一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构制造技术

本发明专利技术属于石油工程领域，具体地，涉及一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构。本发明专利技术主要在全电驱动的井下安全阀的驱动器模块上采用蜗杆和涡轮条结构。电机固定在电机安装板上，蜗杆安装在电机轴上，涡轮条与外压筒通过导轨机构实现涡轮条的平稳上下运动，涡轮条的下端和磁耦合结构固定。电机带动蜗杆进行回转运动，蜗杆与涡轮条啮合实现由回转运动转化为直线运动，并通过电机的正反转实现直线运动的往复，控制阀门的开启和闭合。本发明专利技术的优势在于：全电驱动的井下安全阀的驱动结构在保证了紧急情况下的安全阀反应速度的情况下，简化了整体结构，大大降低了生产制造成本，方便了清洁、润滑等操作的实施。润滑等操作的实施。润滑等操作的实施。

【技术实现步骤摘要】
一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构


[0001]本专利技术属于石油工程领域，涉及全电驱动的井下安全阀，具体指一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构。

技术介绍

[0002]全电驱动的井下安全阀(SubSurface Safety Valve)是一种安装在装在油气井内，在生产设施发生失火、管线破裂或者发生不可抗拒的自然灾害(如地震、冰情、强台风等)非正常情况时，能通过电控制而非液压等其他措施控制各部件，完成紧急关闭，防止井喷、保护设备、防止生产受损失的井下设备。
[0003]本单位申请的专利技术专利“一种全电驱动的井下安全阀”(申请号201910422782.0)涉及一种全电驱动的井下安全阀，它所采用的驱动结构主要是通过大扭矩直流电机提供动力，然后内嵌式滚珠丝杠结构实现运动形式由回转运动转化为直线运动。此类驱动结构存在以下问题：采用的内嵌式滚珠丝杆结构较为复杂，其制作成本偏高，其次在清洁、润滑等操作的实施上困难，维持其寿命的成本偏高；滚珠丝杠几乎没有自锁性，设备存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]全电驱动的井下安全阀的驱动结构包括：外压筒，电机，内压筒，电机安装板，蜗杆，涡轮条，内接头，单通螺柱，外磁耦合筒，流管筒。
[0007]外压筒内侧筒壁均匀分布三个凹槽，与涡轮条外侧三个导轨配合，外侧为光滑筒壁，两端部内侧存在螺纹；电机采用大扭矩直流电机，输出轴侧面有键槽并且输出轴顶部有螺纹孔；蜗杆轴向中心开孔、存在键槽，与电机的输出轴相配合，并且远离电机的一端存在圆形凹槽；涡轮条为三个长条状弧形结构固定在圆环底座上的结构，长条状弧形结构内部中存在螺纹的结构，长条状弧形结构外侧和圆环底座侧面则是均存在导轨，圆环底座底部则均匀分布有螺纹孔；内接头为内侧有两种尺寸螺纹的圆筒形结构，分别连接内压管和流管筒，并在安装内压筒的一侧端面存在螺纹孔；电机安装板是存在均匀分布多组通孔的圆环板状结构。
[0008]三个电机通过分别螺钉均匀安装固定在圆环形的电机安装板上；电机安装板通过过盈配合安装在内压管上，并且通过三个单通螺柱固定在内接头上，内接头则通过螺纹连接分别连接内接头和流管筒；三个蜗杆通过平键配合分别安装在三个电机上，并且通过垫片和螺钉保证其轴向固定；涡轮条为三个长条状弧形结构固定在圆环底座上的结构，长条状弧形结构内侧中的螺纹与蜗杆的螺纹相啮合，涡轮条长条状弧形结构外侧存在的三个导轨通过间隙配合分别安装于外压筒的三个凹槽上；外磁耦合筒则通过螺钉连接安装于涡轮条圆环底座的底部。
[0009]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：采用蜗杆、涡轮条结构结构，使井下安全阀的驱动结构简化，电机直接驱动蜗杆，减少了安全阀的效应时间，针对突发情况可以更快的实现关井操作；结构相对简单，制作成本和维护清洁的成本低，大大提高井下安全阀的经济性；结构相对紧凑，且相对独立于其他结构，发生故障时可以将整个模块一起进行替换。
附图说明
[0010]图1是全电驱动的井下安全阀的驱动结构的轴向结构剖面图示意图；
[0011]图2是
Ⅰ‑Ⅰ
截面结构剖面图；
[0012]图3是蜗杆的轴向剖面图和俯视图；
[0013]图4是涡轮条的轴向剖面图和俯视图；
[0014]图5是电机安装板的轴向剖面图和俯视图；
[0015]图6是全电驱动的井下安全阀的驱动结构的三维建模视图；
