双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置，包括底座、锥齿轮减速器、防反转制动部件和电动机；锥齿轮减速器包括主壳体和齿轮传动机构，齿轮传动机构输出端与输出轴连接；电动机包括第一电动机和第二电动机，分别通过皮带与齿轮传动机构连接，第一电动机和第二电动机的输出转速相同；防反转制动部件设置在锥齿轮减速器的主壳体的上方，防反转制动部件包括制动壳体、中心支架、制动蹄和单向超越离合器，中心支架与制动蹄之间设有用于使中心支架转动时将制动蹄与制动壳体内表面接触的连接装置；中心支架与输出轴之间设置有单向超越离合器。具有输出转矩大、防反转制动过程缓和、抽油杆的转矩势能得到安全释放的特点。

Ground Driving Device of Screw Pump with Synchronous Input Torque of Dual Motor

【技术实现步骤摘要】
双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置
本专利技术涉及石油天然气开发中的采油机械
，具体涉及一种双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置。
技术介绍
螺杆泵是一种主要的采油装置，自从20世纪80年代开始迅速发展，国内的螺杆泵地面驱动装置多采用锥齿轮传动形式，螺杆泵井在生产过程中，杆柱承受扭矩，使抽油杆产生弹性变形，储存一定的弹性势能，当出现电力系统断电或者井下螺杆泵卡泵时，抽油杆中储存在扭转弹性势能会瞬间释放出来，带动锥齿轮传动系统和电动机高速反转，螺杆泵系统杆柱翻转不加以控制，容易引起地面装置的损坏、抽油杆因高速反转而出现脱扣问题，威胁操作人员和油井设备的安全，为此，通常采用棘轮棘爪式防反转装置和液压制动防反转进行制动防反转。棘轮棘爪防反转机构的工作原理：当出现电力系统断电或者井下螺杆泵卡泵时，棘轮棘爪会迅速将锥齿轮传动机构锁住，防止抽油杆的高度反转发生，然后需要操作人员调节棘爪，使得转矩释放出来，这一过程中，由于没有制动部件的制动作用，锥齿轮传动器系统和电动机都存在高速反转，转动惯量大，由于需要操作工人靠近地面驱动装置，存在安全隐患。液压制动防反转机构的工作原理：通过锥齿轮传动机构反转时带动液压泵输出液压油，带动液压缸对安装在输出轴的刹车盘进行制动，但是这种系统的锥齿轮传动系统和电动机存在高速反转，同时，液压系统在长时间闲置后容易出现动作不灵活等问题。同时，现有的螺杆泵地面驱动装置以单电动机为动力，存在输入动力不足，输出的转矩较小，无法驱动深井螺杆泵的驱动工作，使得现有的螺杆泵的井身多为2000米以内，不适合现在油田的深井抽油作业。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，能保证输入动力及防反转，安全性高的双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置。其技术方案是：双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置，包括底座、锥齿轮减速器、防反转制动部件和电动机；所述锥齿轮减速器安装在底座上，所述锥齿轮减速器包括主壳体和设置在主壳体内部的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构输出端与输出轴连接，所述输出轴上端伸出所述主壳体顶部；所述电动机包括第一电动机和第二电动机，所述第一电动机和第二电动机分别设置在主壳体的两侧，且分别通过皮带传动机构与齿轮传动机构连接，所述第一电动机和第二电动机的皮带传动机构相同，所述第一电动机和第二电动机的输出转速相同；所述防反转制动部件设置在锥齿轮减速器的主壳体的上方，所述防反转制动部件包括制动壳体、设置在制动壳体内的中心支架、制动蹄和单向超越离合器，所述制动壳体固定在主壳体的上方，所述中心支架套设在输出轴上并与输出轴同轴设置，所述中心支架与制动蹄之间设有用于使中心支架转动时将制动蹄与制动壳体内表面接触的连接装置；所述中心支架与输出轴之间设置有用于传递反向转矩的单向超越离合器。