本發(fā)明屬于螺桿泵采油設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種制動(dòng)裝置上置的螺桿泵直接驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，在石油開采技術(shù)領(lǐng)域，螺桿泵直驅(qū)采油裝置是被廣泛采用的一種采油裝置。在使用過程中，光桿可能因井下故障而反轉(zhuǎn)，光桿反轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速很快，會(huì)對(duì)光桿本身以及與光桿直接或間接相連的其他傳動(dòng)部件造成損壞。因此，需要在光桿反轉(zhuǎn)時(shí)立即對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)制動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)中，防反轉(zhuǎn)制動(dòng)的方式有兩種：一種是電磁制動(dòng)，另一種是機(jī)械制動(dòng)。這兩種制動(dòng)方式均存在明顯不足：電磁制動(dòng)需要依靠良好的電力供應(yīng)，一旦電路出現(xiàn)故障，制動(dòng)必然失效；機(jī)械制動(dòng)容易出現(xiàn)機(jī)構(gòu)卡死，零件損壞等問題，制動(dòng)的可靠性有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種制動(dòng)裝置上置的螺桿泵直接驅(qū)動(dòng)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種制動(dòng)裝置上置的螺桿泵直接驅(qū)動(dòng)裝置，包括制動(dòng)裝置、電機(jī)和封井器，三者沿豎直方向串聯(lián)，與井下螺桿泵連接的光桿由上述三者的中間穿過，所述的制動(dòng)裝置、電機(jī)和封井器由上至下依次通過法蘭連接，所述的制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)包括上殼體、下殼體、泵輪、上主軸、下主軸、軸套和防護(hù)罩，防護(hù)罩的底部通過法蘭連接在電機(jī)上，所述的上殼體和下殼體通過螺栓連接在一起，并同時(shí)固定連接在防護(hù)罩的頂部，上殼體和下殼體之間填充有熱載體油，所述的上主軸通過軸承安裝在上殼體和下殼體的中央，所述的泵輪設(shè)置在上殼體和下殼體之間并固定連接在上主軸的中部，在上殼體和泵輪的相對(duì)的兩個(gè)面上均設(shè)置有渦輪葉片，所述的軸套固定連接在上主軸上，所述的下主軸通過超越離合器連接在軸套的內(nèi)側(cè)，所述的超越離合器的可旋轉(zhuǎn)方向與電機(jī)的正轉(zhuǎn)方向一致，下主軸通過防轉(zhuǎn)銷與所述的光桿連接。
所述的電機(jī)為永磁電機(jī)。所述的電機(jī)為三相交流異步電機(jī)。
本發(fā)明的有益效果為：
長期以來，螺桿泵防反轉(zhuǎn)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究方向大體有兩種：一種是通過精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)使光桿在反轉(zhuǎn)后與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)脫開，從而避免其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一同旋轉(zhuǎn)；另一種是通過機(jī)械或液壓剎車機(jī)構(gòu)對(duì)光桿或電機(jī)的空心軸進(jìn)行直接制動(dòng)。而應(yīng)用事實(shí)證明，從上述的兩種研究方向出發(fā)研發(fā)出的制動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致制動(dòng)可靠性不高。
本發(fā)明拋開了上述的兩種研究方向，轉(zhuǎn)而研究利用液力進(jìn)行直接制動(dòng)(非液壓制動(dòng))，具有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠，幾乎無磨損的特點(diǎn)，使得制動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性和使用壽命大幅提升。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1-光桿，2-封井器，3-制動(dòng)裝置，4-電機(jī)，5-下主軸，6-防護(hù)罩，7-下殼體，8-泵輪，9-熱載體油，10-上殼體，11-上主軸，12-軸套，13-防轉(zhuǎn)銷。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