[0016]图中，1、外压筒，2、电机，3、内压筒，4、电机安装板，5、蜗杆，6、垫片，7、涡轮条，8、螺钉，9、内接头，10、单通螺柱，11、外磁耦合筒，12、流管筒。
具体实施方案
[0017]如图1所示，全电驱动的井下安全阀的驱动结构主要包括外压筒1、电机2、内压筒3、电机安装板4、蜗杆5、涡轮条7、内接头9、单通螺柱10构成。
[0018]外压筒1内侧筒壁均匀分布三个凹槽，与涡轮条7外侧的三个导轨配合，外侧为光滑筒壁，用于承压和提供涡轮条7的滑行轨道，两端内侧存在螺纹，用于与其他模块的外筒相连接，构成完整的安全阀；电机2使用大扭矩直流电机，用于提供动力，其输出轴侧面有键槽并且输出轴顶部有螺纹孔；蜗杆5轴向中心开孔、存在键槽，与电机2的输出轴相配合，实现动力的传输，一端存在圆形凹槽，用于安装垫片6，实现其自身的轴向固定；涡轮条7为三个长条状弧形结构固定在圆环底座上的结构，长条状弧形结构内侧中的螺纹与蜗杆5的螺纹相啮合，实现传动的作用，三个长条状弧形结构外侧分布的三个导轨和外压筒1的三个凹槽形成配合，实现涡轮条7上下直线运动的平稳进行，涡轮条7的圆环底座底部则均匀分布有螺纹孔，实现与外磁耦合筒11的连接；内接头9为内侧有不同尺寸螺纹的圆筒形结构，分别连接内压管3和流管筒12，并在安装内压筒3的一侧端面存在均匀分布的三个螺纹孔，用于连接单通螺柱10固定电机安装板4。
[0019]三个电机2分别通过螺钉安装固定在环形的电机安装板4上，用于提供动力；电机安装板4通过过盈配合安装在内压管3上，并且通过三个单通螺柱10固定在内接头9上，内接头9则通过螺纹连接分别连接内压管3和流管筒12；三个蜗杆5通过平键配合分别安装在三个电机2上，并且通过垫片6和螺钉8保证其轴向固定，用于传动；涡轮条7的三个长条状弧状结构固定在圆环底座上的结构，长条弧状结构内侧的螺纹结构与蜗杆5的螺纹相啮合，使蜗杆5的回转运动转化为涡轮条7的轴线直线运动，实现运动方向的转变，涡轮条7长条弧状结构外侧存在导轨通过间隙配合安装于外压筒1的凹槽上，确保涡轮条7的轴向直线运动可以稳定进行；外磁耦合筒11则通过四个螺钉连接安装于涡轮条7的圆环底座底部，通过涡轮条7的轴向直线运动带动外磁耦合片的直线运动。
[0020]全电驱动的井下安全阀的驱动结构的工作过程是：
[0021]当井下安全阀的阀门开启时，三个电机2同时接收到阀门关闭的信号，分别带动三个蜗杆5转动，由于蜗杆5与涡轮条7存在啮合并且涡轮条7导轨和外压筒1凹槽相配合，实现蜗杆5的回转运动转化为涡轮条7的直线向下运动；涡轮条7的圆环底座底部通过螺钉固定的外磁耦合筒11在涡轮条7的推动下同样向下直线运动，从而实现外磁体的向下运动，固定在流管上的内磁体在磁耦合里的作用下带动流管向下运动，实现流管头和下部结构的紧密对接，形成完整的管道，完成整个阀门打开的过程。
[0022]当井下安全阀需要关闭时，三个电机2反向转动分别带动三个蜗杆5反向转动，并且在固定外磁耦合筒11下部的弹簧复原力的共同作用下，从而实现涡轮条7的向上直线运动，通过螺钉固定在涡轮条7圆环底座底部的外磁耦合筒11在涡轮条7的带动下向上直线运动，从而实现外磁体的向上运动，固定在流管上的内磁体在磁耦合力的作用下带动流管向上动，实现流管头和下部结构的分离，进而阀门关闭，完成整个井下安全阀关闭的过程。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构，其特征在于：包括外压筒，电机，内压筒，电机安装板，蜗杆，涡轮条，内接头，单通螺柱，流管筒；三个电机均采用同类型的大扭矩直流电机，输出轴侧面有键槽并且输出轴顶部有螺纹孔；三个电机分别通过螺钉安装固定在环形的电机安装板上；电机安装板通过过盈配合安装在内压管上，并且通过三个单通螺柱固定在内接头上，内接头则通过螺纹连接分别连接内接头和流管筒；蜗杆通过平键配合安装在电机上，并且通过垫片和螺钉保证其轴向固定；内接头为内侧有两种尺寸螺纹的圆筒形结构，分别连接内压管和流管筒，并在安装内压筒的一侧端面存在螺纹孔。2.根据权利要求1所述的一种全电驱动的井下安全阀的驱动结构，其特征在于：所述外压筒外侧为光滑筒壁，内侧筒壁均匀分布三个凹槽，分别与涡轮条外侧三个导轨配合，确保涡轮条的上下直线运动的平稳进行，外压筒两端内侧分布螺纹，用于连接其他模块外筒，形成完整安全阀。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明新，蔡宝平，刘可扬，李敬昊，杨子琪，杨骏，高春坦，盛朝洋，史明伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：