优选的，所述齿轮传动机构包括安装在主壳体内的第一输入锥齿轮、第二输入锥齿轮和输出锥齿轮，所述主壳体的两侧分别对称设有第一输入端和第二输入端，所述第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮分别位于第一输入端和第二输入端处，所述第一输入锥齿轮与第二输入锥齿轮的齿数相同，且所述第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮分别与输出锥齿轮啮合，所述输出锥齿轮固定安装在输出轴上。优选的，所述皮带传动机构包括安装在第一电动机输出轴上的第一主动皮带轮和安装在第二电动机输出轴上的第二主动皮带轮；所述第一输入锥齿轮的齿轮轴上安装有第一从动皮带轮，所述第一主动皮带轮与第一从动皮带轮通过皮带连接；所述第二输入锥齿轮的齿轮轴上安装有第二从动皮带轮，所述第二主动皮带轮与第二从动皮带轮通过皮带连接；所述第一主动皮带轮和第二主动皮带轮的结构尺寸相同，所述第一从动皮带轮与第二从动皮带轮的结构尺寸相同。优选的，所述中心支架为套设在输出轴外侧并与输出轴同轴设置的套筒；所述连接装置包括至少两个对称的连接支架和弹簧，所述连接支架设置在套筒外壁并向制动壳体方向延伸；所述制动蹄包括至少两个弧形制动块，每个弧形制动块的外表面与制动壳体的内表面形成制动间隙，每个弧形制动块的一端分别与每个连接支架的自由端铰接，另一端通过弹簧与套筒外壁连接。优选的，所述第一电动机与第二电动机分别连接有反转制动电路。优选的，所述输出轴上位于制动壳体上方设置有用于起到反转制动作用的棘轮棘爪机构，所述棘轮安装在输出轴上，可调节棘爪安装在制动壳体上。优选的，所述第一电动机与第二电动机为三相交流异步电动机，第一电动机与第二电动机的极数相同。优选的，所述第一电动机与第二电动机为功率相同的永磁电机。优选的，所述制动器壳体与主壳体之间设置有隔热片，所述制动器壳体外圆周均布有散热翅。优选的，所述第一电动机和第二电动机同步启停或独立控制启停。本专利技术与现有技术相比较，具有以下优点：1.通过两个电动机同时驱动，传动部件的输出轴的转矩较单电动机驱动的输出转矩增大1倍，适合于驱动大排量、深井的井下螺杆泵，提高螺杆泵举升能力和产业能力。采用两个对称布置的输入锥齿轮同时与输出锥齿轮啮合的传动方式，使得输出锥齿轮的齿轮齿受力均匀，防止因为转矩过大而造成齿轮齿损坏的问题发生，经过皮带减速和锥齿轮两级减速，与一级皮带减速传动方式相比，本专利技术的输出轴转速可达到100-150转/分钟，更适合于低转速的井下螺杆泵的工作要求。2.在制动部件的中心支架与输出轴之间设置了单向超越离合器，仅能实现输出轴反向转动时带动中心支架转动，从而使得制动蹄的制动片与制动壳体的制动壳体接触，产生制动效应，而输出轴在蜗轮蜗杆机构驱动下正向转动时，单向超越离合器不会带动中心支架转动，制动部件不会产生制动作用，而不会影响螺杆泵地面驱动装置的正产工作。3.在制动壳体和主壳体之间设置了隔热片，防止制动部件制动过程中产生的热量传递到主壳体内而出现烧毁传动部件的问题发生，并在制动壳体的外圆周设置散热翅，起到快速散热的效果。4.减速传动器布置在底座的中心位置，两个驱动电动机和皮带轮对称布置在在减速传动器的外侧，使得整套装置的重心分布在底座的中心位置，便于现场安装和井架底座受力平衡。附图说明图1是本专利技术提供的螺杆泵地面驱动装置的实施例一的主视图。图2是本专利技术提供的螺杆泵地面驱动装置的实施例一的俯视图。图3是锥齿轮减速箱和制动部件的纵向剖视图。图4是图1的A-A处的剖视图。图5是图1的C-C剖视图。图6是处于反转状态的制动部件的剖视图。图7是本专利技术提供的螺杆泵地面驱动装置的实施例二的主视图。图8是本专利技术提供的螺杆泵地面驱动装置的实施例二的俯视图。图9是本专利技术提供的螺杆泵地面驱动装置的实施例三的主视图。