石油矿场机械机械式防反转机构在螺杆泵上的应用程贵华唐建平，赵毅，潘红政（德州石油机械厂，山东德州253007）噪声、使用寿命长、效果明显。

　　防倒转机构；结构；原理；棘轮棘爪应用：献：B目前，我国大部分油田已进入机械采油期，在机械采油中所采用的主要设备有游梁式抽油机、电潜泵、螺杆泵抽油机等。其中，螺杆泵抽油机又具有其他抽油设备所不能替代的优越性。所以，目前螺杆泵的应用越来越广泛，已由80年代的零星使用向区块、整个油田使用的规模发展。由于螺杆泵抽油本身的特点决定了螺杆抽油机地面驱动装置需要有防反转机构，因为在螺杆泵停泵检修或意外停电等情况下，抽油杆储存的弹性能及油管内环密静液柱作用，会使螺杆泵反转，以致于可能使抽油杆螺纹松脱，甚至转速在升降系统的临界转速时，由于共振作用，有可能使运转系统发生破坏。棘轮棘爪式防反转机构因其安全可靠得到大多数厂家的使用，但其缺点是会产生连续不断的噪声，产生摩擦热。本文作者针对此种情况结合棘轮棘爪式防反转机构单向运动的特点，把一种新型无噪声棘轮防反转机构应用于实际中取得了良好的效果。

　　1防反转机构结构为无噪声棘轮防反转机构示意图，主要由棘轮外盘、棘爪、限位销、传动轴、联接键、棘爪轴、棘爪内盘等构件组成其中限位销、棘爪、棘爪轴均有3套各自均布在棘爪内盘上。棘轮外盘固定在螺杆泵驱动头箱体上，它是固定的。棘轮内盘通过键联接在传动轴上，棘爪在棘爪轴上可自由转动，棘爪轴固定在棘爪内盘上。该机构只允许传动轴单方向转动，在传动轴预反转时棘爪会与棘轮啮合阻止传动轴反转。

　　1一棘轮内盘；2―棘爪轴；3―联接键；4一传动轴；一棘爪；一限位销；7―棘轮外盘防反转机构程贵华，等：机械式防反转机构在螺杆泵上的应用2工作原理及特点2.1工作原理轮式防反转机构属于棘爪、棘轮外啮合很快就会被疲劳破坏，使整个机构寿命降低。而且由于棘爪与棘轮轮齿的磨损，更换时需把整个机构全部换掉，所以检修成本相对增加。而新型无噪声防反转机构完全避免了这些缺点。工作时，棘轮外盘固定在驱动头箱体上，棘轮内盘通过键联接在传动轴上，传动轴轴线为水平方向，整个防倒转机构的圆截面垂直于传动轴轴线。棘轮内盘直径小于棘轮轮齿齿顶圆直径，它可以在棘轮内自由转动。3个棘爪分别均布在棘轮内盘棘爪轴上，棘爪重心位于大头端，当棘爪内盘静止时由于棘爪偏心，棘爪大端下垂，3个棘爪中位于棘爪内盘轴线上面的棘爪与棘轮轮齿啮合。同时，当传动轴旋转时，棘爪在离心力作用下脱离棘轮轮齿，此时棘爪与棘轮互不接触，不会产生噪声。当传动轴正转停止需反转时，位于棘轮内盘上的棘爪由于重力作用会自动与棘轮啮合，阻止传动轴反转，实现防反转作用。当棘爪阻止传动轴反转时，传动轴的反作用力通过棘爪作用在棘爪轴上，作用力方向通过棘爪轴轴心，所以只要棘爪轴设计强度足够。整个机构的防反转作用就不会失效。

　　2.2机构特点a）棘爪的偏心式设计，使之在转动时由于离心力而离开棘轮齿，停止时棘爪会与棘轮又能自动啮合。转动无噪声，无磨损，使整个机构寿命增加。

　　b）该机构棘轮采用内置式，外观上更合理，外形简洁，结构简单，成本低，齿型标准化便于制作加工，并且可以设置在传动链的任何一个环节上。

　　c）棘轮内盘上有3套棘爪机构，工作时，只要其中任何一个起作用就可满足防反转的要求，安全d）机构安装时，棘轮截面应垂直向下，以保证棘爪在自身重力作用下自动与棘轮啮合和脱开。

　　e）根据正、反转方向的不同，设计棘轮、棘爪时，要注意棘轮轮齿工作面与半径之间夹角a的方向不同。

　　3现场应用原来我厂生产的螺杆泵地面驱动头防反转机构曾采用外啮合棘轮式和电磁式防反转机构，但在实际应用中2种结构都出现了不同的缺点。外啮合棘轮式防反转机构的噪声大，棘爪与棘轮齿产生摩擦热，棘爪与棘轮容易磨损，弹簧失效快，寿命低。电磁式防反转机构的缺点是限速时间不能太长，否则电机绕组温升过高，对电机不利。无噪声内置式棘轮防反转机构设计为棘爪内啮合，用于螺杆泵驱动头防止反转，在胜利油田和新疆油田使用后效果明显。现场使用无噪声、不产生摩擦热、寿命增加，驱动头检修时间增加，为油田节省费用，受到用户的好评。普通外啮合棘轮与无噪声内置式棘轮防反转机构性能比较如表1.表1 2种棘轮防反转机构性能比较噪摩擦热体检修安装寿命防反转声积更换位置失效率合棘轮有大整个机构输入轴置式棘轮无小棘爪任何传动环节4结论该新型防反转机构改变原来常用的外啮合棘轮防反转机构的结构设计，结构简单，无噪声，不产生摩擦热，使用寿命大大增加，而且该机构可以安装在传动链的任何一个环节上，安全系数高。该机构适用于任何结构形式的地面驱动螺杆泵驱动头，应用范围广，是一种很有特点和值得推广的防反转机构形式。