CN206860435U - 液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，包括具有空心主轴的直驱电机，所述直驱电机连接有电磁制动控制单元；所述直驱电机的底部设有承重轴承箱，所述空心主轴的下端穿入并转动安装于所述承重轴承箱内，所述承重轴承箱的下部设有液力制动腔，所述液力制动腔内设置有液力缓速制动装置。本实用新型采用液力与电磁组合制动方式，实现驱动装置停机时反扭矩的安全释放；制动系统可自动调整制动力，制动扭矩随反转速度大小调整变化，直至完全停机，液力与电磁两种制动方式均为无摩擦无磨损制动，运行平稳，安全可靠；两种制动方式独立运行，停机时自动投入制动，互不干扰，保证螺杆泵采油顺利进行，具有显著的经济效益。

Description

液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置

技术领域

本实用新型属于油田采油设备技术领域，具体涉及一种液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置。

背景技术

相对于传统螺杆泵地面驱动装置，直驱装置去掉了皮带传动的机械部分,采用立式空心轴电机直接驱动光杆，具有系统效率高、能耗低、维护简单、噪声低、调参容易等优点，在油田螺杆泵举升方式中得到日益广泛的使用。

随着螺杆泵直驱装置应用规模的日益扩大，停机时的安全问题变得尤为重要，出现异常情况停机时，如果制动转速不能有效控制，造成直驱驱动装置制动失效，反转失控，危及设备及人员安全，成为事故隐患。

目前常用的螺杆泵直驱装置停机制动主要采用电磁刹车形式，当停机时杆柱释放反转扭矩带动电机反转，电磁制动系统检测到反转扭矩，会以设定的速度驱动电机反向转动以释放反扭矩能量，同时可依据反扭矩大小自动调节反转速度，实现反扭矩在受控转速下完全释放；当电器元件失效、直驱电机消磁或连接电缆断路等情况下都会造成制动功能失效，造成反转速度失控，甚至发生安全事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，其采用液力和电磁两套制动系统，可同时并可单独实现停机时反扭矩的平稳安全释放，利于提高驱动装置停机时的可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，包括具有空心主轴的直驱电机，所述直驱电机的接线端子电性连接有电磁制动控制单元；所述直驱电机的底部设有承重轴承箱，所述空心主轴的下端穿入并转动安装于所述承重轴承箱内，所述承重轴承箱的下部设有充满制动液的液力制动腔，所述液力制动腔内设置有液力缓速制动装置；所述电磁制动控制单元和所述液力缓速制动装置同时或单独实现螺杆泵杆柱反转扭矩的自行释放。

作为优选的技术方案，所述液力缓速制动装置包括固定安装于所述液力制动腔内的制动定子，所述空心主轴上固定安装有与所述制动定子相配合的制动转子；所述制动定子和所述制动转子的相邻面上分别设置有由若干倾斜叶片组成的叶轮结构。

作为优选的技术方案，所述制动定子通过定子安装盘固定安装于所述液力制动腔内。

作为优选的技术方案，所述空心主轴的上端穿出所述直驱电机且安装有驱动卡子，所述空心主轴的下端套装有密封组件。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

当螺杆泵直驱装置停机时，电磁制动控制单元检测到反转扭矩，将控制电机持续进行反向转动以释放反扭矩能量，同时可依据反扭矩大小自动调节反转速度，实现反扭矩在受控转速下完全释放。当反转发生的同时，液力缓速制动装置中与空心主轴连接的制动转子会随之反转，制动液被转子上的叶轮推动，在液力制动腔中产生逆流及涡旋，当制动液接触到制动定子的固定叶片时，会产生制动阻力，起到制动的目的，反转速度越大，液力缓速制动装置提供的制动阻力矩也越大，防止反转速度过快，实现反扭矩能量的平稳释放。

本实用新型采用液力与电磁组合制动方式，实现驱动装置停机时反扭矩的安全释放；制动系统可自动调整制动力，制动扭矩随反转速度大小调整变化，直至完全停机，液力与电磁两种制动方式均为无摩擦无磨损制动，运行平稳，安全可靠；两种制动方式独立运行，停机时自动投入制动，互不干扰，保证螺杆泵采油顺利进行，具有显著的经济效益。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1中A-A向的结构示意图。