图中，1—底座，2—锥齿轮减速器，21—主壳体，211—第一输入端，211—第二输入端，22—第一输入锥齿轮，23—第二输入锥齿轮，24—输出锥齿轮，25—输出轴，26—棘轮，27—可调棘爪，31—第一电动机，32—第二电动机，41—第一主动皮带轮，42—第一从动皮带轮，43—第一传动皮带，44—第二主动皮带轮，45—第二从动皮带轮，46—第二传动皮带，47—第一皮带护罩，48—第二皮带护罩，5—防反转制动部件，51—制动壳体，52—中心支架，53—制动蹄，54—弹簧，55—单向超越离合器，56—制动间隙，61—井口阀座，62—支架，63—盘根盒，7—光杆，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置，其特征在于，包括底座、锥齿轮减速器、防反转制动部件和电动机；所述锥齿轮减速器安装在底座上，所述锥齿轮减速器包括主壳体和设置在主壳体内部的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构输出端与输出轴连接，所述输出轴上端伸出所述主壳体顶部；所述电动机包括第一电动机和第二电动机，所述第一电动机和第二电动机分别设置在主壳体的两侧，且分别通过皮带传动机构与齿轮传动机构连接，所述第一电动机和第二电动机的皮带传动机构相同，所述第一电动机和第二电动机的输出转速相同；所述防反转制动部件设置在锥齿轮减速器的主壳体的上方，所述防反转制动部件包括制动壳体、设置在制动壳体内的中心支架、制动蹄和单向超越离合器，所述制动壳体固定在主壳体的上方，所述中心支架套设在输出轴上并与输出轴同轴设置，所述中心支架与制动蹄之间设有用于使中心支架转动时将制动蹄与制动壳体内表面接触的连接装置；所述中心支架与输出轴之间设置有用于传递反向转矩的单向超越离合器。

【技术特征摘要】
1.双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置，其特征在于，包括底座、锥齿轮减速器、防反转制动部件和电动机；所述锥齿轮减速器安装在底座上，所述锥齿轮减速器包括主壳体和设置在主壳体内部的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构输出端与输出轴连接，所述输出轴上端伸出所述主壳体顶部；所述电动机包括第一电动机和第二电动机，所述第一电动机和第二电动机分别设置在主壳体的两侧，且分别通过皮带传动机构与齿轮传动机构连接，所述第一电动机和第二电动机的皮带传动机构相同，所述第一电动机和第二电动机的输出转速相同；所述防反转制动部件设置在锥齿轮减速器的主壳体的上方，所述防反转制动部件包括制动壳体、设置在制动壳体内的中心支架、制动蹄和单向超越离合器，所述制动壳体固定在主壳体的上方，所述中心支架套设在输出轴上并与输出轴同轴设置，所述中心支架与制动蹄之间设有用于使中心支架转动时将制动蹄与制动壳体内表面接触的连接装置；所述中心支架与输出轴之间设置有用于传递反向转矩的单向超越离合器。2.根据权利要求1所述的双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置，其特征在于：所述齿轮传动机构包括安装在主壳体内的第一输入锥齿轮、第二输入锥齿轮和输出锥齿轮，所述主壳体的两侧分别对称设有第一输入端和第二输入端，所述第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮分别位于第一输入端和第二输入端处，所述第一输入锥齿轮与第二输入锥齿轮的齿数相同，且所述第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮分别与输出锥齿轮啮合，所述输出锥齿轮固定安装在输出轴上。3.根据权利要求1或2所述的双电动机同步输入转矩的螺杆泵地面驱动装置，其特征在于：所述皮带传动机构包括安装在第一电动机输出轴上的第一主动皮带轮和安装在第二电动机输出轴上的第二主动皮带轮；所述第一输入锥齿轮的齿轮轴上安装有第一从动皮带轮，所述第一主动皮带轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鹏，袁东旭，章心林，谭帅，潜凌，朱新忠，崔凤光，张永辉，赵立彦，赵云华，
申请(专利权)人：胜利油田高原石油装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37