[發明專利]一種基于相變散熱的頂驅裝置

在審

• 申請號: 201910461013.1
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110230464A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 李顯義;王博;程騰飛;高瀚;王洋紳;張堯;楚飛;雷宇;趙春暉;葛士坤;周澤人
• 申請（專利權）人: 北京石油機械有限公司
• 主分類號: E21B3/02
• 分類號: E21B3/02;H02K9/19;H02K9/22;F15B21/0423
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明公開了一種基于相變散熱的頂驅裝置，包括：原動機以及液壓油箱，所述原動機、液壓油箱安裝有相變散熱結構或集成式散熱條結構；所述相變散熱結構，其主要包括：定子吸熱端、原動機定子、液壓油箱吸熱端、定子散熱管道、油箱散熱管道以及散熱端；本發明的相變散熱裝置的傳熱效率高，熱阻小，高效可靠，頂驅裝置能夠維持在合適的溫度范圍內；相變散熱介質通過相態變化自主流動，無需添加循環動力裝置，與傳統冷卻方式相比更加節能；相變散熱裝置體積小，安裝方便，降低了系統復雜程度，易拆卸維修，可以明顯減小頂驅尺寸和重量，減輕現場作業工作量。

技術領域

本發明涉及石油勘探開發技術領域，特別是一種基于相變散熱的頂驅裝置。

背景技術

頂部驅動鉆井裝置的動力部分包括原動機和液壓源，在頂驅運行過程中動力部分產生大量的熱量。當原動機溫度過高時，會導致原動機運行出現故障，嚴重縮短原動機的使用壽命；當液壓源溫度過高時，液壓油的粘度顯著降低，會導致運動部位油膜被破壞，摩擦阻力增加，液壓元件老化速度加大，液壓缸泄漏顯著增加，液壓系統效率下降，液壓系統的壽命會明顯降低。

為維持頂驅裝置正常工作，需要采取措施將原動機和液壓油箱維持在合理的溫度范圍內。因此目前頂驅裝置多采用熱交換原理對原動機和液壓源進行散熱。

頂驅裝置原動機常用的冷卻方式為強制風冷或水冷，液壓源常用的冷卻方式為自然冷卻或強制風冷。自然冷卻的缺點是傳熱效率慢，只適合在寒冷地區使用；強制風冷的缺點是風機的風冷能力有限，傳熱效率差，噪音大；水冷的主要缺點是需連接水管及配置獨立的水冷卻循環系統，結構較復雜，成本高，不易維修，鑒于此，針對上述問題深入研究，遂有本案產生。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，設計了一種基于相變散熱的頂驅裝置，解決了現有的傳熱效率慢，只適合在寒冷地區使用，風機的風冷能力有限，傳熱效率差，噪音大的問題。

實現上述目的本發明的技術方案為：一種基于相變散熱的頂驅裝置，包括：原動機以及液壓油箱，其特征在于，所述原動機通過相變散熱結構以及集成式散熱條結構安置于液壓油箱；

所述相變散熱結構，其主要包括：定子吸熱端、原動機定子、液壓油箱吸熱端、定子散熱管道、油箱散熱管道以及散熱端；所述定子吸熱端安置于原動機定子上，所述原動機定子套裝于原動機上，所述定子散熱管道安置于定子吸熱端上，所述定子散熱管道連接于散熱端上，所述油箱散熱管道連接于散熱端上。

所述相變散熱結構中定子吸熱端、原動機定子、液壓油箱吸熱端、定子散熱管道、油箱散熱管道內均填充有相變散熱介質。

所述相變散熱結構中的散熱端位于定子吸熱端以及液壓油箱吸熱端的上方。

所述相變散熱結構底部設置有出液口；所述相變散熱結構的定子吸熱端和液壓油箱吸熱端吸熱端設置有進液口。

所述散熱端內隔離成不連通的兩部分，分別連接定子散熱管道和油箱散熱管道。

利用本發明的技術方案制作的基于相變散熱的頂驅裝置，相變散熱裝置的傳熱效率高，熱阻小，高效可靠，頂驅裝置能夠維持在合適的溫度范圍內；

相變散熱介質通過相態變化自主流動，無需添加循環動力裝置，與傳統冷卻方式相比更加節能；

相變散熱裝置體積小，安裝方便，降低了系統復雜程度，易拆卸維修，可以明顯減小頂驅尺寸和重量，減輕現場作業工作量。

附圖說明

圖1為本發明所述一種基于相變散熱的頂驅裝置的外形結構示意。

圖2為本發明所述一種基于相變散熱的頂驅裝置的實施例1結構示意圖。

圖3為本發明所述一種基于相變散熱的頂驅裝置的實施例2結構示意圖。