图中：1-空心主轴；2-直驱电机；3-接线盒；4-承重轴承箱；5-推力轴承；6-液力制动腔；7-制动定子；8-定子安装盘；9-制动转子；10-驱动卡子；11-密封组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，包括具有空心主轴1的直驱电机2，所述直驱电机2的侧部设有接线盒3，接线盒3内的接线端子通过电缆电性连接有电磁制动控制单元，电磁制动控制单元可以采用本技术领域内公知常识实现其制动控制功能，在此不再详述。

所述直驱电机2的底部设有承重轴承箱4，承重轴承箱4内安装有推力轴承5承载重量，所述空心主轴1的下端穿入并转动安装于所述承重轴承箱4内，参考图1，空心主轴1的上端穿出所述直驱电机2且安装有用于连接螺杆泵杆柱的驱动卡子10，运行时电机扭矩经由空心主轴1输出，经由驱动卡子10将扭矩传递至驱动杆柱驱动螺杆泵运行；空心主轴1的下端套装有密封组件11，用于密封光杆；所述承重轴承箱4的下部设有充满制动液的液力制动腔6，所述液力制动腔6内设置有液力缓速制动装置。

本实施例中，所述液力缓速制动装置包括固定安装于所述液力制动腔7内的制动定子7，所述空心主轴1上固定安装有与所述制动定子7相配合的制动转子9，制动定子7和制动转子9均浸没在制动液中，其中，制动定子7通过定子安装盘8固定在液力制动腔6上部，制动转子9位于制动定子7下部随空心主轴旋转，制动定子7与制动转子9相邻面上均为叶倾斜片组成的叶轮结构。

直驱装置正常运行时，空心主轴1带动制动转子9顺时针旋转，无制动力产生，腔室内的制动液处于平稳状态，叶轮不会对制动液体产生作用力。

当停机发生反转时，所述电磁制动控制单元和所述液力缓速制动装置同时或单独实现螺杆泵杆柱反转扭矩的自行释放。其中：

液力制动方式为：空心主轴1逆时针反转，制动转子9随之反转，制动液被转子上的叶轮推动，在制动腔中产生涡流并与制动定子的固定叶片接触，产生制动阻力，制动阻力随反转速度的增加而加大，保证反扭矩的安全平稳释放。

电磁制动方式为：由电控系统控制电机实现电磁牵制制动，停机发生反转时，电机以设定的速度反向转动释放反扭矩能量，并可依据反扭矩大小自动调节反转速度，使得反扭矩在受控转速下完全释放。

综上所述，本实用新型采用液力与电磁组合制动方式，两种制动方式独立运行，互不干扰，停机时自动投入制动，可同时起制动作用，如一种制动方式失效，另一种制动方式可单独起作用，保证了系统制动的安全可靠，减少螺杆泵直驱装置安全事故的发生。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (4)

1.液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，其特征在于：包括具有空心主轴的直驱电机，所述直驱电机的接线端子电性连接有电磁制动控制单元；所述直驱电机的底部设有承重轴承箱，所述空心主轴的下端穿入并转动安装于所述承重轴承箱内，所述承重轴承箱的下部设有充满制动液的液力制动腔，所述液力制动腔内设置有液力缓速制动装置。

2.如权利要求1所述的液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，其特征在于：所述液力缓速制动装置包括固定安装于所述液力制动腔内的制动定子，所述空心主轴上固定安装有与所述制动定子相配合的制动转子；所述制动定子和所述制动转子的相邻面上分别设置有由若干倾斜叶片组成的叶轮结构。

3.如权利要求2所述的液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，其特征在于：所述制动定子通过定子安装盘固定安装于所述液力制动腔内。

4.如权利要求1至3任一项所述的液力与电磁组合制动式螺杆泵直驱装置，其特征在于：所述空心主轴的上端穿出所述直驱电机且安装有驱动卡子，所述空心主轴的下端套装有密封组件。