CN112253650B - 一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其技术方案为：包括安装在减速箱输出轴上的刹车轮毂和第一刹车组件，所述刹车轮毂的外圆周上设置有卡槽，所述第一刹车组件的制动钩上设置有保险挂钩，所述制动钩的一端与箱体上的支承销一铰接，所述制动钩的另一端设置有双圆弧长槽，快速转动臂的一端通过偏心轮与制动钩连接，所述偏心轮安装在双圆弧长槽内，所述偏心轮与减速箱体上的支承销二可转动连接，快速转动臂和偏心轮之间设置有单向机构。本发明通过转动快速转动臂带动偏心轮和制动钩转动，将保险挂钩卡在卡槽内，将输出轴卡止，并通过单向机构约束偏心轮只能单向转动，避免在刹车过程中制动钩锁止不可靠，保险挂钩从卡槽中滑出。

Description

一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置

技术领域

本发明属于旋转机械锁止死刹装置技术领域，涉及一种油田抽油机设备的死刹装置，具体涉及一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，该连续闭环操作的安全死刹装置可以防止设备因死刹装置失控而出现转动或下滑，进而可以避免设备及人身受到伤害。

背景技术

抽油机正常运行一段时间后，需要停机保养、平衡调整以及换冲程等操作，这时需用死刹锁止。此外，下部抽油泵长期运行逐渐会磨损，原油结蜡和原油不断积累会逐步影响抽油杆的往复运动，造成抽油机的功耗增加，产液量下降，这时必须进行油井的井下作业，例如洗井、抽油泵检修、更换抽油杆等工作，此时必须先把抽油机用死刹装置锁定，才能保证井下作业的安全顺利进行。

现有技术中，抽油机的驻车制动(死刹)通过将刹车挡杆上的卡块卡在刹车轮毂的卡齿槽内或用插销放在旋转孔内来实现，其安全性均受拉杆及相关联操控件链可靠系数影响，运输时需要用保险挂钩保证双向转动锁止，在刹车轮毂的惯性较大时或者所需卡止力较大时，现有死刹装置无法保证刹车挡杆能持续稳定的卡住刹车轮毂，从而使得死刹装置的锁止变得不可靠、不安全。而且现有死刹装置在恢复运动状态时，需要将刹车挡杆重新抬起，在一些情况下还需要专门的吊车将挡杆抬起，这样既耽误了油井作业的时效，又增加了生产成本，还扩大了操作空间，增大工作的危险系数。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的死刹装置锁止不可靠的缺陷，提供一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，以解决上述技术问题，对抽油机进行安全可靠的驻车制动，防止抽油机发生失控旋转。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，包括安装在减速箱输出轴上的刹车轮毂和第一刹车组件，所述刹车轮毂的外圆周上设置有卡槽，所述第一刹车组件的制动钩上设置有保险挂钩，所述制动钩的一端与箱体上的支承销一铰接，所述制动钩的另一端设置有双圆弧长槽，所述第一刹车组件的快速转动臂的一端通过偏心轮与制动钩连接，所述偏心轮安装在双圆弧长槽内，所述偏心轮与减速箱体上的支承销二可转动连接，快速转动臂和偏心轮之间设置有单向机构。本死刹装置通过转动快速转动臂带动偏心轮转动，从而带动制动钩转动，将保险挂钩卡在卡槽内，将输出轴卡止，实现抽油机刹车，并通过单向机构约束偏心轮只能单向转动，避免在刹车过程中，制动钩倒转，保险挂钩从卡槽中滑出，造成事故。在恢复运动状态时，只需要继续同方向旋转快速转动杆即可将倒梯形挂钩从卡槽中分离，不需要额外的吊车工作。

本发明的改进还有，所述单向机构包括设置在偏心轮外圆周上的棘轮轮齿，所述棘轮轮齿和快速转动臂上设置的驱动棘爪接触，棘轮轮齿还与设置在支撑臂上的止回棘爪接触。通过快速转动臂上设置的驱动棘爪驱动偏心轮转动，并可以通过止回棘爪控制偏心轮只能一个方向旋转，进一步保证刹车持续稳定，同时只需要按照一个方向转动快速转动臂即可实现刹车和恢复运动，简化了死刹装置的操作过程，不需要额外的专用吊车将卡在刹车轮毂上的挡块吊起，减少成本。

本发明的改进还有，所述快速转动臂与偏心轮配合的圆周上设置有凹槽，所述驱动棘爪安装在凹槽内，所述驱动棘爪的端面和棘轮轮齿接触，所述凹槽的底面与驱动棘爪另一个端面之间设置有弹簧。通过弹簧保证在偏心轮转动过程中，驱动棘爪与棘轮轮齿一直保持接触，并且不会阻碍偏心轮转动。

本发明的改进还有，所述止回棘爪设置在快速转动臂和制动钩之间，所述止回棘爪的一个端面和棘轮轮齿接触，所述止回棘爪另一个端面和支撑臂的表面之间设置有弹簧。通过弹簧保证在偏心轮转动过程中，止回棘爪一直阻碍偏心轮反向转动，不会对正向转动产生妨碍。

