CN201358917Y - 一种采油螺杆泵地面驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采油螺杆泵地面驱动系统；低速电机由隔爆型永磁电机和冷却轴流风机组成，底座密封盒位于装置的最下端，采用密封盘根密封抽油杆柱的光杆，密封盒上设有引流和收集装置，底座密封盒和油箱间采用螺栓连接，油箱内装有主轴承和扶正轴承，下端与下箱盖组件靠螺钉连接，油箱外面装有加油杯和油标，油箱与低速电机用螺栓连接在一起，空心轴坐在主轴承上，与低速电机的电机轴连接，并穿过电机轴，上端与低速电机顶外的扭矩卡瓦连接；本系统设备设计合理，结构简单，减少了故障环节，维护和操作方便，满足井场使用安全的要求，系统可靠，运行稳定，螺杆泵光杆密封效果好，井口不被污染。

Description

一种采油螺杆泵地面驱动系统

技术领域

本实用新型涉及一种采油螺杆泵地面驱动系统，属于螺杆泵采油领域的地面驱动设备。

背景技术

目前，在螺杆泵采油领域为保证螺杆泵有较长的运行寿命，螺杆泵地面驱动系统一般在300r/min以下运转，传统的螺杆泵地面驱动系统采用普通的异步电动机要达到此速度要通过皮带轮一级减速或通过皮带轮与齿轮二级减速。由此带来的问题主要有三个：一是皮带传动和齿轮减速箱的存在增加了故障环节，同时更换皮带轮需要浪费大量的人力物力，不便于现场维护和使用；二是皮带和齿轮传动存在机械损耗，从而增大了匹配电机的功率，使地面驱动系统的能耗较大。三是装置偏置比较严重，引起螺杆泵采油光杆的偏磨，从而导致系统漏油问题。螺杆泵系统工作时，地面驱动系统通过抽油杆将扭矩传到井下，抽油杆在扭矩作用下产生弹性的扭转变形，储存了一定能量。如果地面驱动系统突然停车，抽油杆所储存的能量将会释放，带动地面驱动系统反向旋转，这种反转可能导致设备和人员的伤害。为适应螺杆泵采油的需要，地面驱动系统必须配备防反转装置。传统的地面驱动系统配备的反转制动器为机械式，由此带来的问题是结构复杂，不易维护。且由于需要手动释放能量，存在安全隐患。

基于以上问题，直驱电机开始应用到螺杆泵驱动技术中来。经检索专利，这些技术虽然由电机直接驱动，减化了传动链，解决了上述提及的部分问题，但同时都存在新的结构缺陷：一是电机轴作为装置主轴传递扭矩，负载(井下杆柱)的重量全部作用在电机轴下部的轴承上，轴承在电机内部，由于螺杆泵连续工作，必然导致轴承的过早损坏，从而导致整个装置失效。二是没有单独的油箱，装置散热效果不好，在持续运转下因发热问题会影响到系统的运行寿命。三是受结构的限制，增大了电机做成隔爆型的难度，但对于螺杆泵采油场合，又要求使用隔爆电机以确保安全性。本发明将推出一种新的地面驱动系统结构，很好地克服以上问题。

实用新型内容

本实用新型发明的目的是通过低速电机的使用，减化地面驱动系统的动力链，从而减少故障环节，方便现场维护，节省人力资源；通过电机轴与驱动系统的主轴(空心轴)的连接，将电机设计成一个相对独立的部分，不承受工作时的轴向负荷，提高装置运行的可靠性，而且电机易于做成隔爆型，满足采油井场的安全要求；通过给主轴承提供单独的油箱，提高系统散热性能，保证系统有良好的工作条件；通过采用特殊设计的底座密封盒结构并且配套的密封盘根，不但提高了密封效果，并且同机械密封、组合密封等密封形式相比，可适用于更广泛的场合(譬如稠油含砂等场合)。同时在密封盒上设有引流和收集装置用来收集泄漏出的油液，保证采油井口的清洁，加强环境保护。

本实用新型由卡瓦护罩，扭矩卡瓦，低速电机，空心轴，油箱，主轴承，扶正轴承，下箱盖组件，加油杯，油标，底座密封盒和控制柜组成；低速电机由隔爆型永磁电机和冷却轴流风机组成，底座密封盒位于装置的最下端，采用密封盘根密封抽油杆柱的光杆，密封盒上设有引流和收集装置，底座密封盒和油箱间采用螺栓连接，油箱内装有主轴承和扶正轴承，下端与下箱盖组件靠螺钉连接，油箱外面装有加油杯和油标，油箱与低速电机用螺栓连接在一起，空心轴坐在主轴承上，与低速电机的电机轴连接，并穿过电机轴，上端与低速电机顶外的扭矩卡瓦连接。

