本發(fā)明屬于螺桿泵采油設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種利用液力制動電機軸的螺桿泵直接驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

目前，在石油開采技術(shù)領(lǐng)域，螺桿泵直驅(qū)采油裝置是被廣泛采用的一種采油裝置。在使用過程中，光桿可能因井下故障而反轉(zhuǎn)，光桿反轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速很快，會對光桿本身以及與光桿直接或間接相連的其他傳動部件造成損壞。因此，需要在光桿反轉(zhuǎn)時立即對其進行主動制動。

現(xiàn)有技術(shù)中，防反轉(zhuǎn)制動的方式有兩種：一種是電磁制動，另一種是機械制動。這兩種制動方式均存在明顯不足：電磁制動需要依靠良好的電力供應(yīng)，一旦電路出現(xiàn)故障，制動必然失效；機械制動容易出現(xiàn)機構(gòu)卡死，零件損壞等問題，制動的可靠性有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種利用液力制動電機軸的螺桿泵直接驅(qū)動裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種利用液力制動電機軸的螺桿泵直接驅(qū)動裝置，包括電機、制動裝置和封井器，三者沿豎直方向串聯(lián)，與井下螺桿泵連接的光桿由上述三者的中間穿過，所述的電機、制動裝置和封井器由上至下依次通過法蘭連接，所述的制動裝置的結(jié)構(gòu)包括下殼體、上殼體、泵輪、下主軸、上主軸、軸套和防護罩，防護罩的頂部通過法蘭連接在電機上，所述的下殼體和上殼體通過螺栓連接在一起，并同時固定連接在防護罩的底部，下殼體和上殼體之間填充有熱載體油，所述的下主軸通過軸承安裝在下殼體和上殼體的中央，所述的泵輪設(shè)置在下殼體和上殼體之間并固定連接在下主軸的中部，在下殼體和泵輪的相對的兩個面上均設(shè)置有渦輪葉片，所述的軸套固定連接在下主軸上，所述的上主軸通過超越離合器連接在軸套的內(nèi)側(cè)，所述的超越離合器的可旋轉(zhuǎn)方向與電機的正轉(zhuǎn)方向一致，上主軸通過平鍵與電機的空心軸連接。

所述的電機為永磁電機。所述的電機為三相交流異步電機。

本發(fā)明的有益效果為：

長期以來，螺桿泵防反轉(zhuǎn)制動機構(gòu)的研究方向大體有兩種：一種是通過精巧的機械結(jié)構(gòu)使光桿在反轉(zhuǎn)后與其他傳動機構(gòu)脫開，從而避免其他傳動機構(gòu)一同旋轉(zhuǎn)；另一種是通過機械或液壓剎車機構(gòu)對光桿或電機的空心軸進行直接制動。而應(yīng)用事實證明，從上述的兩種研究方向出發(fā)研發(fā)出的制動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，導(dǎo)致制動可靠性不高。

本發(fā)明拋開了上述的兩種研究方向，轉(zhuǎn)而研究利用液力進行直接制動(非液壓制動)，具有運動機構(gòu)簡單，動作可靠，幾乎無磨損的特點，使得制動機構(gòu)的可靠性和使用壽命大幅提升。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是制動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-光桿，2-封井器，3-制動裝置，4-電機，5-上主軸，6-防護罩，7-上殼體，8-泵輪，9-熱載體油，10-下殼體，11-下主軸，12-軸套，13-平鍵。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步描述：

本實施例包括電機4、制動裝置3和封井器2，三者沿豎直方向串聯(lián)，與井下螺桿泵連接的光桿1由上述三者的中間穿過。所述的電機4、制動裝置3和封井器2由上至下依次通過法蘭連接。

所述的制動裝置3的結(jié)構(gòu)包括下殼體10、上殼體7、泵輪8、下主軸11、上主軸5、軸套12和防護罩6，防護罩6的頂部通過法蘭連接在電機4上，所述的下殼體10和上殼體7通過螺栓連接在一起，并同時固定連接在防護罩6的底部，下殼體10和上殼體7之間填充有熱載體油9，所述的下主軸11通過軸承安裝在下殼體10和上殼體7的中央，所述的泵輪8設(shè)置在下殼體10和上殼體7之間并固定連接在下主軸11的中部，在下殼體10和泵輪8的相對的兩個面上均設(shè)置有渦輪葉片，所述的軸套12固定連接在下主軸11上，所述的上主軸5通過超越離合器(也稱為單向軸承)連接在軸套12的內(nèi)側(cè)，所述的超越離合器的可旋轉(zhuǎn)方向與電機4的正轉(zhuǎn)方向一致，上主軸5通過平鍵13與電機4的空心軸連接。

