螺杆泵地面驅動裝置的製作方法

2023-08-02 16:51:56

專利名稱：螺杆泵地面驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田採油領域中一種機械採油設備，具體的說是螺杆泵地面驅動裝置。
背景技術：
在現有的螺杆泵採油設備中，應用最廣泛的螺杆泵動力系統是採用隔爆型異步電 動機經皮帶傳動，帶動減速箱的弧齒錐齒輪，通過減速箱主軸帶動井下杆柱旋轉，從而使井 下螺杆泵工作的地面驅動裝置。這種結構有四大缺陷一是皮帶傳動機械損耗大；二是有 兩個皮帶輪質量大，在減速箱外露安裝，容易出現飛出的安全隱患；三是電機偏置距離大， 加重了地面套管和井口的負荷，容易使套管及井口損壞；四是防反轉裝置外露，容易受到外 界環境幹擾，發生失效。另外棘輪棘爪接觸時容易產生火花，在高含氣井不能應用，限制了 應用領域。發明內容
本發明的目的是提供一種螺杆泵地面驅動裝置，該裝置克服了上述現有技術的不 足，實現了電機直驅，克服了皮帶傳動的缺陷，另外還可控制螺杆泵的防反轉速度，安全性 會旨提尚。
本發明的技術解決方案是通過以下方式實現的一種螺杆泵地面驅動裝置，該裝 置包括電動機及減速機，所述減速機的箱體內設有齒輪軸、主軸、齒輪副、速度控制器及潤 滑泵，其中齒輪軸通過上下兩個圓錐滾子軸承和端蓋與減速機箱體蓋板定位安裝，主軸通 過主軸端蓋和A圓柱滾子軸承、B圓柱滾子軸承與減速機箱體蓋板定位安裝；齒輪軸和主軸 之通過齒輪副進行傳動，齒輪副包括小齒輪和大齒輪，大齒輪通過B平鍵安裝在主軸上；在 小齒輪的下方，速度控制器通過C平鍵安裝在齒輪軸上；所述潤滑泵固定在減速箱底部；電 動機通過支座螺栓連接固定在減速機的箱體蓋板上，電動機的輸出軸與減速機的齒輪軸通 過安全聯軸器連接，通過A平鍵傳遞扭矩。
所述速度控制器由固定壓板、單向離合器、支撐體、銷軸、剎車蹄、軸用彈性擋圈、 支撐杆、壓縮彈簧、固定螺母組成。
所述潤滑泵內設有一對齒輪副，分別是主動齒輪和從動齒輪，從動齒輪安裝在主 軸上、大齒輪的下面，從動齒輪下面安裝推力調心滾子軸承。
所述安全聯軸器為滾珠式扭矩限制器，內置精密滾珠結構，附帶高吸震橡膠彈性 體。
優選在在電機支座上安裝接近式開關。
本發明具有如下有益效果該裝置採用直驅方式，結構緊湊，偏置距離小，減小了 地面驅動裝置的振動，保護了地面套管和井口 ；該裝置外露旋轉件體積小，避免了由於皮帶 輪的高速旋轉，而容易飛出傷人的安全隱患；安全聯軸器控制過載扭矩，有利地保護了井下設備。另外裝置採用了新型的速度控制器控制螺杆泵的反轉速度，具有自釋放功能，安全性 能較高。


圖1 本發明整套裝置的結構示意圖。
圖2 減速機的結構示意圖。
圖3 速度控制器的主視圖。
圖4 速度控制器的俯視圖。
