绞车是石油钻机的核心设备,其性能的优劣直接影响到钻井的质量、效率和成本。传统绞车的驱动形式主要为多台电动机串联减速器的驱动形式,此结构导致绞车的整体体积庞大,传动效率低下以及维护繁琐等问题。针对国内石油钻机市场对深井钻井的高性能绞车的迫切需求,本文设计了一种能够适用于7000m井深的新型绞车。本文首先介绍了电驱动绞车的主要发展趋势,对传统绞车的工作原理以及绞车的主要零部件结构进行分析,并结合外转子电机的工作原理和结构特点,提出一种外转子电机直接驱动绞车运动的设计方案。重点介绍了绞车的设计思路、结构特点以及主要参数,本绞车滚筒采用3台低速、大扭矩的交流变频外转子电动机直接驱动,采用交流变频技术来控制滚筒的转速。驱动电机和绞车一体化设计,无大型减速箱、大型离合器等配套部件,极大地减小了绞车的整体体积,使用、运输等更加方便快捷。本文依据绞车滚筒的结构和输入功率,确定了驱动电机的外形尺寸、电机极数和转子磁路。最后通过数学计算和软件模拟,对绞车的起升性能进行了分析,对重要零部件进行了力学计算、三维建模、静力学分析,并对绞车进行了动力学分析。结果表明,该绞车的设计能够满足钻井工况的需求。本绞车的设计思路、总体方案、技术性能与结构特点突破了传统绞车设计思维模式。在整体结构和性能上具有较高的创新性和先进性,是一种具有良好发展前景的新型电驱动单轴绞车。绞车整体具有体积小、重量轻、结构简单、效率高、自动化程度高等特点,为未来绞车的研究和发展开辟了新的方向,为我国深井钻机绞车的研究提供了良好的技术支撑。本绞车能够同时满足陆地和海洋石油钻机的要求,可提高我国石油钻机的性能,提升我国石油钻机在国际市场的竞争力。