本发明的改进还有，还包括第二刹车组件，所述第二刹车组件包括安装在刹车轮毂上开口的刹车片和滑动轴，所述滑动轴上依次安装有限位件、刹车片的一个端部、弹性元件、刹车片另一个端部，滑动轴上未安装限位件的一端与刹车凸轮臂连接，所述刹车凸轮臂的凸轮端能够与刹车片的端部外侧接触。通过旋转刹车凸轮臂使其凸轮端与刹车片接触，将刹车片的一个端部向内挤压，另一个端部通过限位件限制位置，从而使刹车片抱紧刹车轮毂，实现抽油机刹车。

本发明的改进还有，所述保险挂钩为倒梯形头，所述卡槽为梯形槽。在保险挂钩卡进卡槽后，保险挂钩的斜面和卡槽的斜面接触，两者之间形成配合，避免保险挂钩从卡槽中滑出。

本发明的改进还有，所述偏心轮的外圆周上设置有两圈不同直径的棘轮轮齿，其中靠近端面的一圈与驱动棘爪接触，另外一圈棘轮轮齿与止回棘爪接触，通过止回棘爪对偏心轮的转动限制方向。

本发明的改进还有，所述限位件为螺母，能够将限位件快速安装在滑动轴上，并可以灵活的调动限位件在滑动轴上的位置，使刹车片适应刹车轮毂的尺寸。

本发明的改进还有，所述驱动棘爪和止回棘爪均为单向柱销，使棘爪的结构变得简单，且可以承受较大载荷。

本发明的有益效果在于，通过在制动钩和快速转动臂之间设置单向机构，控制快速转动臂上安装的偏心轮只能单向旋转，并通过制动钩上设置的双圆弧长槽保证在快速转动臂单向旋转一圈中，保险挂钩能够进入卡槽和离开卡槽，并保证在刹车过程中制动钩不会发生反转，避免了倒梯形的保险挂钩在刹车时意外滑出卡槽，发生意外。同时，本发明在工作时只需要一个方向旋转快速转动臂即可实现抽油机刹车和恢复抽油机运动，简化刹车操作，在刹车结束后，不需要使用专门的吊车等调动挡块，从而提高了井下作业的时效，减少了抽油机井下作业时的刹车成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施的结构示意图。

图2是图1中单向机构的结构示意图。

图3是图1中偏心轮的结构示意图。

图中：1、快速转动臂，2、偏心轮，3、双圆弧长槽，4、保险挂钩，5、卡槽，6、刹车轮毂，7、刹车凸轮臂，8、凸轮端，9、弹性元件，10、限位块，11、滑动轴，12、刹车片，13、支承销一，14、制动钩，15、支承销二，16、第一刹车组件，17、棘轮轮齿，18、支撑臂，19、弹簧，20、止回棘爪，21、驱动棘爪，22、单向机构，23、第二刹车组件。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本文所采用的术语仅做描述具体实施例的用途，并非意在限制本文件内的表述。如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还要理解的是，当用于本说明书时，术语“包括”指所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。

如图所示，本发明一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，包括刹车轮毂6、第一刹车组件16，所述刹车轮毂6固定安装在抽油机减速箱输入轴上，所述刹车轮毂6的外圆周上设置有卡槽5，所述第一刹车组件16包括快动转动臂1、制动钩14，其中，所述制动钩14与安装在减速箱体上的支承销一13可转动连接，所述制动钩14与刹车轮毂6接触的一端还设置有保险挂钩4，所述保险挂钩4的形状、尺寸与刹车轮毂6上卡槽5的形状、尺寸对应。其中，所述保险挂钩4的形状优选倒梯形头，所述卡槽5的形状优选梯形槽。所述快动转动臂1的一端安装有偏心轮2，所述偏心轮2的外圆周设置有两圈不同直径的棘轮轮齿17，所述快速转动臂1与偏心轮2配合的圆周上设置有驱动棘爪21，所述驱动棘爪21与靠近偏心轮2端面的棘轮轮齿17接触，在偏心轮2的上端设置有支撑臂18，所述支撑臂18上设置有与偏心轮2上另一圈棘轮轮齿17接触的止回棘爪20。所述驱动棘爪21、止回棘爪20和偏心轮2构成单向机构。其中，所述驱动棘爪21和止回棘爪20优选单向柱销，所述驱动棘爪21安装在快速转动臂1的凹槽内，所述凹槽底部和驱动棘爪21之间设置有弹簧19，所述驱动棘爪21的一个端面和偏心轮2的棘轮轮齿17表面接触，所述止回棘爪20安装在快速转动臂1和制动钩4之间，所述止回棘爪20和支撑臂18表面之间还设置有弹簧19。偏心轮2与减速箱体上的支承销二15可转动连接，所述制动钩14内设置有双圆弧长槽3，偏心轮2安装在制动钩14的双圆弧长槽3内，所述双圆弧长槽3的尺寸和偏心轮2的尺寸对应，并且保证偏心轮2能够在双圆弧长槽3内转动并带动制动钩14进行转动。

