CN2080589U - 螺杆泵无级变速驱动装置 - Google Patents

Abstract

螺杆泵无级变速驱动装置是一种涉及油井螺杆 泵地面驱动的装置，主要由电机、连轴器、带式无级变 速机构、支架和防反转机构等组成。其电机通过连轴 器带动带式无级变速机构，无级变速机构通过卡座在 从动轴顶端的销紧承扭卡瓦将动力传给抽油杆，抽油 杆带动井下螺杆泵转动。本实用新型实现了无级变 速，不停机调参，并具有防反转的功能。其结构简单， 操作安全方便，成本造价低。

Description

螺杆泵无级变速驱动装置是一种涉及油井螺杆泵地面驱动的装置，是一种能实现无级变速，不停机调参及防止反转的驱动装置。

现有的油井螺杆泵地面驱动装置，一般是用常规的多级变速器实现：主要包括皮带轮变速，皮带轮、齿轮组合变速及皮带轮链轮组合变速。调节参数时需停机，更换皮带轮，改变螺杆泵的转速来实现，并且没有防反转机构。这种驱动装置在油田应用时存在三个问题：（1）速度调节是有限级的，由于油井内情况很复杂，油层供液量，油的粘度经常发生变化，且一个油田各个油区的油的性质和产能有很大差别，所以现有的有限级变速器不能适应油田的要求。（2）必须停机调参。由于地层供液情况改变，泵的参数就得相应地改变，这就是调参问题。现有的变速装置，由于是更换皮带轮来实现调参，所以必须停机。若停机时间长，由于原油不流动，本来粘度很高的稠油脱气后，油会更粘，使泵不能再起动，必须上设备，将转子提出定子，热洗井后，再放回转子，才能起动，这样浪费很大人力、物力且影响生产。（3）停机时抽油杆所受的扭转能量释放，使抽油杆发生反转，而使抽油杆卸扣导致抽油杆脱落，造成井下事故。因此，一般的变速驱动装置不能完全满足油田螺杆泵抽油的要求。

本实用新型的任务是提供一种新型的变速驱动装置，它能够很容易地实现无级变速，从而达到不停机调参的目的，并且有防反转机构，克服了现有驱动装置的缺点。

螺杆泵无级变速驱动装置主要由电机（1），连轴器（2），带式无级变速机构（31），支架（28），防反转机构（26）等组成。带式无级变速机构（31）由主动轴（11），主动变径轮（8、10），从动轴（19），从动变径轮（15，16），转动调节机构防反转机构（26），加压弹簧（22），支承轴承及上下壳体（14、23）等组成。在电机（1）的输出端由连轴器（2）与带式无级变速机构（31）联接，在带式无级变速机构（31）的壳体（14、23）中与电机（1）连接的是主动轴（11），在主动轴（11）上装有主动变径轮（8、10），在主动轴（11）的下端装有转动调节机构，转动调节机构由连接在主动轴（11）上的滑套（6）和与其相接的调节杆（7）和调节手柄（5）组成。主动轴（11）通过轴承（4，12）与壳体（14，23）支撑相连。从动轴（19）与抽油杆（30）通过销紧承扭卡瓦（18）相接，在从动轴（19）上装有从动变径轮（15，16），在从动轴（19）的上端装有加压弹簧（22）和销紧螺母（17），在从动轴（19）的下端装有防反转机构（26）。主动变径轮（8，10）和从动变径轮（15，16）通过传动胶带（9）联接。从动轴（19）通过轴承（21，24）与壳体（14、23）支撑相连。防反转机构（26）采用棘轮装置。带式无级变速机构（31）和电机（1）通过螺栓固定在支架（28）上，支架（28）与井口四通（29）联接。

螺杆泵无级变速驱动装置的电机通过连轴器带动带  式无级变速机构，无级变速机构通过卡座在从动轴顶端的销紧承扭卡瓦把动力传给抽油杆，抽油杆带动井下螺杆泵转动。从动轴由上、下两个轴承支撑，下端有一棘轮装置组成的防反转机构，使抽油杆只能正转不能反转。泵出的液体，通过四通的两个出口引出，上部由防喷器密封，以防油液喷出污染环境。带式无级变速机构主要包括主动轴，主动变径轮，传动胶带，从动轴，从动变径轮，转动调节机构，防反转机构，加压弹簧及上下壳体等组成。

需要调节参数时，不必停机，转动调节手柄，使丝杠转动，带动调节杆，滑套上下移动，主动变径轮和从动变径轮的动轮在滑套、传动胶带及加压弹簧的作用下，相应地分开和靠合。当主动变径轮两轮分开时，传动胶带向轮心方向移动，主动变径轮的节径变小，同时从动变径轮在加压弹簧的作用下，两轮靠合，传动胶带向轮缘方向移动，从动变径轮的节径增大，实现减速。当主动变径轮两轮靠合时，传动胶带向轮缘方向移动，主动变径轮的节径变大，同时从动变径轮在胶带的作用下克服加压弹簧力分开，传动胶带向轮心方向移动，从动变径轮的节径变小，实现增速，由于变径轮是锥形体，所以传动胶带在轮上的位置可任意调整，实现无级调速。

