CN102748416A - 一种井下电磁离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井下电磁离合器，其特征在于在外壳(8)和主轴(7)之间安装有磁轭(2)和轴套(3)；磁轭(2)的中部有一横肩台，在横肩台的上部内圈安装有滚动轴承(1)；在横肩台的下部内圈安装有线圈(4)；轴套(3)与磁轭(2)的相接合处设有齿圈；在制动盘(6)的上部设有齿圈；在线圈(4)的下部设有动盘(9)；在动盘(9)和制动盘(6)之间安装有衔铁(5)；衔铁(5)可以沿轴向上下移动；衔铁(5)的上下两面均布置有齿圈。本发明提供的一种井下电磁离合器，其体积小，重量轻，可在油浴的环境中正常工作，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、运行平稳可靠，能够提高钻井工具的测量精度的特点。

Description

一种井下电磁离合器

技术领域：

本发明涉及一种井下电磁离合器，属石油钻井工具设计技术领域。

背景技术：

电磁离合器是自动化控制的主要执行元件之一，它可以在原动机旋转不中断的条件下用来控制传动链，是一种能够把电磁能转换为机械能的装置。电磁离合器与其它元件配合，可使传动部分能实现起动、停止、变速、制动、换向、直线定位和回转分度等。由于电磁离合器具有体积小、结构紧凑、动作灵敏、稍耗功率小以及操作方便等优点，所以在近代机械传动技术中被广泛应用。

电磁离合器种类很多，分类也比较复杂，但归纳起来可分为四种类型：摩擦片式电磁离合器、牙嵌式电磁离合器、磁粉式电磁离合器和转差式电磁离合器，其中摩擦片式电磁离合器和牙嵌式电磁离合器的应用最为广泛。摩擦片式电磁离合器按不同情况分类为：(1)根据使用条件可分为：湿式和干式。湿式在使用时，用油来润滑摩擦片和进行冷却。干式是在空气中使用，不加油，自冷。(2)根据摩擦面数目，有单片式和多片式。单片式只有一对摩擦片，多片式有两对以上的摩擦片。牙嵌式电磁离合器，通常分为有滑环和无滑环两种。

电磁离合器的优点在于：(1)能提高传动***的机械性能；(2)能提高传动***的操作性能；(3)操作安全和具有过载保护功能；(4)维护方便，控制简单。

近几年，电磁离合器在石油钻井设备中也得到了广泛应用。但由于井下高温高压的特殊环境，这就需要在井下工具中工作的电磁离合器必须能够承受高温、高压的作用和耐腐蚀，并且可以在油浴的环境中正常工作。由于井下空间狭小，因此在空间尺寸上还要求要尽量小。正是由于井下这些恶劣工作环境的限制，现有的电磁离合器往往还不能满足石油钻井设备的要求，这就使得在进行定向钻井时对井下工具控制不方便、不精确，影响了井下钻井工具的使用，有时甚至会造成井下事故。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种井下电磁离合器，其体积小，重量轻，可在油浴的环境中正常工作，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、运行平稳可靠，能够提高钻井工具的测量精度的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

在一种井下电磁离合器的结构中，设置有滚动轴承、磁轭、轴套、线圈、衔铁、制动盘、主轴、外壳、动盘；在外壳和主轴之间安装有磁轭和轴套；磁轭的中部有一横肩台，在横肩台的上部内圈安装有滚动轴承；在横肩台的下部内圈安装有线圈；轴套的上部通过内六角螺钉与联轴器相连接；轴套与磁轭的相接合处设有齿圈；制动盘通过内六角螺钉固定在外壳上，在制动盘的上部设有齿圈；在线圈的下部设有动盘；在动盘和制动盘之间安装有衔铁；衔铁可以沿轴向上下移动；衔铁的上下两面均布置有齿圈，上面的齿圈可与动盘上的齿圈相啮合，下面的齿圈可与制动盘上的齿圈相啮合。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、本发明的电磁离合器利用电流的控制方法，可调节力矩的上升时间，实现传动***的连续平滑起动，在接合过程中不会产生较大的轴向力，工作平稳可靠。

