[實用新型]一種偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220324591.4
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN202833149U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉永霞
• 申請（專利權(quán)）人: 劉永霞
• 主分類號: F04C15/00
• 分類號: F04C15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種驅(qū)動裝置，特別是一種偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置。?

背景技術(shù)

螺桿泵問世于20世紀30年代，美國最早把螺桿泵應(yīng)用于機采舉升，伴隨著螺桿泵舉升方式應(yīng)用規(guī)模的日益擴大，傳統(tǒng)的螺桿泵地面驅(qū)動裝置（簡稱常規(guī)驅(qū)動頭）是由電機通過皮帶輪帶動雙面螺旋齒輪，由輸出軸帶動抽油桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿泵實現(xiàn)抽吸井下流體。常規(guī)驅(qū)動頭皮帶輪間接驅(qū)動螺桿泵工作，存在傳動比受限，皮帶傳動丟轉(zhuǎn)，啟動扭矩大，功率損耗大，系統(tǒng)效率低，更換皮帶增加成本及存在安全隱患。其制動采用棘輪剎車機構(gòu)存在安全隱患，且由于雙面螺旋齒傳動存在轉(zhuǎn)速受限（理論上≤8），這在一定程度上影響了螺桿泵舉升技術(shù)的發(fā)展。?

為適應(yīng)高轉(zhuǎn)速螺桿泵發(fā)展的需要，針對傳統(tǒng)螺桿泵采油設(shè)備存在的問題，人們研制開發(fā)了交流、直流電動機直接驅(qū)動螺桿泵采油的設(shè)備，即螺桿泵電機直驅(qū)裝置。采用低速空心軸電機直接帶動抽油桿旋轉(zhuǎn)，通常選用12級的同步電動機作為動力源，需要配備變頻控制裝置來控制電機，其特點是結(jié)構(gòu)形式簡單，直接驅(qū)動，轉(zhuǎn)速范圍大，適合于高速，借助于變頻易實現(xiàn)軟啟、軟停。因此，該裝置雖然解決了常規(guī)驅(qū)動頭“傳動比受限、皮帶傳動丟轉(zhuǎn)”等問題，但同時存在制造電機體積大、成本高、能耗大、電機維修困難、費用高、部分產(chǎn)品無剎車存在安全隱患、輸出扭矩偏小抗過載能力較弱等不足。因此，研制、開發(fā)新一代螺桿泵地面驅(qū)動裝置具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置。?

本實用新型所述的偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置，包括交流永磁同步防爆電機、平面?zhèn)鲃訙p速機、承重法蘭總成、鑄鋼專用井口、油管頭總成，本實用新型采用機械密封手段裝配成偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置。交流永磁同步防爆電機與平面?zhèn)鲃訙p速機相連，交流永磁同步防爆電機的能耗制動是在控制箱，控制箱內(nèi)設(shè)有能耗電阻和獨立的剎車控制器。平面?zhèn)鲃訙p速機無皮帶，設(shè)有平面圓弧齒輪。停機操作時，泵桿彈性釋放，會拖動永磁電機反轉(zhuǎn)，接通剎車電阻。泵桿反轉(zhuǎn)的加速度越大，電阻吸收的能量就越多，發(fā)電制動力就越大，最終使泵桿回到初始狀態(tài)。減速機依據(jù)杠桿原理工作，其實質(zhì)上為輸入扭矩放大器。?

本實用新型具有很好的有益效果，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，成本低，易于維護。平面減速機，性能穩(wěn)定、速比范圍寬、適用范圍廣，可適應(yīng)不同性能螺桿泵的需求。平面齒輪具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、速比范圍寬、適用范圍廣。變頻調(diào)速時其扭矩恒定，確保減速機正常工作。自控軟件實現(xiàn)了軟啟、軟停及自動釋放扭矩的功能，可對參數(shù)調(diào)整情況做出提示，完善的保護功能可確保電機的安全、平穩(wěn)的運行。?

電機直驅(qū)與偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置技術(shù)經(jīng)濟性對比（以電機輸出扭矩為1000N?m為例）：

通過表1對比可以看出：

1、同扭矩輸出兩者電機額定功率不同，因此，電機直驅(qū)需要輸入的動力也明顯高于本實用新型驅(qū)動裝置。

2、電機級數(shù)不同體積用料不同，電機直驅(qū)制造成本加大，采購成本也必然高于本實用新型驅(qū)動裝置。

3、以能夠替代常規(guī)L4驅(qū)動頭的電機直驅(qū)裝置與本實用新型裝置為例，采用電機直驅(qū)，使用22kW的12極（或24極）電機，一旦出現(xiàn)故障其維修費為其制造成本的80%；而本實用新型裝置，使用11kW的4極電機，一旦出現(xiàn)故障其維修費也為其制造成本的80%，但是上述兩個80%的價格相差在10倍以上。

4、從能源消耗上看，在同扭矩同轉(zhuǎn)速工況下，電機直驅(qū)明顯高于本實用新型驅(qū)動裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中，1交流永磁同步防爆電機，2高效平面?zhèn)鲃訙p速機，3承重法蘭總成，4鑄鋼專業(yè)井口，5油管頭總成。

具體實施方式

如圖1所示偏置式螺桿泵驅(qū)動裝置，包括交流永磁同步防爆電機1、平面?zhèn)鲃訙p速機2、承重法蘭總成3、鑄鋼專用井口4、油管頭總成5，本實用新型采用性能穩(wěn)定的機械密封裝置。交流永磁同步防爆電機1與高效平面?zhèn)鲃訙p速機2相連，交流永磁同步防爆電機1的能耗制動是在控制箱內(nèi)設(shè)有能耗電阻和獨立的剎車控制器。停機操作時，泵桿彈性釋放，會拖動永磁電機反轉(zhuǎn)，接通剎車電阻。泵桿反轉(zhuǎn)的加速度越大，電阻吸收的能量就越多，即發(fā)電制動力就越大，最終使泵桿回到初始狀態(tài)。平面?zhèn)鲃訙p速機2的減速比可大于18，匹配電機小，輸出扭矩高，利用平面圓弧齒輪傳動，輸出最高轉(zhuǎn)速可達到600轉(zhuǎn)/分。減速機依據(jù)杠桿原理工作，其實質(zhì)上為輸入扭矩放大器。鑄鋼專用井口4與起“油杯”結(jié)構(gòu)作用的中心管相連接，密封性好，結(jié)構(gòu)簡化；整體鑄造結(jié)構(gòu)采用45號鑄鋼。