CSS型抽油机刹车锁在油田抽油机上的应用

 摘要
在我国各大油田中有着数以万计的采油用抽油机，抽油机每天24小时连续工作，且抽油机工作在野外，一年四季风吹雨淋，所以故障率很高。技术工人维修的时候要反复启动或停止抽油机的，由于抽油机从开始停止到静止的位置是无机的（俗称软刹车），所以溜车事故是时有发生的，这就给维修工作带来了安全隐患；鉴于此，有必要设计一款安全装置（抽油机刹车锁）来消除这一隐患。
关键词 油田采油用抽油机；抽油机刹车锁
引言
通过实际调研及现场勘察，遵照技术来源于实践服务于实践的设计理念，并与油田的安全部门及一线生产部门密切合作开发研制了一种CSS型抽油机刹车锁，抽油机安装该产品后会使工作与维修作业变得更加安全，可有效地避免溜车事故的发生。

1 CSS型抽油机刹车锁概述
1.刹车锁手把 2.主刹车手把（原来有的）3.传动连杆 4. 刹车锁机架 5.凸轮摇杆机构
6. 滑杆挡块 7.附加刹车轮 8. 弹性挡销 9.传动大摇臂 10.互锁机构
1.1 CSS型抽油机刹车锁系统组成示意简图
1.2 CSS型抽油机刹车锁特点
特点1 本装置是为使抽油机刹车后防止溜车的保障系统，即当抽油机已经软刹车后再锁死刹车轮，即使松开软刹车整个系统也不会运动，以确保作业工人的安全作业。
特点2 设计巧妙，机构间单，易于安装，不破坏原有的软刹车系统。
特点3 操作简单，实现操作连锁控制，杜绝错误操作的可能性。维修维护简单方便。
1.3 CSS型抽油机刹车锁组成说明
1.3.1刹车器机架
该机架是根据不同减速机的结构而具体设计的机架，具有结构紧凑，便于安装的特点。
1.3.2制动卡轮
该卡轮使用特殊结构与软刹车轮相连接并且连接牢固可靠，不破坏原来的软刹车轮的结构也不用拆卸原有软刹车轮既可安装使用。
1.3.3凸轮机构
该机构能带摇臂卡块上下移动从而与制动卡轮结合，或分离。
1.3.4摇臂卡块
与制动卡轮结合可卡死制动轮。
1.3.5活动卡块
确保刹车后摇臂卡块能始终在执行刹车后能卡与两个刹车卡轮上的两个卡块之中。
1.3.6传动机构
传递操作动作及制动力，并且与原有的软刹车系统的传动机构互相不干涉。
1.3.7手柄机构
便于操作和锁定手柄杆的位置，并与软刹车系统的手柄机构实现连锁保障。既软刹车动作到位后该套死刹车系统方可动作；当要启动抽油机时，必须现行解除该套死刹车系统后方可解除软刹车系统，从而启动抽油机。
1.4 CSS型抽油机刹车锁的工作流程简图

