【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 43 螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置的 種類 機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置 液壓驅(qū)動(dòng)裝置 （一）螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置的種類、組成及工作原理 地面驅(qū)動(dòng)部分 地面驅(qū)動(dòng)裝置是螺桿泵采 油系統(tǒng)的主 要地 面設(shè)備，是把 動(dòng)力傳遞給 井下 泵轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn) 子實(shí)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽汲原 油的機(jī)械裝置。 從傳動(dòng)形式上 分，有液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)； 從變速形式上分，有無(wú)級(jí)調(diào)速 和有級(jí)調(diào)速。 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 什么是螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置，它主要由幾部 分組成？ 螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置一般指的是套管井口法蘭面以上 與套管井口、地面輸油管線相連接的那部分設(shè)備的總稱。 狹義的講它主要由原動(dòng)機(jī)、減速系統(tǒng)、防反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、密封 系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)等部分組成，廣義的講還 包括螺桿泵專用井口、地面電控箱，它是螺桿泵采油系統(tǒng) 中的動(dòng)力輸出部分。 44 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置 （ 1） 減速箱的主要作用是傳遞動(dòng)力并實(shí)現(xiàn)減速。它將電機(jī)的動(dòng)力由輸 入軸通過(guò)齒輪傳遞到輸出軸，輸出軸聯(lián)接光桿，由光桿通過(guò)抽油桿將動(dòng) 力傳遞到井下螺桿泵轉(zhuǎn)子。減速箱除了具有傳遞動(dòng)力的作用外，還將抽 油桿的軸向負(fù)荷傳遞到采油樹(shù)上。 （ 2） 電機(jī)是螺桿泵井的動(dòng)力源，它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。一般用防爆 型三相異步電機(jī)。 （ 3） 井口動(dòng)密封的作用是防止井液流出，起密封井口的目的。 （ 4） 方卡的作用是將減速箱輸出軸與光桿聯(lián)接起來(lái)。 45 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置 機(jī)械驅(qū)動(dòng) 裝置傳動(dòng)部分是由電動(dòng)機(jī)和減速器等組成，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備 簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，容易管理并且節(jié)能，能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速且比較方便。其 缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 46 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 ＝４ eDTn 5 3 2 1 4 6 1 5 4 7 8 垂直電機(jī)法蘭連接有級(jí)調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置 7 6 2 3 1盤(pán)根盒； 2配重； 3變速箱； 4大皮帶輪； 5方卡子； 6小帶輪； 7電動(dòng)機(jī)； 8油管四通。 1電動(dòng)機(jī)； 2電動(dòng)機(jī)支架； 3支座； 4齒輪減速系 統(tǒng)； 5帶輪傳動(dòng)系統(tǒng)； 6動(dòng)密封系統(tǒng)； 7輸出軸及方卡。 47 直角驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖 1 2 48 地面驅(qū)動(dòng)裝置工作原理 1 5 4 7 6 2 3 當(dāng)螺桿泵采油系統(tǒng)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通 過(guò)皮帶輪一級(jí)減速系統(tǒng)、齒輪二級(jí)減速系統(tǒng) 傳遞到驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸上，輸出軸通過(guò)方卡 子帶動(dòng)抽油桿柱、井下泵旋轉(zhuǎn)，傳遞動(dòng)力扭 矩，抽吸井液。 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置 液壓驅(qū)動(dòng) 裝置是由原動(dòng)機(jī)，液 壓電機(jī)和液壓傳動(dòng)部分組成。 其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速啟動(dòng)； 轉(zhuǎn)速可任意調(diào)節(jié)；因設(shè)有液壓 防反轉(zhuǎn)裝置，減緩了抽油桿倒 轉(zhuǎn)速度。其缺點(diǎn)是在寒冷季節(jié) 地面液壓件和管線保溫工作較 難，且價(jià)格相對(duì)較高，不容易 管理。 49 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 電控部分 電控箱是螺桿泵井的控 制部分，控制電機(jī)的啟、停。 