CN104242545A - 一种交流异步螺杆泵直驱装置 - Google Patents

Abstract

一种交流异步螺杆泵直驱装置，涉及一种螺杆泵驱动装置，克服了现有技术很难实现无极调速的缺陷，所述泵直驱装置包括：抽油杆、前端盖、基座、后端盖、铁芯定子、转子、空心轴、油封锁紧螺母和制动器，所述基座与所述后端盖、所述前端盖组成一个空腔，所述空心轴穿过所述后端盖和所述前端盖的中心，所述空心轴靠近所述后端盖的一端设置有所述油封锁紧螺母，所述抽油杆设置在所述空心轴的空心内，并且穿过所述油封锁紧螺母，所述转子热装在所述空心轴外壁的中部，所述铁芯定子冷压在所述基座内壁，所述制动器与所述空心轴连接，当所述抽油杆反向旋转速度超过倒转阈值时，所述制动器启动，使得所述抽油杆减速。本发明采用能够实现低转速大扭矩。

Description

一种交流异步螺杆泵直驱装置

技术领域

本发明涉及一种螺杆泵驱动装置，具体涉及一种交流异步螺杆泵直驱装置。

背景技术

螺杆泵用于原油开采是最近几十年的事情。它是为开采高粘度原油而研究设计的，并且随着合成橡胶技术和粘接技术的发展而迅速发展起来，前螺杆泵采油按驱动方式分为潜油电动螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵。螺杆泵驱动装置的种类一般分为两类：机械驱动装置和液压驱动装置，机械驱动装置传动部分是由电动机和减速器等组成，来实现有级调速且，不能实现无级调速；液压驱动装置是由原动机，液压电机和液压传动部分组成，其缺点是在寒冷季节地面液压件和管线保温工作较难，且价格相对较高，不容易管理。现也由很多永磁同步直驱装置，但是很多永磁同步机其转子磁极均采用钕铁硼磁体，钕铁硼是强永磁体，从使用角度来看，它存在很大隐患，其一，钕铁硼不能在高温中起到作用，当温度到150～180度时，就会完全退磁，使得电机无法工作，其二，抽油装置一般都裸露在外，环境都比较恶劣，钕铁硼在这样的条件下很容易氧化，即使表面有镀锌等，也不能坚持太久，这样大大降低了其使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术很难实现无极调速的缺陷，本发明的提供一种交流异步螺杆泵直驱装置，利用变频变压实现无极调速。

所述交流异步螺杆泵直驱装置，包括：抽油杆、前端盖、基座、后端盖、铁芯定子、转子、空心轴、油封锁紧螺母和制动器，所述基座与所述后端盖、所述前端盖组成一个空腔，所述空心轴穿过所述后端盖和所述前端盖的中心，所述空心轴靠近所述后端盖的一端设置有所述油封锁紧螺母，所述抽油杆设置在所述空心轴的空心内，并且穿过所述油封锁紧螺母，所述转子热装在所述空心轴外壁的中部，所述铁芯定子冷压在所述基座内壁，所述制动器与所述空心轴连接，当所述抽油杆反向旋转速度超过倒转阈值时，所述制动器启动，使得所述抽油杆减速。

进一步地，所述转子为铸铝转子。

进一步地，所述铁芯定子为带有绕组的铁芯定子。

进一步地，所述基座设置有散热片。

进一步地，所述制动器安装在所述后端盖的外端面。

进一步地，所述直驱装置还包括防护罩，所述防护罩设置在所述制动器和所述油封锁紧螺母的外部。

进一步地，所述直驱装置还包括散热风机，所述散热风机设置所述基座的外部。

进一步地，所述直驱装置还包括液位器，所述液位器设置所述基座的外部，用来测量所述装置前轴承油润滑的油位。

进一步地，所述铁芯定子内设置有两个闭合温度阈值不同的常开热敏电阻开关，当所述铁芯定子的温度到达低温度阈值时，闭合温度阈值低的常开热敏电阻开关闭合，所述散热风机启动，当所述铁芯定子的温度到达高温度阈值时，闭合温度阈值高的常闭热敏电阻开关闭合，所述螺杆泵直驱装置停止工作。

进一步地，低温度阈值为95℃，所述高温度阈值为115℃。

进一步地，所述制动器包括制动盘固定部、卡盘活动部、卡盘、弹簧、摩擦片、棘爪和轴销，

所述卡盘固定在所述空心轴的外壁，所述棘爪的一端通过轴销固定在卡盘上，所述制动盘固定部固定在所述后端盖的外端面，所述弹簧将所述卡盘活动部和摩擦片支撑在所述制动盘固定部和所述后端盖之间，所述棘爪在所述抽油杆反向旋转速度超过倒转阈值时，轴销为轴心向外甩开，扣上卡盘活动部，带动卡盘活动部和摩擦片旋转，动卡盘活动部和摩擦片与后端盖和制动盘固定部产生摩擦力，使得所述抽油杆减速。

