CN106640593B - 一种往复泵压气机摆杆绳传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复泵压气机摆杆绳传动机构，包括驱动电机、齿轮减速机、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、侧下摆杆绳轮、主下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮和主上摆杆绳轮组成，所述的驱动电机和齿轮减速机通过螺栓固定设置在压气机的框架组件上，所述的驱动电机和齿轮减速机通过联轴器相连，所述的第一传动轴设置在齿轮减速机两侧，所述的第一传动轴与齿轮减速机通过联轴器相连，所述的第二传动轴与第一传动轴通过联轴器相连，所述的第三传动轴又与第二传动轴通过联轴器连，所述的主下摆杆绳轮、主上摆杆绳轮分别设置第一传动轴的两端，该往复泵压气机摆杆绳传动机构结构设计合理、传动安全稳定。

Description

一种往复泵压气机摆杆绳传动机构
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种往复泵压气机摆杆绳传动机构。
背景技术
气体钻井是近年来发展起来的一种欠平衡钻井方式，用气体压缩机向井内注入压缩气体，依靠环空高压气体的能量，把钻屑从井底带回地面，并在地面进行固/气体分离，将分离出的可燃气体燃烧释放、除尘、降噪的一种钻井方式。
压气机是燃气涡轮发动机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的部件。压气机叶轮叶片的前端部分呈弯曲状称为导轮，起作用是将气体无冲击的导入工作叶轮，减小气流冲击损失。小型增压器的压气机叶轮一般将导轮与工作叶轮制成一体。压气机的叶轮出口有扩压器，使气体在叶轮中获得的动能尽可能多地转化为压力。扩压器分为叶片式和缝隙式两种。压气机的外壳有气流的进口和出口。进口一般呈轴向布置，流道略呈渐缩，以减小进气阻力。出口一般设计成流道沿圆周渐扩的蜗壳状，使高速气流在那里继续扩压，提高增压器的总效率。压气机由涡轮驱动，其主要性能参数有：转速、流量、空气流量、增压比和效率等。
目前现有的应用于钻井设备的往复泵的压气机摆杆绳的传动机结构，设计复杂、传动不安全不稳定；尤其，在整体协调性上存在不同步的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、传动安全稳定的往复泵压气机摆杆绳传动机构。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种往复泵压气机摆杆绳传动机构，包括驱动电机、齿轮减速机、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、侧下摆杆绳轮、主下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮和主上摆杆绳轮组成，所述的驱动电机和齿轮减速机通过螺栓固定设置在压气机的框架组件上，所述的驱动电机和齿轮减速机通过联轴器相连，所述的第一传动轴包括两根，分别设置在齿轮减速机两侧，所述的第一传动轴与齿轮减速机通过联轴器相连，所述的第二传动轴与第一传动轴通过联轴器相连，所述的第三传动轴又与第二传动轴通过联轴器相连，所述的主下摆杆绳轮、主上摆杆绳轮分别设置第一传动轴的两端，所述的侧下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮分别设置在第三传动轴的两端，所述的侧下摆杆绳轮、主下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮和主上摆杆绳轮上均缠绕有摆杆绳。
进一步地，所述的驱动电机为三相异步电机。
进一步地，所述的齿轮减速机为ZLY、ZLZ硬齿面中硬齿面圆柱齿轮减速机。
进一步地，所述的第二传动轴上设置有轴承座。本发明的有益效果为：本发明的由于往复泵压气机摆杆绳传动机构采用了统一的动力源，在工作过程中，能够实现整体协调，防止上升过程中出现不平衡晃动的情况。由于采用了联轴器的连接方式，连接更加稳定，增加了安全性，采用ZLY、ZLZ硬齿面中硬齿面圆柱齿轮减速机减速效果更佳。
附图说明
图1为本发明一种往复泵压气机摆杆绳传动机构的结构图。
图中：摆杆绳1、侧下摆杆绳轮2、第三传动轴3、主下摆杆绳轮4、第一传动轴5、联轴器6、第二传动轴7、轴承座8、驱动电机9、齿轮减速机10、传动器11、侧上摆杆绳轮12、主上摆杆绳轮13。
具体实施方式
如图1所示，一种往复泵压气机摆杆绳传动机构，包括驱动电机9、齿轮减速机10、第一传动轴5、第二传动轴7、第三传动轴3、侧下摆杆绳轮2、主下摆杆绳轮4、传动器11、侧上摆杆绳轮12和主上摆杆绳轮13组成，所述的驱动电机9和齿轮减速机10通过螺栓固定设置在压气机的框架组件上。
所述的驱动电机9和齿轮减速机10通过联轴器6相连，所述的第一传动轴5设置在齿轮减速机10两侧，所述的第一传动轴5与齿轮减速机10通过联轴器6相连，所述的第二传动轴7与第一传动轴5通过联轴器6相连。
在本发明实施例中，所述的三个传动轴的长度和直径分别根据实际使用情况进行调整。
所述的第三传动轴3与第二传动轴7通过联轴器连接。
在本发明实施例中，所述的第一传动轴5、第三传动轴3平行设置，第二传动轴7与第一、第三传动轴垂直设置。
