螺钉77穿越轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后与输出链轮90上的链轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在输出链轮90外端面上； 用一颗挡圈螺钉77依次穿越防松挡片71上的通孔和轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后也与输出链轮90上的链轮端面螺孔97相配合，使得防松挡片71上的挡片拐角边72对准两平边挡肩帽73上的任意一平边上，起到防松作用。盘式水冷链轮电动机180安装完毕。 [0045] 三、运行当盘式水冷链轮电动机180启动时，电磁力产生的扭矩通过电动机转轴40上的轴端花键49与输出链轮90上的链轮花键孔94相配合，传递给输出链轮90上的多排链轮齿99，实现扭矩输出。 [0046] 输出链轮90上的多排链轮齿99通过传动链条502驱动链轮转盘179以转盘轴销188为中心作旋转运动，继而连带滑块轴销177作圆周回转运动；盘杆滑块159上的滑块中心通孔508与滑块轴销177上的轴销台阶段772外圆作圆周旋转滑移的同时，迫使盘杆滑块159上的上下两平面在钻井摆杆153上的滑块长槽157上作滑移运动，带动钻井摆杆153以摆杆轴销503为中心作摆转运动，最终实现钻井大绳152作上下运动获取海底原油。 [0047] 四、本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：（一）、作业平台110的四个角上都有平台铰链144与螺纹活塞避震器145一端相连接，螺纹活塞避震器145另一端与固定支脚146相连接，且所述的螺纹活塞避震器145与所述的作业平台110平面之间呈现45度夹角布置，确保作业平台110平稳固定。螺纹活塞避震器145采用螺纹连接结合双活塞密封双向避震，每只螺纹活塞避震器145都能同时承受拉力或压力，确保作业平台110能抵御来自任何方位的海浪冲击。 [0048] 在海浪冲击下，当螺纹活塞避震器145承受着拉力负荷之时，螺纹活塞避震器145中的双向避震第一腔256内的密闭气体膨胀，螺纹活塞避震器145中的双向避震第二腔265内的密闭气体压缩；在海浪冲击下，当螺纹活塞避震器145承受着压力负荷之时，螺纹活塞避震器145中的双向避震第一腔256内的密闭气体压缩，螺纹活塞避震器145中的双向避震第二腔265内的密闭气体膨胀。无论受到压力还是受到拉力冲击，螺纹活塞避震器145都能够起到避震的作用，确保作业平台110能抵御来自任何方位的海浪冲击。 [0049] （二）、盘式水冷链轮电动机180中的前端盖20和后端盖30上分别有冷却水预埋管88，且前端盖20和后端盖30上分别都有进水接管头79和出水接管头78。后端盖30和前端盖20的内外两端面之间的厚度为24毫米，冷却水预埋管88采用直径10毫米的不锈钢无缝管环绕盘旋布置。 [0050] 位于前端盖20上的冷却水预埋管88与前盖定子孔17之间距离大于等于5厘米环绕盘旋布置，确保冷却水预埋管88与前盖定子孔17之间不会发生交汇产生漏水，冷却水预埋管88两端连通着前端盖20上的进水接管头79和出水接管头78；位于后端盖30上的冷却水预埋管88 与后盖定子孔37之间距离大于等于5厘米环绕盘旋布置，冷却水预埋管88两端连通着后端盖30上的进水接管头79和出水接管头78，确保冷却水预埋管88与后盖定子孔37之间不会发生交汇产生漏水。 [0051] 盘式水冷链轮电动机180中通过在前端盖20和后端盖30内设置冷却水预埋管水道，单位时间里带走的热量是风冷的两至三倍，制冷效果更好；却水预埋管88为具有耐高温特性的316不锈钢管预先成型再预埋浇铸在电动机外壳10圆筒部位，全程没有任何接缝，水流畅通，不容易污垢。 [0052] （三）、盘式水冷链轮电动机180中由于前端盖20和后端盖30的内端面上分别固定连接有第一定子52 和第二定子51，且第一定子52 和第二定子51分别位于转子支架的两侧，就是在原有的单定子单转子的情况下，增加了定子组件，成为双定子电动机，就相当于是两个电动机并联工作，从而成倍提高了功率且不用加大直径。 [0053] （四）、盘式水冷链轮电动机180之中位于构件法兰87外侧外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有五级公差精度的同轴度关系，即同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米，近似于绝对同心轴，确保电机转轴40与同步带轮90也具有同轴度关系，实现同步带轮90平稳同轴旋转。 [0054] 抗弯构件80的构件台阶内孔84与电动机转轴40的转轴外伸段46之间有旋转空隙48，抗弯构件80的外轴承支撑圆89固定着滚针轴承60上的滚针内圈68的内孔，滚针轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在输出链轮90的链轮台阶孔96内圆壁上，输出链轮90的链轮台阶孔96底面上有链轮花键孔94与电动机转轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合。上述结构设计实现了电动机转轴40与输出链轮90之间只传递扭矩，输出链轮90上的弯矩负荷完全是通过滚针轴承60传递到抗弯构件80上。 [0055] 而传动链条502产生的径向力反作用到输出链轮90却是能够完全被滚针轴承60所承受，仅仅作用在抗弯构件80上，避免了电动机转轴40上的转轴外伸段46承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电动机转轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯构件80整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，既能将电动机整体尺寸做的紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了作为动力源的盘式水冷链轮电动机180的使用寿命。 [0056] （五）、本发明通过作业平台110将盘式水冷链轮电动机180与焊接活塞双向避震器145结合一起，同时解决了一直来困扰海上油井的两大难题：动力源电动机易损问题和油井设施整体避震问题，取得了意想不到的效果。 [0057] 五、本发明中的螺纹活塞缸216和所述的整体导向筒227以及抗弯构件80都是整体采用铜合金钢，具备良好的刚性抗变形；特别是螺纹活塞避震器145采用了碳化硅陶瓷的内密封活塞220和外密封活塞224，与整体都是采用铜合金钢的法兰活塞缸216和法兰导向筒227 相结合，两种不同材质不但具有更好的耐摩擦，而且还能更好的耐腐蚀。 [0058] 表1是本发明中的盘式水冷链轮电动机180采用了抗弯构件80后的前轴承25所固定的电动机转轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）与没采用抗弯构件80的等功率电动机的前轴承2所固定的电动机转轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）的实验数据比较。 [0059] (表1)前轴承段45部位的径向跳动度（微米）的数据比较从表1中的对照数据可以得出：前轴承25外端采用了抗弯构件80后，前轴承25所受到负荷减轻磨损减少，导致前轴承25所固定的电动机转轴40的前轴承段45部位的径向跳动度（微米）更加稳定。 [0060] (表2)碳化硅陶瓷的内密封活塞220和外密封活塞224与常规316不锈钢的内密封活塞220和外密封活塞224的耐腐蚀磨损实验数据对比由表2的对照数据可以得出：碳化硅陶瓷活塞的耐腐蚀抗磨损能力远远强于常规316不锈钢活塞。 [0061] (表3)为螺纹活塞缸216和整体导向筒227都是整体采用铜合金钢，与螺纹活塞缸216和整体导向筒227都是整体采用常规316不锈钢材质的表面粗糙度受损程度实验数据对比由表3的对照数据可以得出：螺纹活塞缸216和整体导向筒227都是整体采用铜合金钢的表面粗糙度受损程度远远小于常规不锈钢材质外表面的表面粗糙度受损程度。 |
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