圖中電動機-1、減速機-2、支座-3、聯軸器-4、A平鍵_5、接近式開關_6、齒輪 軸-10、圓錐滾子軸承-11、端蓋-12、主軸-20、主軸端蓋-21、A圓柱滾子軸承_22、B圓柱 滾子軸承-23、通氣器-24、吊環-25、齒輪副-30、小齒輪-31、大齒輪-32、B平鍵-33、C平 鍵-34、速度控制器-40、固定壓板-41、單向離合器-42、支撐體-43、銷軸-44、剎車蹄-45、 軸用彈性擋圈-46、支撐杆-47、壓縮彈簧-48、固定螺母-49、潤滑泵-50、主動齒輪-51、從 動齒輪-52、調心滾子軸承-53、封井器-60、密封芯子-61、機械密封總成-70。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明由圖中ι所示，本發明的螺杆泵地面驅動裝置，包括電動機1及減速機2，所述電動機 1為隔爆型三相異步電動機，要求電動機的機座帶底腳，端蓋上有凸緣，電動機1通過支座3 螺栓連接固定在減速機2的箱體蓋板上。
由圖2所示，減速機2的箱體內設有齒輪軸10、主軸20、齒輪副30、速度控制器40、 潤滑泵50，其中齒輪軸10為高速軸，主軸20為低速軸，且主軸20為空心軸，空心軸內插入 光杆，實現驅動螺杆泵的功能；齒輪軸10通過上下兩個圓錐滾子軸承11和端蓋12與減速 箱體蓋板定位安裝，主軸20通過主軸端蓋21和A圓柱滾子軸承22、B圓柱滾子軸承23與 減速箱體蓋板定位安裝。
齒輪軸10和主軸20之間通過齒輪副30進行傳動，即齒輪副30將電動機1的轉 速降低，使主軸20達到驅動螺杆泵所需要的轉速。齒輪副30包括小齒輪31和大齒輪32， 大齒輪32通過B平鍵33安裝在主軸20上；在小齒輪31的下方，速度控制器40通過C平 鍵34安裝在齒輪軸10上。
由圖3結合圖4所示，速度控制器40由固定壓板41、單向離合器42、支撐體43、銷 軸44、剎車蹄45、軸用彈性擋圈46、支撐杆47、壓縮彈簧48、固定螺母49組成。
所述的減速機潤滑泵50固定在減速箱底部，為旋轉零件提供潤滑油，潤滑泵50內 設有一對齒輪副，分別是主動齒輪51和從動齒輪52，從動齒輪52安裝在主軸20上、大齒輪 32的下面，從動齒輪52下面安裝推力調心滾子軸承53。
另外減速機2的箱體蓋板上還設有通氣器M和吊環25，蓋板通過圓柱銷定位安裝 在減速箱體上。
電動機1的輸出軸與減速機齒輪軸10通過安全聯軸器4連接，並通過A平鍵5傳 遞扭矩。安全聯軸器4為滾珠式扭矩限制器，內置精密滾珠結構，可在過載瞬間使電動機1 的輸出軸與齒輪軸10傳動脫開。安全聯軸器4附帶高吸震橡膠彈性體，可以吸收安裝過程中產生的偏差以及運行中的震動。接近式開關6安裝在電機支座3上，可在安全聯軸器4 過載瞬間捕捉到過載信號，並輸出24V直流電信號，通過配套的控制系統，可瞬間關閉電動 機1。消除過載後，可以通過槓桿或榔頭對復位盤施加微小壓力，便可以重新嚙合。
現場安裝該螺杆泵地面驅動裝置時，由封井器60支撐減速箱體和電動機1。封井 器60配有可卡持式密封芯子61，密封芯子61採用橡膠通過注塑和硫化粘接的工藝方法制 成。密封芯子61具有卡持功能，可以卡持光杆，便於維修機械密封總成70。
該螺杆泵驅動裝置工作時，主軸20旋轉，固定在主軸20上的潤滑從動齒輪52 — 起旋轉，帶動微型潤滑泵50上的潤滑主動齒輪51旋轉，微型潤滑泵50工作，通過輸油管， 為齒輪軸10上端圓錐滾子軸承11提供潤滑冷卻。為防止微型潤滑泵50油路阻塞，在進油 口應裝置100 ISOum的濾油器，其過濾能力應不小於泵流量的三倍，同時推薦在排油管道 油口處安裝精度30 50um的濾油器，以確保油液的清潔度。
