CN203911661U - 一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，包括电动机驱动部件和轴承支座组件，驱动部件包括定子、转子、主轴、偏心轴和转子轴承，承重支座组件包括承重轴承和支座，驱动部件和承重支座组件之间通过齿轮减速机构连接，齿轮减速机构采用差数齿轮组，包括固定齿圈、行星齿圈和输出齿圈，固定齿圈通过螺栓固定在机壳和支座之间，行星齿圈到外壁齿轮与固定齿圈的内壁齿轮相啮合，且行星齿圈与偏心轴之间设有第一齿圈轴承，输出齿圈的外壁齿轮与行星齿圈的内壁齿轮相啮合，且输出齿圈与偏心轴之间设有第二齿圈轴承，输出齿圈与主轴相固定连接。本实用新型可避免因偏心带来的抽油光杆偏磨现象，降低了密封失效发生几率，提高了作业安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机结构，尤其涉及一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机。
背景技术
目前，用于油田的螺杆泵直驱电动机大都采用永磁同步直驱电动机，其最大的特点就是利用了永磁体作为主磁场，但永磁体的原料为不可再生资源稀土矿，近年来稀土价格翻了十几倍，占据一台永磁同步电动机三分之一以上的成本，甚至更高的比例，使得永磁同步电动机的性价比大打折扣，成本已远远超于异步机。再者低速大扭矩的直驱电机体积大于普通异步电机带减速箱，一方面增加了采油井的负荷，另一方面也不便于偏心井等特殊井况的使用，因此在影响采油效率、节能和安全不大的情况下，急需一种能够以低成本、小体积实现相同使用要求的螺杆泵地面驱动产品。其中一条出路就是将永磁同步电动机与高效安全的齿轮减速装置相结合。
经检索中国专利，其中发明专利（发明名称：用于石油开采的螺杆泵驱动减速器，申请号：200610016273.0）及实用新型专利（实用新型名称：新型螺杆泵地面驱动减速箱装置，申请号：98244884.8）均公开了采用了电动机与减速机构结合的方式，但都有其局限性：两专利由于所使用的电动机为侧置于抽油杆，可以称之为偏驱，这种电动机偏置由于采油树重心不在抽油杆轴线上，造成工作时晃动现象严重，从而使得抽油杆偏磨厉害，这样更容易使密封结构失效造成环境污染，常年偏磨甚至会断裂，这样既不安全也增加了后期维修成本。
另外，发明专利（发明名称：螺杆泵用直驱式永磁同步电动机，申请号：200610155454.1）及实用新型专利（实用新型名称：螺杆泵用空心立轴式永磁同步驱动装置，申请号：200820228282.0）也都公开了齿轮减速装置与永磁同步电机相结合的方案，但都存在密封失效后液体容易进电动机内腔造成短路等安全隐患。再者，发明专利（发明名称：准直驱永磁同步电动机，申请号：201110335373.0）公开的电机虽较好的解决了上述问题，但由于其减速比≤4，降本及降低体积幅度不大。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种减速比高、体积小、密封性好、成本低且安全性又高的差齿减速螺杆泵地面驱动电机。
为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，包括设置于上端的电动机驱动部件和设置于下端的轴承支座组件，所述驱动部件包括定子、转子、主轴、偏心轴和转子轴承，所述驱动部件安装于机壳内部；所述承重支座组件包括承重轴承和支座，所述支座固定在封井器上，所述转子轴承的外圈与转子配合，且转子的下端与偏心轴固定连接，转子轴承的内圈与主轴配合，所述偏心轴与主轴之间同轴并能相对转动，所述差齿减速螺杆泵地面驱动电机还包括齿轮减速机构，驱动部件和承重支座组件之间通过齿轮减速机构连接，所述齿轮减速机构采用差数齿轮组，包括固定齿圈、行星齿圈和输出齿圈，所述固定齿圈通过螺栓固定在机壳和支座之间，所述行星齿圈到外壁齿轮与固定齿圈的内壁齿轮相啮合，且行星齿圈与偏心轴之间设有第一齿圈轴承，所述输出齿圈的外壁齿轮与行星齿圈的内壁齿轮相啮合，且输出齿圈与偏心轴之间设有第二齿圈轴承，所述输出齿圈与主轴相固定连接，所述承重轴承安装在支座和输出齿圈之间。
作为优选方案：所述主轴和偏心轴为中空钢管制成的阶梯轴。
作为优选方案：所述偏心轴上位于第一齿圈轴承的上端还固定设有平衡块。不同的平衡块可以使偏心轴及行星齿圈的组件动平衡量达到不同的设计值，适用范围更广。