1、刹车的动作原理 2、启车的动作原理

拉动手柄机构 复位（松开）手柄机构

传动机构 传递动作 传动机构 传递动作

传动凸轮顶进摇臂卡块 传动凸轮提摇臂卡块

摇臂卡块与制动卡轮 摇臂卡块与制动卡轮
结合从而锁死刹车轮 分离从而使刹车轮自由

整个抽油机刹死 防开软刹车手柄
启动抽油机
2 CSS型抽油机刹车锁的原理及设计
2.1 背景技术
油田采油抽油机是用电机通过变速箱带动抽油机进行抽油作业的。抽油机有刹车装置。抽油机刹车装置是块式刹车装置，抽油机的块式刹车装置有在变速箱高速轴上的制动轮，在制动轮外圆周围有两块对称的刹车瓦块，两块刹车瓦块的一端铰接在变速箱体上，两块刹车瓦块的另一端之间有复位弹簧，两块刹车瓦块有复位弹簧的一端通过连杆连有操纵杆。刹车时手拉操纵杆，通过连杆使两块刹车瓦块合并，紧压在制动轮的外圆周上，通过摩擦副压紧产生的摩擦力，把制动轮抱住不动，解除刹车时，放开操纵杆，两块刹车瓦块因复位弹簧分开，块式刹车装置是摩擦式刹车装置，使用过程中，摩擦副要有损耗，对抽油机制动的可靠性较差，这种抽油机的刹车装置并不是作安全制动用的，而只是工作制动用的。已有技术中，抽油机没有安全制动装置，当需要在抽油机上或在抽油机周围作业、维护时，为了保证检修工作的正常进行和检修人员的安全，应用链条或其他方法把曲柄和平衡块固定在一个稳定的位置上，使抽油机安全制动。这种抽油机安全制动方法很不方便。
2.2原理及设计
为了克服上述不足，提出一种使用方便，安全、可靠、的抽油机安全制动装置。
本安全制动装置用如下方法实现的
抽油机安全制动装置有安全制动轮，安全制动轮的圆周上均布有2～10个径向孔，径向孔内有弹簧和圆柱组成的径向弹性销，径向弹性销的圆柱在安全制动轮圆周面突出的高度是10～30毫米，在安全制动轮的圆周外有径向插杆，
径向插杆有相配合的径向插杆滑道，径向插杆的外端通过与径向插杆垂直的销连有可使径向插杆沿安全制动轮的径向往复运动的凸轮，径向插杆在往复运动中的下止点时，内端抵在安全制动轮的圆周面上，上、下止点间的距离比径向弹性销的圆柱在安全制动轮的圆周面突出的高度大1～50毫米，凸轮通过连杆连有操纵杆。
本安全制动装置可以直接安装在已有技术中抽油机块式刹车装置旁使用，安装时，不用改变原抽油机块式刹车装置的部件和结构。安全制动轮定位安装在抽油机刹车装置的制动轮上并且与制动轮同轴，径向插杆滑道固定地或通过连接件固定地安装在抽油机变速箱体上，凸轮轴也固定地或通过连接件固定地安装在抽油机变速箱体上，径向插杆在径向插杆滑道内，让径向插杆在往复运动中的下止点时内端抵在安全制动轮的圆周上，上、下止点间的距离比径向弹性销在安全制动轮的圆周上突出的高度大1～50毫米，连杆和操纵杆在块式刹车装置的连杆和操纵杆旁并且互相平行。
使用时，在已有技术中的块式抽油机刹车装置已实施工作制动后，手拉本刹车装置的操纵杆，让凸轮驱动径向插杆的前端抵在安全制动轮的圆周上，在块式刹车装置稍有失效，制动轮产生缓慢地转动时，径向插杆会挡住安全制动轮圆周上的径向的弹性销，有效地阻止安全制动轮转动，如果遇到径向插杆与安全制动轮圆周上的径向的弹性销在同一直线上时，径向插杆可以径向压下弹性销，径向插杆的前端同样会抵在安全制动轮的圆周上，使抽油机安全制动。
本刹车装置是抽油机的安全制动装置，安全制动装置的连杆和操纵杆在工作制动用的块式刹车装置的连杆和操纵杆旁，使抽油机安全制动很方便。

2.3机头主要零部件结构示意图

1 上定位螺钉 2 定位架 3 拉簧挂架 4上摇臂组件 5外挡环 6槽形螺母M24 7 开口销Φ4 8垫片Φ24（弹垫） 9月牙板 10螺母M16 11垫片Φ16（弹垫）12螺柱M16 13附加刹车轮
3 CSS型抽油机刹车锁主要技术参数
3.1 制动允许游动量:附加轮制动后游隙弧长≤75mm。
3.2 滑杆挡块许用抗剪切力52840牛顿。
3.3 弹性挡销的许用抗剪切力52840牛顿。
3.4 弹性挡销的极限抗剪切力360633牛顿。
3.5 工作环境温度：- 50℃—80℃。
结束语
CSS型抽油机刹车锁采用突块与凹槽嵌入卡死的机械原理，使刹车轮在刹车后完全可靠的卡死主刹车轮，是为抽油机停车提供的双重保险装置。避免了原有抱闸式刹车在雨雪天或蹄片失效时出现打滑溜车现象，从而确保了操作人员的安全。
本装置通过在几大油田的安装使用，得到了用户的一致认可和好评，深受用户满意。给公司和社会带来了经济效益和社会效益。