进一步地，所述倒转阈值为300转每分。

进一步地，所述液位器设置有上限浮球和下限浮球，当所述装置前轴承油润滑的油位高于上限浮球或者低于下限浮球标识的油位时，发出异常告警。

与现有技术相比，本发明采用能够实现低转速大扭矩，利用变频变压实现无极调速，并且无传动机构、磨损低、装配简单、噪音低、省油、运行平稳易维护。

附图说明

图1为本发明实施例的交流异步螺杆泵直驱装置的机构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例提供的交流异步螺杆泵直驱装置包括抽油杆18、前端盖2、基座6、后端盖7、铁芯定子5、转子4、空心轴1、油封锁紧螺母16和制动器，所述基座6与所述后端盖7、所述前端盖2组成一个空腔，所述空心轴1穿过所述后端盖7和所述前端盖2的中心，所述空心轴1靠近所述后端盖7的一端设置有所述油封锁紧螺母16，所述抽油杆18设置在所述空心轴1的空心内，并且穿过所述油封锁紧螺母16，所述转子4热装在所述空心轴1外壁的中部，所述铁芯定子5冷压在所述基座6内壁，所述制动器与所述空心轴1连接，当所述抽油杆18反向旋转速度超过倒转阈值时，所述制动器启动，使得所述抽油杆18减速。

所述空心轴1远离所述后端盖7的一端与风井器连接，用于在转动过程中抽取油液。

本发明实施例用低频低速电磁设计、实现低转速大扭矩，利用制动器摩擦实现无极调速，噪声低、使得所述直驱装置运行平稳易维护。

所述油封锁紧螺母16与空心轴1进行螺纹锁紧，把装在空心轴1内的油封压紧，实现密封，最终实现直驱装置的简单化。

本发明实施例中转子4优选铸铝转子；铁芯定子5优选带有绕组的铁芯定子5。

本发明实施例的直驱装置采用基座6的散热片自然冷却结构和散热风机风冷集合的方式散热，使得所述直驱装置简单、平稳运行。

所述直驱装置还包括液位器3，所述液位器3设置所述基座6的外部，用来测量所述装置前轴承油润滑的油位。所述液位器3设置有上限浮球和下限浮球，当所述装置前轴承油润滑的油位高于上限浮球或者低于下限浮球标识的油位时，发出异常告警。

上述液位器3保证了轴承能在有油润滑情况下运转，提高了电机的使用寿命，起到更好保护作用。

制动器优选安装在所述后端盖7的外端面，还可以与所述直驱装置的其他位置连接，例如安装在所述后端盖7的内端面，或者安装在一固定支架上。

所述制动器包括制动盘固定部8、卡盘活动部9、卡盘10、弹簧11、摩擦片12、棘爪14和轴销15，

所述卡盘10固定在所述空心轴1的外壁，所述棘爪14的一端通过轴销15固定在卡盘10上，所述制动盘固定部8固定在所述后端盖7的外端面，所述弹簧11将所述卡盘活动部9和摩擦片12支撑在所述制动盘固定部8和所述后端盖7之间，所述棘爪14在所述抽油杆18反向旋转速度超过倒转阈值时，轴销15为轴心向外甩开，扣上卡盘活动部9，带动卡盘活动部9和摩擦片12旋转，动卡盘活动部9和摩擦片12与后端盖7和制动盘固定部8产生摩擦力，使得所述抽油杆18减速。

所述在所述制动器和所述油封锁紧螺母16的外部设置防护罩13，保护制动器。并且所述制动器、空心轴1、油封锁紧螺母16有防护罩保护，不会出现抽油杆18飞出的现象。

当电气控制失灵的情况下，抽油杆18会倒转，速度会越来越高，当转速达到300rpm(转每分)后，制动器里的棘爪14会因向心力作用，摆脱它的束缚力，以轴销15为轴心向外甩开，而扣上卡盘活动部9，带动卡盘活动部9旋转，卡盘活动部9与摩擦片12之间有弹簧11，在弹力作用下，卡盘活动部9与后端盖7产生摩擦力、摩擦片12与制动盘固定部8产生摩擦力，制动盘固定部8与后端盖7是紧固在一起不动的，利用摩擦力实现减速停机，磨损低、噪音低、装配简单，能够很好地实现反转制动。