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：

图1是螺杆泵无级变速驱动装置的总体结构示意图。图中1－电机，2－连轴器，3－轴承盖，4－轴承，5－调节手柄，6－滑套，7－调节杆，8、10－主动变径轮，9－传动胶带，11－主动轴，12－轴承，13－轴承盖，14－上壳体，15、16－从动变径轮，17－锁紧螺母，18－锁紧承扭卡瓦，19－从动轴，20－轴承盖，21－轴承，22－加压弹簧，23－下壳体，24－轴承，25－轴承盖，26防反转机构，27－防喷器，28－支架，29－四通，30－抽油杆，31－带式无级变速机构。

带式无级变速机构（31）和电机（1）由螺栓固定在支架（28）上，支架（28）与四通（29）连接。抽油杆（30）穿过四通（29），防喷器（27）及从动轴（19）的中心孔，由锁紧承扭卡瓦（18）锁紧卡座在从动轴（19）顶端。

电机（1）的动力通过连轴器（2）传给主动轴（11），主动轴（11）带动主动变径轮（8，10）和传动胶带（9）转动。主动轴（11）由轴承（4，12）支承在上下壳体（14，23）上，传动胶带（9）以一定的速比带动从动变径轮（15，16），及从动轴（19）转动。从动轴（19）通过卡座在其顶端的锁紧承扭卡瓦（18），带动抽油杆（30）及井下螺杆泵转动。从动轴（19）由上下两个轴承（21，24）支承在上下壳体（14、23）上。轴承（21）为向心推力球轴承，主要承受经向载荷，也能承受一定的轴向载荷，轴承（24）为园锥滚子轴承，主要承受轴向载荷，并能承受较大的径向载荷。由井下螺杆泵，抽油杆（30）及液体产生的轴向载荷，通过抽油杆（30）锁紧承扭卡瓦（18），从动轴（19）作用在轴承（24）上。泵出的液体通过四通（29）的两个出口引出，上部由防喷器（27）密封，以防油液喷出污染环境。防反转机构（26）采用棘轮结构，可防止停机时抽油杆反转脱扣发生落井事故。

当需要调节泵的参数时，不必停机，只要转动调节手柄（5），丝杠带动调节杆（7）及滑套（6）上、下移动。在滑套（6），传动胶带（9）及加压弹簧（22）的作用下，主动变径轮（8）和从动变径轮（16）相对于主动变径轮（10）和从动变径轮（15）作上、下移动。当转动调节手柄（5）使调节杆（7）滑套（6）向上移动时，主动变径轮（8）向上移动，主动变径轮（8，10）靠合，传动胶带（9）向轮缘方向移动，主动轮（11）的节径增大，同时，从动变径轮（16）在传动胶带（9）的作用下，克服加压弹簧（22）的作用向上移动，从动弯径轮（15、16）分开，传动胶带（9）向轮心方向移动，从动轮（19）的节径变小，实现增速。当转动调节手柄（5），使调节杆（7），滑套（6）向下移动时，主动变径轮（8）向下移动，主动变径轮（8，10）分开，传动胶带（9）向轮心方向移动，主动轮的节径变小。同时，从动变径轮（16）在加压弹簧（22）的作用下向下移动，从动变径轮（15、16）靠合，传动胶带（9）向轮缘方向移动，从动轮（19）的节径增大，实现减速。

螺杆泵无级变速驱动装置实现了无级变速，不停机调参，并具有防反转的功能，其结构简单，操作方便，工作安全。成本造价低。

Claims (7)

1、螺杆泵无级变速驱动装置是一种涉及油井螺杆泵地面驱动的装置，其由电机、连轴器和驱动部分组成，本实用新型的特征是在电机(1)的输出端由连轴器(2)与带式无级变速机构(31)联接，带式无级变速机构(31)由主动轴(11)，主动变径轮(8、10)，从动轴(19)、从动变径轮(15，16)，转动调节机构，防反转机构(26)，加压弹簧(22)，支承轴承及上下壳体(14，23)等组成，在带式无级变速机构(31)的壳体(14，23)中与电机(1)连接的是主动轴(11)，在主动轴(11)上装有主动变径轮(8，10)，在主动轴(11)的下端装有转动调节机构，从动轴(19)与抽油杆(30)通过销紧承扭卡瓦(18)相接，在从动轴(19)上装有从动变径轮(15，16)，在从动轴(19)的上端装有加压弹簧(22)和销紧螺母(17)，在从动轴(19)的下端，装有防反转机构(26)，主动变径轮(8，10)和从动变径轮(15，16)通过传动胶带(9)联接。

2、根据权利要求1所述的螺杆泵无级变速驱动装置，其特征是主动轴（11）通过轴承（4，12）与壳体（14，23）支撑相连。

3、根据权利要求1所述的螺杆泵无级变速驱动装置，其特征是从动轴（19）通过轴承（21，24）与壳体（14，23）支撑相连。

4、根据权利要求1所述的螺杆泵无级变速驱动装置，其特征是转动调节机构由连接在主动轴（11）上的滑套（6）和与其相接的调节杆（7）和调节手柄（5）组成。

5、根据权利要求1所述的螺杆泵无级变速驱动装置，其特征是防反转机构（26）采用棘轮装置。

6、根据权利要求1所述的螺杆泵无级变速驱动装置，其特征是    带式无级变速机构（31）和电机（1）通过螺栓固定在支架（28）上，支架（28）与井口四通（29）联接。

7、根据权利要求1所述的螺杆泵无级变速驱动装置，其特征是    主动变径轮（8，10）和从动变径轮（15，16）为锥形体。