在所述的第一传动轴5的端部设置有传动器11，传动器11与第二传动轴7连接，将传动的方向进行改变；所述的第二传动轴7的末端与第三传动轴的端部于传动器连接，将传动方向再次进行改变。
因此，在本发明实施例中，通过传递方向的两次改变，实现往复运动。
所述的主下摆杆绳轮4、主上摆杆绳轮13分别设置第一传动轴5的两端；所述的侧下摆杆绳轮2、侧上摆杆绳轮12分别设置在第三传动轴3的两端；所述的侧下摆杆绳轮2、主下摆杆绳轮4、侧上摆杆绳轮12和主上摆杆绳轮13上均缠绕有摆杆绳1。
在驱动电机9的驱动下，所述的第一传动轴5通过主下摆杆绳轮4、主上摆杆绳轮13分别实现统一方向的运动；当电机反转时，所述的第三传动轴通过侧下摆杆绳轮2、侧上摆杆绳轮12实现反方向的运动，以此，实现摆杆的往复运动。
所述的驱动电机9为三相异步电机，驱动效果好。
所述的齿轮减速机10为ZLY、ZLZ硬齿面中硬齿面圆柱齿轮减速机，调节效果更稳定。
所述的第二传动轴7上设置有轴承座8，保证第二传动轴7能够平稳运动；在第一、三传动轴上设置有轴承座。
在本发明实施例中，为了保证转轴的精确度，在每个轴承座上分别设置转速传感器，转速传感器设置在转轴与轴承之间。
在本实施例中，三个转速传感器分别测量转速值R，三个转速传感器分别与处理器芯片连接，处理器芯片设置在电机座上，处理器芯片的输出端与所述的驱动电机9连接，控制驱动电机按照指令运转。
所述的处理器芯片内设置采集电路、比较电路和输出电路，所述的采集电路分别采集各个转速传感器的实时的转速值R；经过比较电路的比较后输出最终的转速值R，根据该转速值R确定最终的转速。在所述的存储电路中存储有转速传感器的转速值R与标准值的对应关系。
所述的比较电路分别按照冗余判定的方式计算各转速传感器数据的值，并根据各个值的数据情况，判定最终转速信息。
所述的比较电路按照下述公式判定第一转速传感器、第二转速传感器的值P21：
式中，P21表示第一转速传感器、第二转速传感器的转速的值，r1表示第一转速转速传感器的实时采样值，r2表示第二转速转速传感器的实时采样值；r3表示第三转速转速传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
上述运算的基本算法为：通过获取在某个时间段内的所有采样点的转速值，对某个时间段内的各个取值进行积分运算和均方差运算，得出相比较的平均值。
所述的比较电路按照下述公式判定第一转速传感器、第二转速传感器的值P31：
式中，P31表示第一转速传感器、第三转速传感器的转速的值，r1表示第一转速转速传感器的实时采样值，r2表示第二转速转速传感器的实时采样值；r3表示第三转速转速传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
所述的比较电路按照下述公式判定第二转速传感器、第三转速传感器的值P23：
式中，P23表示第二转速传感器、第三转速传感器的值，r1表示第一转速转速传感器的实时采样值，r2表示第二转速转速传感器的实时采样值；r3表示第三转速转速传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
经过上述方式获取的P21、P31、P23，经过三个值的平均值计算，获取该组的终值转速R，并与存储电路存储的标准值进行比较，当终值转速R大于标准值时，则说明转速出现不均衡，所述的处理器芯片控制驱动电机降低转速。
经过上述的判定，能够排除转动误差，并能够提高运转的准确性。
本发明的有益效果为：本发明的由于往复泵压气机摆杆绳传动机构采用了统一的动力源，在工作过程中，能够实现整体协调，防止上升过程中出现不平衡晃动的情况。由于采用了联轴器的连接方式，连接更加稳定，增加了安全性，采用ZLY、ZLZ硬齿面中硬齿面圆柱齿轮减速机减速效果更佳。
以上所述的，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种往复泵压气机摆杆绳传动机构，其特征在于：包括驱动电机、齿轮减速机、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、侧下摆杆绳轮、主下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮和主上摆杆绳轮组成，所述的驱动电机和齿轮减速机通过螺栓固定设置在压气机的框架组件上，所述的驱动电机和齿轮减速机通过联轴器相连，所述的第一传动轴包括两根，分别设置在齿轮减速机两侧，所述的第一传动轴与齿轮减速机通过联轴器相连，所述的第二传动轴与第一传动轴通过联轴器相连，所述的第三传动轴又与第二传动轴通过联轴器相连，所述的主下摆杆绳轮、主上摆杆绳轮分别设置第一传动轴的两端，所述的侧下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮分别设置在第三传动轴的两端，所述的侧下摆杆绳轮、主下摆杆绳轮、侧上摆杆绳轮和主上摆杆绳轮上均缠绕有摆杆绳。
2.根据权利要求1所述的往复泵压气机摆杆绳传动机构，其特征在于：所述的驱动电机为三相异步电机。
3.根据权利要求2所述的往复泵压气机摆杆绳传动机构，其特征在于：所述的齿轮减速机为ZLY、ZLZ硬齿面中硬齿面圆柱齿轮减速机。
4.根据权利要求3所述的往复泵压气机摆杆绳传动机构，其特征在于：所述的第二传动轴上设置有轴承座。
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