系统启动后，电机轴旋转，将扭矩传递给穿过电机轴并与电机轴相连接的空心轴，空心轴再将扭矩传递给与之相连接的扭矩卡瓦，扭矩卡瓦最后将扭矩传递给由它卡紧的光杆，从而带动井下杆柱旋转。空心轴坐在主轴承上，由主轴承承受所有的轴向载荷。在油箱上安装有加油杯和油标用来注油和显示油位，下箱盖组件用来给油箱提供密封保证零泄漏。底座密封盒在地面驱动系统的最下端密封光杆。

控制柜由空气开关、变频器、制动电阻、接触器、延时继电器、起停旋钮开关、轴流风机、故障保护、高压报警设备组成。除具有基本的启动停止功能外，此控制柜还能实现装置的无级调速，实现地面驱动系统的反转软制动，另外还有高压报警、故障保护功能。

1.低速电机的使用，省去了皮带与齿轮等减速传动机构，减少了故障环节，便于维护；2.低速电机采用隔爆型永磁电机，并配套控制柜，采用内部电阻进行能耗制动，省去了目前常用的机械式或液压式的反转制动器，减化了系统结构，并且满足井场使用安全的要求；3.电机轴不做为地面驱动系统的主轴，电机做为一个独立的部分，提高了系统的可靠性；4.油箱独立，承受轴向负荷的主轴承设在油箱内，即提高了螺杆泵工作的可靠性，又便于系统散热，并且工作温度及润滑油液位可直接在油箱上显示，为现场使用及维护提供方便；5.油箱内设有扶正轴承，保证装置运行的稳定性。6.采用特殊设计的密封结构，专用的密封盘根能有效增加补偿性以提高密封螺杆泵光杆的效果，并且设引流与收集装置，保证井口不被污染。

附图说明：

图1本发明地面驱动系统结构图。

其中：1卡瓦护罩，2扭矩卡瓦，3低速电机，4空心轴，5油箱，6主轴承，7扶正轴承，8下箱盖组件，9加油杯，10油标，11底座密封盒。

具体实施方式：

1.参阅图1，该系统主要由卡瓦护罩1，扭矩卡瓦2，低速电机3，空心轴4，油箱5，主轴承6，扶正轴承7，下箱盖组件8，加油杯9，油标10，底座密封盒11及控制柜组成。低速电机3采用隔爆型永磁电机及冷却轴流风机，直接输出低转速驱动系统运转，电机在各种工况下都能很好的冷却。底座密封盒11位于装置的最下端，采用密封盘根密封抽油杆柱的光杆，密封盒上设有引流和收集装置，保证采出液不污染井口。底座密封盒11与油箱5间采用螺栓连接，油箱5内装有主轴承6和扶正轴承7，下端与下箱盖组件8靠螺钉连接，保证箱体可以实现零泄漏。油箱5外面装有加油杯9和油标10，用来注油和显示液位。油箱5与低速电机3用螺栓连接在一起，空心轴4坐在主轴承6上，与低速电机3的电机轴连接在一起并穿过电机轴，实现动力的传递，空心轴4上端连接扭矩卡瓦2，低速电机3启动时，扭矩通过空心轴4传递给扭矩卡瓦2再传递到光杆，带动井下杆柱旋转，所有轴向负荷作用在油箱5内的主轴承6上。

2.控制柜主要由空气开关、变频器、制动电阻、接触器、延时继电器、起停旋钮开关、轴流风机组成。闭合空气开关，启动旋钮开关，变频器工作，可以通过调节电位计改变地面驱动系统的速度。停止旋钮开关，变频器减速停止，接触器断开，当杆柱反转时，电机成为负载发电，克服反转转矩，电能消耗在制动电阻上，直到驱动杆柱内储存的能量释放完为止，实现地面驱动系统的反转软制动。另外控制柜还具有故障保护、高压报警设备。

Claims (2)

1.一种采油螺杆泵地面驱动系统，由卡瓦护罩，扭矩卡瓦，低速电机，空心轴，油箱，主轴承，扶正轴承，下箱盖组件，加油杯，油标，底座密封盒和控制柜组成；其特征在于：低速电机由隔爆型永磁电机和冷却轴流风机组成，底座密封盒位于装置的最下端，采用密封盘根密封抽油杆柱的光杆，密封盒上设有引流和收集装置，底座密封盒和油箱间采用螺栓连接，油箱内装有主轴承和扶正轴承，下端与下箱盖组件靠螺钉连接，油箱外面装有加油杯和油标，油箱与低速电机用螺栓连接在一起，空心轴坐在主轴承上，与低速电机的电机轴连接，并穿过电机轴，上端与低速电机顶外的扭矩卡瓦连接。

2.根据权利要求1所述的一种采油螺杆泵地面驱动系统，其特征在于：控制柜由空气开关、变频器、制动电阻、接触器、延时继电器、起停旋钮开关、轴流风机、故障保护，高压报警设备组成。

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