所述刹车轮毂6上还安装有第二刹车组件23，所述第二刹车组件23包括安装在刹车轮毂6外圈上的开口的刹车片12，所述刹车片12和卡槽5在刹车轮毂6上轴向错开设置，所述刹车片12的形状与抱箍相似，所述刹车片12的两个端部均安装在滑动轴11上，两个端部之间设置有弹性元件9，所述弹性元件9优选弹簧；滑动轴11在一个端部的外侧安装有限位件10，限制刹车片12其中一个端部的位置，其中限位件10优选螺母；在刹车片12另一个端部的外侧，滑动轴11和刹车凸轮臂7可转动连接，刹车凸轮臂7的凸轮端8可以抵在刹车片12端部外侧上，所述刹车凸轮臂7的另一端还设置有用来和驱动装置连接的安装孔，通过驱动装置带动刹车凸轮臂7旋转。

本发明的工作过程为：在一些需要进行紧急刹车的情况下，通过驱动装置旋转快速转动臂1，快速转动臂1内的单向柱销带动偏心轮2转动，进一步带动制动钩14旋转，将保险挂钩4卡在刹车轮毂6的卡槽5内，对抽油机进行刹车，并通过偏心轮2的棘轮轮齿17和支撑臂18上的止回棘爪20，对偏心轮2的转动进行约束，使偏心轮2单向转动，避免在刹车过程中，偏心轮2倒转，保险挂钩4从卡槽5内滑出，抽油机失控旋转。在一些其他情况下，还可以通过驱动装置驱动刹车凸轮臂7旋转，刹车凸轮臂7的凸轮端8和刹车片12端部接触，在旋转过程中将刹车片12的一个端部向另一端部挤压，使刹车片12将刹车轮毂6抱紧，从而实现刹车。在刹车结束后，继续同方向旋转快速转动臂1，带动偏心轮2在双圆弧长槽3内旋转，进一步带动制动钩14旋转，在旋转的过程中，保险挂钩4从卡槽5中分离，使减速箱输出轴恢复转动。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，包括安装在减速箱输出轴上的刹车轮毂(6)和第一刹车组件(16)，所述刹车轮毂(6)的外圆周上设置有卡槽(5)，所述第一刹车组件(16)的制动钩(14)上设置有保险挂钩(4)，所述制动钩(14)的一端与箱体上的支承销一(13)铰接，其特征在于，所述制动钩(14)的另一端设置有双圆弧长槽(3)，所述第一刹车组件(16)的快速转动臂(1)的一端通过偏心轮(2)与制动钩(14)连接，所述偏心轮(2)安装在双圆弧长槽(3)内，所述偏心轮(2)与减速箱体上的支承销二(15)可转动连接，所述快速转动臂(1)和偏心轮(2)之间设置有单向机构(22)；所述单向机构(22)包括设置在偏心轮(2)外圆周上的棘轮轮齿(17)，所述棘轮轮齿(17)和快速转动臂(1)上设置的驱动棘爪(21)接触，棘轮轮齿(17)还与设置在支撑臂(18)上的止回棘爪(20)接触。

2.根据权利要求1所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，所述快速转动臂(1)与偏心轮(2)配合的圆周上设置有凹槽，所述驱动棘爪(21)安装在凹槽内，所述驱动棘爪(21)的端面和棘轮轮齿(17)接触，所述凹槽的底面与驱动棘爪(21)另一个端面之间设置有弹簧(19)。

3.根据权利要求1所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，所述止回棘爪(20)设置在快速转动臂(1)和制动钩(14)之间，所述止回棘爪(20)的一个端面和棘轮轮齿(17)接触，所述止回棘爪(20)另一个端面和支撑臂(18)的表面之间设置有弹簧(19)。

4.根据权利要求1所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，还包括第二刹车组件(23)，所述第二刹车组件(23)包括滑动轴(11)和安装在刹车轮毂(6)上开口的刹车片(12)，所述滑动轴(11)上依次设置有限位件(10)、刹车片(12)的一个端部、弹性元件(9)、刹车片(12)的另一个端部，滑动轴(11)上未安装限位件(10)的一端与刹车凸轮臂(7)铰接，所述刹车凸轮臂(7)的凸轮端(8)能够与刹车片(12)的端部外侧接触。

5.根据权利要求1所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，所述保险挂钩(4)为倒梯形头，所述卡槽(5)为梯形槽。

6.根据权利要求1所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，所述偏心轮(2)的外圆周上设置有两圈不同直径的棘轮轮齿(17)，其中靠近端面的一圈棘轮轮齿(17)与驱动棘爪(21)接触，另外一圈棘轮轮齿(17)与止回棘爪(20)接触。

7.根据权利要求4所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，所述限位件(10)为螺母。

8.根据权利要求1所述的一种连续闭环操作的抽油机安全死刹装置，其特征在于，所述驱动棘爪(21)和止回棘爪(20)均为单向柱销。

Images