制動裝置3的工作過程如下：

光桿1正轉(zhuǎn)時，超越離合器處于分離狀態(tài)，使得上主軸5與軸套12脫離，因此，只有上主軸5在光桿1的帶動下旋轉(zhuǎn)，軸套12和下主軸11靜止不動。

光桿1反轉(zhuǎn)時，超越離合器處于咬合鎖死狀態(tài)，使得軸套12跟隨上主軸5一同旋轉(zhuǎn)，軸套12的旋轉(zhuǎn)帶動下主軸11以及固定安裝在下主軸11上的泵輪8旋轉(zhuǎn)。下殼體10和泵輪8的相對的兩個面上均設(shè)置有渦輪葉片，在渦輪葉片的攪動作用下，泵輪8旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生很大的阻力，且轉(zhuǎn)速越快阻力越大，正是由于這種阻力的存在，使得光桿1反轉(zhuǎn)運動得以限制，反轉(zhuǎn)時的動能得以緩慢釋放，從而避免了因光桿1高速反轉(zhuǎn)造成的設(shè)備損壞和人員傷亡。

制動裝置3的基本工作原理與常見的液力耦合器的工作原理相同，泵輪8相當(dāng)于液力耦合器內(nèi)的主動渦輪，下殼體10相當(dāng)于液力耦合器中的從動渦輪。本發(fā)明與液力耦合器的主要區(qū)別在于：液力耦合器上有輸入軸，也有輸出軸，而本發(fā)明只有輸入軸，沒有輸出軸，通過限制機械能的輸出實現(xiàn)制動的目的。制動裝置3的輸入軸(下主軸11)輸入的機械能轉(zhuǎn)化成熱載體油9的機械能和熱能，熱載體油9具有良好的導(dǎo)熱性能，可將熱量及實地釋放出去。

所述的電機4可采用永磁電機，也可以采用三相交流異步電機。

長期以來，螺桿泵防反轉(zhuǎn)制動機構(gòu)的研究方向大體有兩種：一種是通過精巧的機械結(jié)構(gòu)使光桿1在反轉(zhuǎn)后與其他傳動機構(gòu)脫開，從而避免其他傳動機構(gòu)一同旋轉(zhuǎn)；另一種是通過機械或液壓剎車機構(gòu)對光桿1或電機4的空心軸進行直接制動。而應(yīng)用事實證明，從上述的兩種研究方向出發(fā)研發(fā)出的制動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，導(dǎo)致制動可靠性受限。本發(fā)明拋開了上述的兩種研究方向，轉(zhuǎn)而研究利用液力進行直接制動(非液壓制動)，具有運動機構(gòu)簡單，動作可靠，幾乎無磨損的特點，使得制動機構(gòu)的可靠性和使用壽命大幅提升。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于螺桿泵采油設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種利用液力制動電機軸的螺桿泵直接驅(qū)動裝置，包括電機、制動裝置和封井器，三者沿豎直方向串聯(lián)，與井下螺桿泵連接的光桿由上述三者的中間穿過，所述的電機、制動裝置和封井器由上至下依次通過法蘭連接，所述的制動裝置的結(jié)構(gòu)包括下殼體、上殼體、泵輪、下主軸、上主軸、軸套和防護罩，防護罩的底部通過法蘭連接在封井器上，并同時固定連接在防護罩的頂部，下殼體和上殼體之間填充有熱載體油，所述的下主軸通過軸承安裝在下殼體和上殼體的中央，本發(fā)明利用液力進行直接制動(非液壓制動)，具有運動機構(gòu)簡單，動作可靠，幾乎無磨損的特點，使得制動機構(gòu)的可靠性和使用壽命大幅提升。

技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人
受保護的技術(shù)使用者：大慶市晟威機械制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.19
技術(shù)公布日：2017.07.28