速度控制器40在主軸20正轉時，在單向離合器42作用下，剎車蹄45不工作；在 主軸20反轉時，剎車蹄45工作。在離心力的作用下，剎車蹄45與減速箱體接觸，產生摩擦 力，通過控制齒輪軸10，進而控制主軸20的轉速，實現對井下泵反轉轉速的控制。還可通過 固定螺母49調節壓縮彈簧48的壓縮量，進而控制剎車蹄45的離心力和位置。並可通過調 節壓縮彈簧48，控制剎車蹄45對減速箱體的正壓力，從而控制摩擦力的大小。
權利要求
1.一種螺杆泵地面驅動裝置，該裝置包括電動機(1)及減速機(2)，其特徵在於所述減速機(2)的箱體內設有齒輪軸(10)、主軸(20)、齒輪副(30)、速度控制器00)及潤滑 泵(50)，其中齒輪軸(10)通過上下兩個圓錐滾子軸承(11)和端蓋(1 與減速機箱體蓋 板定位安裝，主軸(20)通過主軸端蓋(21)和A圓柱滾子軸承(22)、B圓柱滾子軸承(23)與 減速機箱體蓋板定位安裝；齒輪軸(10)和主軸(20)之間通過齒輪副(30)進行傳動，齒輪副 (30)包括小齒輪(31)和大齒輪(32)，大齒輪(32)通過B平鍵(33)安裝在主軸(20)上；在 小齒輪(31)的下方，速度控制器(40 )通過C平鍵(34)安裝在齒輪軸(10 )上；潤滑泵(50 ) 固定在減速箱底部；電動機(1)通過支座(3)螺栓連接固定在減速機(2)的箱體蓋板上，電 動機(1)的軸與減速機的齒輪軸(10)通過安全聯軸器(4)連接，通過A平鍵(5)傳遞扭矩。
2.按照權利要求1所述的螺杆泵驅動裝置，其特徵在於所述速度控制器(40)包括固 定壓板(41)、單向離合器(42)、支撐體(43)、銷軸(44)、剎車蹄(45)、軸用彈性(46)、支撐 杆(47)、壓縮彈簧(48)、固定螺母(49)。
3.按照權利要求1或2所述的螺杆泵驅動裝置，其特徵在於潤滑泵(50)內設有一對齒輪副，分別是主動齒輪(51)和從動齒輪(52 )，從動齒輪(52 )安裝在主軸(20 )上、大齒 輪(32)的下面，從動齒輪(52)下面安裝推力調心滾子軸承(53)。
4.按照權利要求1所述的螺杆泵驅動裝置，其特徵在於所述安全聯軸器(4)為滾珠式 扭矩限制器，內置精密滾珠結構，附帶高吸震橡膠彈性體。
5.按照權利要求1所述的螺杆泵驅動裝置，其特徵在於在電機支座(3)上還安裝有接 近式開關(6)。
全文摘要
本發明公開了一種螺杆泵地面驅動裝置，解決了皮帶傳動帶來的諸多缺陷。該裝置包括電動機及減速機，其中減速機的箱體內設有齒輪軸、主軸、齒輪副、速度控制器及潤滑泵，所述電動機的輸出軸與減速機的齒輪軸通過安全聯軸器連接，通過平鍵傳遞扭矩；安全聯軸器控制過載扭矩，有利地保護了井下設備。速度控制器控制螺杆泵反轉速度，具有自釋放功能，安全性能較高。整套裝置結構緊湊，偏置距離小，減小了地面驅動裝置振動，保護了地面套管和井口。
文檔編號F04B47/02GK102032157SQ20101056184
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者樸雪峰, 鄧輝, 鄒玉平, 陳志國 申請人:大慶石油管理局