該裝置能自動(dòng)顯示、記錄螺 桿泵井正常生產(chǎn)時(shí)的電流、 電壓等，有過(guò)載、欠載自動(dòng) 保護(hù)功能，確保生產(chǎn)井正常 生產(chǎn)。 50 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 51 螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置主要功能是什么？ 為井下螺桿泵提供動(dòng)力和合適的轉(zhuǎn)速； 承受桿柱的軸向載荷； 為油井產(chǎn)出液進(jìn)入地面輸油管線提供通道； 防止產(chǎn)出液滲漏到井場(chǎng)的密封功能； 防止停機(jī)過(guò)程中桿柱的高速反轉(zhuǎn)功能； 安全防護(hù)功能； 測(cè)試、防盜等其它輔助功能。 其中驅(qū)動(dòng)裝置的密封功能和防反轉(zhuǎn)功能是該產(chǎn)品使用過(guò)程中暴露 出問(wèn)題最多的部分，影響產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠高效運(yùn)行，制約螺桿泵 采油技術(shù)的發(fā)展。 一是 二是 三是 四是 五是 六是 七是 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 52 地面驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力傳遞技術(shù) 螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置主要功能之一是動(dòng)力傳遞，即將原動(dòng) 機(jī)的動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)傳遞到輸出軸上，輸出軸再將動(dòng)力 通過(guò)方卡傳遞到連接在桿柱的的光桿上，同時(shí)作用在光桿上的 軸向載荷和扭矩載荷通過(guò)輸出軸作用于動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。對(duì)于一 般機(jī)械式螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置，其動(dòng)力傳遞系統(tǒng)過(guò)程如下： 電控箱 電動(dòng)機(jī) 小帶輪 大帶輪 方 卡 輸出軸 大齒輪 齒 輪 軸 光 桿 機(jī)械式螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)力傳遞系統(tǒng)流程圖 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 地面驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)原理 53 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 螺桿泵停機(jī)后或卡泵時(shí)，貯存在桿柱中的彈性變形能會(huì) 快速釋放，使桿柱快速反轉(zhuǎn)。 停機(jī)后，在油 管及外輸 管線內(nèi)的液體與套管內(nèi)井液壓差作 用下，螺桿泵會(huì)變成液壓馬達(dá)，使轉(zhuǎn)子及連接的桿柱快速反轉(zhuǎn)。 油套壓差越大，桿柱反轉(zhuǎn)速度越快，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，直到油套 壓差恢復(fù)平衡為止。 54 地面驅(qū)動(dòng)裝置防反轉(zhuǎn)及安全防護(hù)技術(shù) 螺桿泵系統(tǒng)反轉(zhuǎn)原因及危害 停 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 的 原 因 分 析 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 螺桿泵采油系統(tǒng)停機(jī)反轉(zhuǎn)有什么危害？ A 螺桿泵的反轉(zhuǎn)會(huì)使桿柱脫扣、光桿甩彎，地面驅(qū) 動(dòng)裝 置零部件損壞； B 螺桿泵的反轉(zhuǎn)不僅會(huì)危及設(shè)備的安全，還會(huì)危及 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)操作人員的安全， 成為生產(chǎn)事故的隱患。 55 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 56 地面驅(qū)動(dòng)裝置防反轉(zhuǎn)及安全防護(hù)技術(shù) 地面驅(qū)動(dòng)裝置防反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)形式及工作特點(diǎn) 為了解決螺桿泵采油系統(tǒng)停機(jī)反轉(zhuǎn)造成系統(tǒng)故障， 普遍在驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置機(jī)械防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)。防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)可 以裝在輸出軸或輸入軸上，裝在輸入軸上的防反轉(zhuǎn)系統(tǒng) 受到的工作扭矩遠(yuǎn)小于裝在輸出軸上的工作扭矩，但裝 置橫向尺寸也相應(yīng)變大。綜合考慮選用防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)裝在 輸入軸上的方案較好，易于調(diào)整維護(hù)。 目前機(jī)械防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要有 棘輪棘爪機(jī)構(gòu)摩擦式防反轉(zhuǎn)裝置 楔塊防反轉(zhuǎn)系統(tǒng) 液壓防反轉(zhuǎn)系統(tǒng) 電磁式防反轉(zhuǎn)裝置等方式 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 ＝４ eDTn 棘輪 棘爪式防反轉(zhuǎn)裝置 該防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)一般裝在驅(qū)動(dòng)裝置 輸入軸上，依靠剎車帶的摩擦力釋放反 轉(zhuǎn)勢(shì)能。