CN2148857Y - 单螺杆式变速器 - Google Patents

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万邦烈
刘猛
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Abstract

一种新型结构的单螺杆式变速器，其主要部件有 螺杆-衬套副、万向联轴节、滑动轴承副、曲柄、高低 速轴等。它是在螺杆的一端安装万向联轴节与低速 轴联接；在螺杆的另一端安装滑动轴承副，轴承中的 轴联接曲柄，曲柄联接高速轴。这种变速器兼有增速 和减速两种功能，只要将动力由不同的方向输入即可 获得不同的变速效果。可适用于深井、定向井和水平 井中使用，为扩大现有钻井机械和采油机械的使用范 围开辟了广阔的前景。

Description

本实用新型提供了一种适用于石油矿场应用的单螺杆式变速器，它可用来增速或减速。
电动潜油离心泵是目前石油矿场采用的一种有效的采油设备，提高它的转速可以显著地增加它的流量和压头，扩大其使用范围，而目前所使用的潜油电机的转速均为同步转速3000转／分，要提高泵轴的转速有两种方法：一是采用变频器来改变电源的频率，但此法效率较低，且成本较高；二是采用井下机械式或液力式增速器，此法较切实可行，但由于技术较复杂，至今没有得到彻底解决。
电动潜油单螺杆泵是另一种新型的无杆采油设备，对于高含气、高含砂和高粘度原油具有独特的效果，为了保证单螺杆泵具有较高的运行可靠性和寿命，要求降低电动机的转速，切实有效的措施是采用井下机械式或液力式减速器。
涡轮钻具是目前石油矿场使用的一种井下动力钻具，由于其转速较高，与牙轮钻头的配合使用受到很大影响。而降低涡轮钻具的转速，增加它的扭矩，可以提高牙轮钻头破碎岩石的技术经济指标，特别是在深井、定向井和水平井的钻进中，其有效措施之一也是采用井下机械式或液力式减速器。
以上所说的这类增速器和减速器，过去由于技术的复杂性，始终没有得到彻底的解决。根据矿场实际需要，本实用新型提出了一种单螺杆式变速器，可以很好地解决以上问题。它既可增速又可减速。当把单螺杆式变速器安装在电动潜油离心泵和电机－保护器组件之间时，单螺杆式变速器可以有效地提高电泵的转速；当把单螺杆式变速器安装在单螺杆泵和电动机－保护器组件之间时，单螺杆式变速器可以有效地降低电动潜油单螺杆泵的转速；同时，单螺杆式变速器还可与涡轮钻具配合使用，有效地降低涡轮钻具的转速。单螺杆式变速器的使用，为扩大现有钻井机械、采油机械的使用范围开辟了广阔的前景。
本实用新型的目的是这样实现的：整个装置主要由螺杆－衬套副、万向联轴节、滑动轴承副、曲柄、高低速轴等组成。它们的结构关系是：螺杆偏心地安装在衬套中，螺杆的一端安装万向联轴节，万向联轴节联接低速轴；螺杆的另一端安装滑动轴承，轴承中装轴，该轴联接曲柄，曲柄接高速轴。
附图就是这种单螺杆式变速器的结构示意图。
图中，1－低速轴，2－万向联轴节，3－衬套，4－螺杆，5－滑动轴承，6－轴，7－曲柄，8－高速轴。
下面结合附图详细描述依据本实用新型所提出的单螺杆式变速器的具体结构和工作原理。
螺杆（4）偏心地安装在衬套（3）中，螺杆是多线螺杆，衬套是多线衬套，构成多线螺杆－衬套副，其偏心距为曲柄（7）的半径。螺杆（4）的一端装万向联轴节（2），联接低速轴（1）；螺杆（4）的另一端安装滑动轴承（5），轴承（5）中装轴（6），轴（6）联接曲柄（7），曲柄（7）再联接高速轴（8）。在螺杆（4）中开有通道a，沟通螺杆－衬套副上下两个充满润滑介质的腔体。万向联轴节可以用挠性轴代替，滑动轴承副（5、6）的中心与螺杆的中心重合。
假设螺杆的线数为Z1，则衬套的线数为Z2＝Z1＋1，从现有加工能力和实际使用要求考虑，Z1取2～9已能满足生产实际要求。设低速轴转速为n1，高速轴的转速为n2，则有n2＝Z1n1，或n1＝n2／Z1。高低速轴的转动方向相反。
这种单螺杆式变速器的特点是，同一装置兼有增速和减速作用，只要将动力由不同方向输入即可；传动比取决于螺杆的线数Z1；径向尺寸可以很小，从而适应于深井、定向井和水平井中使用；结构简单，加工精度要求不高；可以设计成具有某些附加功能，如可以兼有灌注泵和液动机的作用。

Claims (5)

1、一种单螺杆式变速器，由螺杆-衬套副、万向联轴节、滑动轴承、轴、曲柄、高低速轴等部件组成，其特征在于，螺杆(4)偏心地安装在衬套(3)中，螺杆(4)的一端装万向联轴节(2)与低速轴相联，螺杆(4)的另一端安装滑动轴承(5)，轴承(5)中装轴(6)，轴(6)联接曲柄(7)，曲柄(7)联接高速轴(8)。
2、根据权利要求1所述的单螺杆式变速器，其特征在于，螺杆－衬套副由多线螺杆（4）和多线衬套（3）组成，其旋向可以左旋，也可以右旋。
3、根据权利要求1所述的单螺杆式变速器，其特征在于，螺杆（4）上开有通道a，沟通螺杆－衬套副上下的腔室。
4、根据权利要求1所述的单螺杆式变速器，其特征在于，滑动轴承副（5、6）的中心与螺杆（4）的中心重合。
5、根据权利要求1所述的单螺杆式变速器，其特征在于所说的万向联轴节（2）可以用挠性轴代替。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107152237A (zh) * 2017-07-10 2017-09-12 西南石油大学 一种大扭矩自平衡低速涡轮钻具

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