作为优选方案：所述主轴内部还设有用来将抽油杆与电机内部隔离的中心套管，加强抽油杆与电机内部之间的密封性能，减少安全隐患。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1.由于采用同轴减速机构，即可避免因偏心带来的抽油光杆偏磨现象，降低了密封失效发生几率，提高了作业安全性，又可大大降低生产成本。2.由于采用差数减速方案，使得整机体积大幅度减小，相应的重量也降低，从而对油井的负荷减低，同时更能适用于偏心井等特殊井况。3.减速比可做到从几到几十任意设计，可大幅度减少电机零件耗材，降低成本效果显著。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1、图2所示的一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，包括设置于上端的电动机驱动部件1和设置于下端的轴承支座组件3，所述驱动部件1包括定子11、转子12、主轴14、偏心轴13和转子轴承17，所述驱动部件1安装于机壳内部，机壳外部设有接线盒19，且机壳上端通过螺栓固定有上端盖15，所述主轴12贯穿上端盖15，且主轴12露出上端盖15的部分安装有外套轴4，所述外套轴4与上端盖15之间还设有旋转密封盖18，所述转子轴承17的外圈与转子12配合，且转子12的下端与偏心轴13固定连接，转子轴承17的内圈与主轴14配合，所述偏心轴13与主轴14之间同轴并能相对转动，所述承重支座组件3包括承重轴承31和支座32，所述支座固定在封井器5上。
所述差齿减速螺杆泵地面驱动电机还包括齿轮减速机构，驱动部件1和承重支座组件3之间通过齿轮减速机构连接，所述齿轮减速机构采用差数齿轮组，包括固定齿圈22、行星齿圈21和输出齿圈23，所述固定齿圈22通过螺栓固定在机壳和支座32之间，所述固定齿圈的上端还设有内盖16，所述行星齿圈21的外壁齿轮与固定齿圈22的内壁齿轮相啮合，且行星齿圈21与偏心轴13之间设有第一齿圈轴承24，所述输出齿圈23的外壁齿轮与行星齿圈21的内壁齿轮相啮合，且输出齿圈23与偏心轴13之间设有第二齿圈轴承25，所述输出齿圈23与主轴14相固定连接，所述偏心轴13上位于第一齿圈轴承24的上端还固定设有平衡块26，所述承重轴承31安装在支座32和输出齿圈23之间。
所述主轴14和偏心轴13为中空钢管制成的阶梯轴，抽油杆7贯穿外套轴4和主轴14，并且抽油杆7的上端通过方卡子8与外套轴4相连接，所述主轴14与抽油杆7之间还设有用来将抽油杆7与电机内部隔离的中心套管10，中心套管10固定在支座32上，中心套管10与支座32固定处还设有密封结构，防止支座32内润滑油流出，也防止管内的其他介质进入支座32内。
本实用新型具体工作原理为带永磁体的转子通过偏心轴传递到差数齿轮组，最终传递到主轴，实现高转速向低转速的转换。在变频器的控制下转子转动，而偏心轴通过差数齿轮传动带动输出轴转动，直至带动抽油杆转动，最终带动井下螺杆泵6旋转将介质提升上来。
本实用新型不仅能以更大幅度的降低成本，而且相同输出性能情况下体积也远小于现有市场上的同类产品，另外试验发现本实用新型在增加差数减速机构的基础上效率虽下降，但在相同输出参数情况下相比于直驱电动机其效率仍能达到较高值。
Claims (4)
1.一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，其特征在于：包括设置于上端的电动机驱动部件（1）和设置于下端的轴承支座组件（3），所述驱动部件（1）包括定子（11）、转子（12）、主轴（14）、偏心轴（13）和转子轴承（17），所述驱动部件（1）安装于机壳内部；所述承重支座组件（3）包括承重轴承（31）和支座（32），所述支座固定在封井器（5）上，所述转子轴承（17）的外圈与转子（12）配合，且转子（12）的下端与偏心轴（13）固定连接，转子轴承（17）的内圈与主轴（14）配合，所述偏心轴（13）与主轴（14）之间同轴并能相对转动，所述差齿减速螺杆泵地面驱动电机还包括齿轮减速机构，驱动部件（1）和承重支座组件（3）之间通过齿轮减速机构连接，所述齿轮减速机构采用差数齿轮组，包括固定齿圈（22）、行星齿圈（21）和输出齿圈（23），所述固定齿圈（22）通过螺栓固定在机壳和支座（32）之间，所述行星齿圈（21）的外壁齿轮与固定齿圈（22）的内壁齿轮相啮合，且行星齿圈（21）与偏心轴（13）之间设有第一齿圈轴承（24），所述输出齿圈（23）的外壁齿轮与行星齿圈（21）的内壁齿轮相啮合，且输出齿圈（23）与偏心轴（13）之间设有第二齿圈轴承（25），所述输出齿圈（23）与主轴（14）相固定连接，所述承重轴承（31）安装在支座（32）和输出齿圈（23）之间。
2.根据权利要求1所述的一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，其特征在于：所述主轴（14）和偏心轴（13）为中空钢管制成的阶梯轴。
3.根据权利要求1所述的一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，其特征在于：所述偏心轴（13）上位于第一齿圈轴承（24）的上端还固定设有平衡块（26）。
4.根据权利要求1所述的一种差齿减速螺杆泵地面驱动电机，其特征在于：所述主轴（14）内部还设有用来将抽油杆（7）与电机内部隔离的中心套管（10）。
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