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置工作時(shí)，棘爪在離心力 的作用下與棘輪剎車帶脫離嚙合，防反 轉(zhuǎn)系統(tǒng)不工作。 當(dāng)停機(jī)時(shí)，桿柱反轉(zhuǎn)帶動(dòng)光桿反 轉(zhuǎn)，這時(shí)棘爪在重力和彈簧力作用下與 棘輪剎車帶嚙合，防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作，依 靠摩擦力避免驅(qū)動(dòng)裝置高速反轉(zhuǎn)。 通過(guò)手動(dòng)旋松扭矩釋放螺栓，可以 將貯存在桿柱中的反轉(zhuǎn)扭矩釋放掉，提 高了驅(qū)動(dòng)裝置操作維護(hù)的安全性。 57 棘輪、棘爪式防反轉(zhuǎn)裝置 58 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 低速時(shí)，棘輪棘爪由于接觸會(huì)產(chǎn)生噪音和磨損。 該系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，而且能夠釋放貯存 在光桿及裝置上的反轉(zhuǎn)扭矩，現(xiàn)場(chǎng)也可以隨時(shí)更換。 不足 1 為保證防反 轉(zhuǎn)系統(tǒng)可靠工作，需要經(jīng)常調(diào)整棘輪剎車帶摩擦面的壓 緊力。 2 3 剎車帶摩擦面壓緊力調(diào)整及反轉(zhuǎn)扭矩釋放都需要人為近距離操作， 而且在扭矩釋放過(guò)程中，桿柱還會(huì)以一定速度反轉(zhuǎn)，如果人為操作 不當(dāng)或剎車帶摩擦面打滑，也會(huì)對(duì)操作者帶來(lái)安全隱患。 59 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 60 ＝４ eDTn 不起作用，外環(huán)不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)輪芯反轉(zhuǎn) 時(shí)，滾柱楔入輪芯與外環(huán)之間，使這 三者成為一體。這時(shí)制動(dòng)裝置起阻尼 作用，限制了輪芯轉(zhuǎn)速，達(dá)到防反轉(zhuǎn) 作用。 楔塊式防反轉(zhuǎn)裝置 楔塊式防反轉(zhuǎn)裝置是由一個(gè)閘瓦 式制動(dòng)器和一個(gè)能識(shí)別正、反轉(zhuǎn)的超 越離合器組成。閘瓦鉚在閘體上，兩 扇閘體通過(guò)螺栓將外圈拖緊。工作狀 態(tài)時(shí)輪芯順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)制動(dòng)裝置 楔塊式防反轉(zhuǎn)工作示意圖 1閘體 。 2閘瓦 。 3外圈 。 4滾柱 。 5輪芯。 楔塊防反轉(zhuǎn) 61 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 ＝４ eDTn 楔塊防反轉(zhuǎn)沒(méi)有按時(shí)添加潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑脂變質(zhì)，防反轉(zhuǎn)因缺 油而摩擦過(guò)熱卡死或失效。 失效 形式 楔塊防反轉(zhuǎn)中的楔塊由于磨損，間隙變大，楔塊防反轉(zhuǎn)卡死或失效。 操作性： 更換維護(hù)不方便，需要上設(shè)備更換，存在安全隱患。 62 楔塊防反轉(zhuǎn)系統(tǒng) 該種防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，承載扭矩大。不足是： 1） 雖然防止了桿柱的反轉(zhuǎn)，但貯存在桿柱驅(qū)動(dòng)裝置中的反轉(zhuǎn)扭矩并 沒(méi)有釋 放掉，因此在動(dòng)桿柱過(guò)程中，反轉(zhuǎn)問(wèn)題仍沒(méi)有解決； 2） 更換維護(hù)不方便，日常管理需要加潤(rùn)滑油，拆卸更換需要上吊 車； 3）如反轉(zhuǎn)扭矩過(guò)大，防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)會(huì)卡死。 液壓防反轉(zhuǎn)系統(tǒng) 該種防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作原理類同汽車剎車系統(tǒng)。當(dāng)螺桿泵停機(jī) 時(shí)，桿柱反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，輸出的液壓油驅(qū)動(dòng)摩擦塊作用于剎車 盤(pán)，緩慢釋放掉彈性能。反轉(zhuǎn)扭矩越大，反轉(zhuǎn)速度快，摩擦力也越 大；反轉(zhuǎn)扭矩小，反轉(zhuǎn)速度慢，摩擦力也小。 該種防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以完全釋放掉桿柱彈性能，扭矩釋放不需要 人員參與，可靠性較高。 不足：價(jià)格較高，液壓件要求具有較高的質(zhì)量，對(duì)環(huán)境條件要 求較高。 失效形式： 液壓系統(tǒng)漏油，油品變質(zhì)，液壓馬達(dá)損壞。 操作性： 更換維護(hù)方便，需要有專業(yè)人員操作。 63 螺桿泵井設(shè)備與工作原理 | 二、 螺桿泵采油系統(tǒng) | (三 )、螺桿泵采油系統(tǒng)的種類、組成及工作原理 電磁式防反轉(zhuǎn)裝置 電磁式防反轉(zhuǎn)裝置是將拖動(dòng)電機(jī)當(dāng)作制動(dòng)器。其作用原 理為：當(dāng)停抽時(shí) (拖動(dòng)電機(jī)放電 )，將直流電輸入給電機(jī)的定 子繞阻，以產(chǎn)生平衡的直流磁場(chǎng)。這種磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子，對(duì)轉(zhuǎn) 子的反轉(zhuǎn)產(chǎn)生阻尼作用。從而達(dá)到了限速作用。當(dāng)限速終了 時(shí)，直流供電結(jié)束，并為下次啟動(dòng)電機(jī)做好準(zhǔn)備。 該種防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)只用電器元件構(gòu)成，而沒(méi)有專用機(jī)械零 件，所以安