2、本发明的电磁离合器改善了电磁离合器中有关部件被不同程度磁化的问题，提高了传动***的寿命和精度。

3、本发明的电磁离合器体积小，质量轻，能够安装在井下，可以承受井下高温、高压的作用，并且能够耐腐蚀和在油浴的环境中正常工作。

4、本发明的电磁离合器的衔铁齿环能够保证快捷、准确啮合，减少了啮合误差。

5、本发明的电磁离合器能够实现离合与制动的双重功能，失电后，离合器迅速脱开，进入制动状态，提高了钻井工具的测量精度和钻井方位确定的准确性。

附图说明：

图1为一种井下电磁离合器的总体结构示意图。

在图中：1.滚动轴承、2.磁轭、3.轴套、4.线圈、5.衔铁、6.制动盘、7.主轴、8.外壳、9.动盘。

具体实施方式：

本发明由滚动轴承(1)、磁轭(2)、轴套(3)、线圈(4)、衔铁(5)、制动盘(6)、主轴(7)、外壳(8)、动盘(9)组成；在外壳(8)和主轴(7)之间安装有磁轭(2)和轴套(3)；磁轭(2)的中部有一横肩台，在横肩台的上部内圈安装有滚动轴承(1)；在横肩台的下部内圈安装有线圈(4)；轴套(3)的上部通过内六角螺钉与联轴器相连接；轴套(3)与磁轭(2)的相接合处设有齿圈；制动盘(6)通过内六角螺钉固定在外壳(8)上，在制动盘(6)的上部设有齿圈；在线圈(4)的下部设有动盘(9)；在动盘(9)和制动盘(6)之间安装有衔铁(5)；衔铁(5)可以沿轴向上下移动；衔铁(5)的上下两面均布置有齿圈，上面的齿圈可与动盘(9)上的齿圈相啮合，下面的齿圈可与制动盘(6)上的齿圈相啮合。

当电磁离合器工作时，线圈(4)通电产生磁场，在磁场力的作用下，衔铁(5)克服弹簧等阻力向上移动，与轴套(3)上的动盘(9)实现啮合，从而通过动盘(9)传递扭矩。

当电磁离合器不工作时，线圈(4)断电，衔铁(5)在弹簧恢复力的作用下滑向另一端，与制动盘(6)啮合，进而衔铁(5)被固定，从而实现制动功能。

该离合器采用电流控制，控制简单易操作，能够方便地实现工作过程的自动化和远距离操纵。

Claims (3)

1.一种井下电磁离合器，由轴套(3)、制动盘(6)、主轴(7)、外壳(8)组成，其特征在于在其结构中设置有滚动轴承(1)、磁轭(2)、线圈(4)、衔铁(5)、动盘(9)；在外壳(8)和主轴(7)之间安装有磁轭(2)和轴套(3)；磁轭(2)的中部有一横肩台，在横肩台的上部内圈安装有滚动轴承(1)；在横肩台的下部内圈安装有线圈(4)；制动盘(6)通过内六角螺钉固定在外壳(8)上，在制动盘(6)的上部设有齿圈；在线圈(4)的下部设有动盘(9)；在动盘(9)和制动盘(6)之间安装有衔铁(5)；衔铁(5)可以沿轴向上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种井下电磁离合器，其特征在于轴套(3)的上部通过内六角螺钉与联轴器相连接；轴套(3)与磁轭(2)的相接合处设有齿圈。

3.根据权利要求2所述的一种井下电磁离合器，其特征在于衔铁(5)的上下两面均布置有齿圈，上面的齿圈可与动盘(9)上的齿圈相啮合，下面的齿圈可与制动盘(6)上的齿圈相啮合。

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