所述铁芯定子5内设置有两个闭合温度阈值不同的常开热敏电阻开关，当所述铁芯定子5的温度到达低温度阈值时，闭合温度阈值低的常开热敏电阻开关闭合，所述散热风机17启动，当所述铁芯定子5的温度到达高温度阈值时，闭合温度阈值高的常闭热敏电阻开关闭合，所述螺杆泵直驱装置停止工作。

低温度阈值为95℃，所述高温度阈值为115℃。

所述直驱装置的工作温度到达95℃阈值时，闭合温度阈值低的常开热敏电阻开关闭合，散热风机17开始工作，起到节能、节耗作用，而出现异常情况导致直驱装置的工作温度过高时，闭合温度阈值高的常闭热敏电阻开关闭合，直驱装置停止工作，起到保护直驱装置作用。

本发明散热片自然冷却结构和散热风机风冷集合的方式散热，就一般情况直驱装置的使用性能来说，不会出现过热现象，为防止过热现象发生硬性所述直驱装置的使用寿命，本发明实施例提供了温控的装置。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种交流异步螺杆泵直驱装置，其特征在于：所述直驱装置包括抽油杆(18)、前端盖(2)、基座(6)、后端盖(7)、铁芯定子(5)、转子(4)、空心轴(1)、油封锁紧螺母(16)和制动器，所述基座(6)与所述后端盖(7)、所述前端盖(2)组成一个空腔，所述空心轴(1)穿过所述后端盖(7)和所述前端盖(2)的中心，所述空心轴(1)靠近所述后端盖(7)的一端设置有所述油封锁紧螺母(16)，所述抽油杆(18)设置在所述空心轴(1)的空心内，并且穿过所述油封锁紧螺母(16)，所述转子(4)热装在所述空心轴(1)外壁的中部，所述铁芯定子(5)冷压在所述基座(6)内壁，所述制动器与所述空心轴(1)连接，当所述抽油杆(18)反向旋转速度超过倒转阈值时，所述制动器启动，使得所述抽油杆(18)减速。

2.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述转子(4)为铸铝转子。

3.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述铁芯定子(5)为带有绕组的铁芯定子。

4.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述基座(6)设置有散热片。

5.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述制动器安装在所述后端盖(7)的外端面。

6.如权利要求5所述的直驱装置，其特征在于：所述直驱装置还包括防护罩(13)，所述防护罩(13)设置在所述制动器和所述油封锁紧螺母(16)的外部。

7.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述直驱装置还包括散热风机(17)，所述散热风机(17)设置所述基座(6)的外部。

8.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述直驱装置还包括液位器(3)，所述液位器(3)设置所述基座(6)的外部，用来测量所述装置前轴承油润滑的油位。

9.如权利要求7所述的直驱装置，其特征在于：所述铁芯定子(5)内设置有两个闭合温度阈值不同的常开热敏电阻开关，当所述铁芯定子(5)的温度到达低温度阈值时，闭合温度阈值低的常开热敏电阻开关闭合，所述散热风机(17)启动，当所述铁芯定子(5)的温度到达高温度阈值时，闭合温度阈值高的常闭热敏电阻开关闭合，所述螺杆泵直驱装置停止工作。

10.如权利要求9所述的直驱装置，其特征在于：低温度阈值为95℃，所述高温度阈值为115℃。

11.如权利要求5所述的直驱装置，其特征在于：所述制动器包括制动盘固定部(8)、卡盘活动部(9)、卡盘(10)、弹簧(11)、摩擦片(12)、棘爪(14)和轴销(15)，

所述卡盘(10)固定在所述空心轴(1)的外壁，所述棘爪(14)的一端通过轴销(15)固定在卡盘(10)上，所述制动盘固定部(8)固定在所述后端盖(7)的外端面，所述弹簧(11)将所述卡盘活动部(9)和摩擦片(12)支撑在所述制动盘固定部(8)和所述后端盖(7)之间，所述棘爪(14)在所述抽油杆(18)反向旋转速度超过倒转阈值时，轴销(15)为轴心向外甩开，扣上卡盘活动部(9)，带动卡盘活动部(9)和摩擦片(12)旋转，动卡盘活动部(9)和摩擦片(12)与后端盖(7)和制动盘固定部(8)产生摩擦力，使得所述抽油杆(18)减速。

12.如权利要求1所述的直驱装置，其特征在于：所述倒转阈值为300转每分。

13.如权利要求8所述的直驱装置，其特征在于：所述液位器(3)设置有上限浮球和下限浮球，当所述装置前轴承油润滑的油位高于上限浮球或者低于下限浮球标识的油位时，发出异常告警。