本實(shí)施例包括制動(dòng)裝置3、電機(jī)4和封井器2，三者沿豎直方向串聯(lián)，與井下螺桿泵連接的光桿1由上述三者的中間穿過。所述的制動(dòng)裝置3、電機(jī)4和封井器2由上至下依次通過法蘭連接。
所述的制動(dòng)裝置3的結(jié)構(gòu)包括上殼體10、下殼體7、泵輪8、上主軸11、下主軸5、軸套12和防護(hù)罩6，防護(hù)罩6的底部通過法蘭連接在電機(jī)4上，所述的上殼體10和下殼體7通過螺栓連接在一起，并同時(shí)固定連接在防護(hù)罩6的頂部，上殼體10和下殼體7之間填充有熱載體油9，所述的上主軸11通過軸承安裝在上殼體10和下殼體7的中央，所述的泵輪8設(shè)置在上殼體10和下殼體7之間并固定連接在上主軸11的中部，在上殼體10和泵輪8的相對(duì)的兩個(gè)面上均設(shè)置有渦輪葉片，所述的軸套12固定連接在上主軸11上，所述的下主軸5通過超越離合器(也稱為單向軸承)連接在軸套12的內(nèi)側(cè)，所述的超越離合器的可旋轉(zhuǎn)方向與電機(jī)4的正轉(zhuǎn)方向一致，下主軸5通過防轉(zhuǎn)銷13與所述的光桿1連接。
制動(dòng)裝置3的工作過程如下：
光桿1正轉(zhuǎn)時(shí)，超越離合器處于分離狀態(tài)，使得下主軸5與軸套12脫離，因此，只有下主軸5在光桿1的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，軸套12和上主軸11靜止不動(dòng)。
光桿1反轉(zhuǎn)時(shí)，超越離合器處于咬合鎖死狀態(tài)，使得軸套12跟隨下主軸5一同旋轉(zhuǎn)，軸套12的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)上主軸11以及固定安裝在上主軸11上的泵輪8旋轉(zhuǎn)。上殼體10和泵輪8的相對(duì)的兩個(gè)面上均設(shè)置有渦輪葉片，在渦輪葉片的攪動(dòng)作用下，泵輪8旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的阻力，且轉(zhuǎn)速越快阻力越大，正是由于這種阻力的存在，使得光桿1反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得以限制，反轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)能得以緩慢釋放，從而避免了因光桿1高速反轉(zhuǎn)造成的設(shè)備損壞和人員傷亡。
制動(dòng)裝置3的基本工作原理與常見的液力耦合器的工作原理相同，泵輪8相當(dāng)于液力耦合器內(nèi)的主動(dòng)渦輪，上殼體10相當(dāng)于液力耦合器中的從動(dòng)渦輪。本發(fā)明與液力耦合器的主要區(qū)別在于：液力耦合器上有輸入軸，也有輸出軸，而本發(fā)明只有輸入軸，沒有輸出軸，通過限制機(jī)械能的輸出實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的目的。制動(dòng)裝置3的輸入軸(上主軸11)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱載體油9的機(jī)械能和熱能，熱載體油9具有良好的導(dǎo)熱性能，可將熱量及實(shí)地釋放出去。
所述的電機(jī)4可采用永磁電機(jī)，也可以采用三相交流異步電機(jī)。
長期以來，螺桿泵防反轉(zhuǎn)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究方向大體有兩種：一種是通過精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)使光桿1在反轉(zhuǎn)后與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)脫開，從而避免其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一同旋轉(zhuǎn)；另一種是通過機(jī)械或液壓剎車機(jī)構(gòu)對(duì)光桿1或電機(jī)4的空心軸進(jìn)行直接制動(dòng)。而應(yīng)用事實(shí)證明，從上述的兩種研究方向出發(fā)研發(fā)出的制動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致制動(dòng)可靠性受限。本發(fā)明拋開了上述的兩種研究方向，轉(zhuǎn)而研究利用液力進(jìn)行直接制動(dòng)(非液壓制動(dòng))，具有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠，幾乎無磨損的特點(diǎn)，使得制動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性和使用壽命大幅提升。