專利名稱：節(jié)能型抽油主機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田抽油設(shè)備，特別是一種采用電機(jī)牽引作為動(dòng)力的節(jié)能型
抽油主機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
油田抽油設(shè)備一直使用傳統(tǒng)的磕頭機(jī)即游梁式抽油機(jī)，通常由普通交流異步電動(dòng) 機(jī)直接拖動(dòng)，其曲柄帶以配重平衡塊帶動(dòng)抽油桿，驅(qū)動(dòng)井下抽油泵做固定周期的上下往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，把井下的油輸送到地面。在一個(gè)沖次內(nèi)，隨著抽油杠的上升/下降電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài) 在不斷地變化，上升時(shí)由于高度的變化負(fù)壓增加，勢(shì)能加大，電機(jī)負(fù)荷逐步加大，到頂點(diǎn)時(shí) 為功率最大，下降時(shí)最高點(diǎn)負(fù)壓最大，泵內(nèi)油已排出，油對(duì)泵的自重負(fù)荷接近為零，由于井 下負(fù)壓的作用，電動(dòng)機(jī)工作狀況屬于從動(dòng)狀況。然而井下油層的情況特別復(fù)雜，有富油井、 貧油井之分，有稀油井、稠油井之別，氣候有夏季和冬季之差，加之抽油機(jī)自身又存在活塞 運(yùn)動(dòng)磨損、間隙漏氣等問(wèn)題，同時(shí)不同的地層沙、蠟、水、氣等含量情況不同，這些都直接地 影響著抽油泵的工作狀況，因而導(dǎo)致了抽油量大小的變化。如何使抽油泵能在以上不同環(huán) 境、不同條件、不同的工作狀況下有恒定的工作速度和穩(wěn)定的出油量，這是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù) 問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，該機(jī)構(gòu)不僅有利于保證抽 油機(jī)系統(tǒng)平穩(wěn)的工作，而且有利于系統(tǒng)工作時(shí)鋼絲繩的使用壽命，安裝維修方便，使用效果 好。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于一種節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，包括油泵及抽油桿驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括位于兩旁側(cè)的主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、曳引繩、墜重動(dòng)滑輪 和用來(lái)帶動(dòng)抽油桿上下運(yùn)行的曳引動(dòng)滑輪，所述墜重動(dòng)滑輪和曳引動(dòng)滑輪分別位于主動(dòng)輪 和從動(dòng)輪的下方，所述曳引繩的始端固定連接在主動(dòng)輪軸承支架或井架下側(cè)，先向下繞過(guò) 墜重動(dòng)滑輪接著向上以80。 100°的包角繞經(jīng)主動(dòng)輪第一環(huán)槽和從動(dòng)輪第一環(huán)槽后返 回主動(dòng)輪，再以170。 190°的包角第二次繞過(guò)主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的第二環(huán)槽后，向下繞過(guò) 曳引動(dòng)滑輪，最后向上回轉(zhuǎn)將末端與從動(dòng)輪軸承或井架固定連接。 位于抽油桿上端的曳引動(dòng)滑輪座架與地面之間連接有斷桿時(shí)防止抽油桿上端超 行程上行的彈性阻尼機(jī)構(gòu)，所述主動(dòng)輪與傳動(dòng)主軸同軸連接，所述傳動(dòng)主軸上設(shè)有編碼器， 用以采集信號(hào)并經(jīng)變頻器處理實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的閉環(huán)控制。所述彈性阻尼機(jī)構(gòu)包 括固定連接在地面上的中部具有通孔的罩體和設(shè)于罩體內(nèi)部的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上 端位于罩體頂板下方，其下端與穿過(guò)罩體中部通孔和壓簧中心通孔的牽引繩下端相連接， 所述斷桿牽引繩上端與曳引動(dòng)滑輪座架相連接。其材料為軟性拉力材料，可選用鐵鏈或鋼 絲繩。 井架上設(shè)有斷桿超程信號(hào)傳感器，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)體上設(shè)有電動(dòng)制動(dòng)裝置，所述信號(hào)傳感器經(jīng)智能控制裝置控制制動(dòng)器裝置，所述斷桿超程信號(hào)傳感器可以是行程觸 發(fā)開(kāi)關(guān)或紅外傳感器或干簧管等采集訊號(hào)裝置。 驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)體設(shè)有制動(dòng)裝置，所述制動(dòng)裝置由轉(zhuǎn)體外周部?jī)蓚?cè)的剎車臂
和鉸接于剎車臂兩內(nèi)側(cè)的剎車片構(gòu)成，所述兩側(cè)剎車臂下端鉸接于支架上，頂部通過(guò)一手
控橫向可調(diào)拉桿相連，所述兩剎車臂上部之間還設(shè)有電動(dòng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，所述電動(dòng)制動(dòng)裝
置由設(shè)置于兩搖臂之間設(shè)有電磁吸合剎車機(jī)構(gòu)，所述電磁吸合剎車機(jī)構(gòu)與兩搖臂之間設(shè)有
復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的另一側(cè)端穿過(guò)剎車臂上的通孔與剎車間隙調(diào)節(jié)螺栓相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、對(duì)抽油系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使用專門的稀土永磁主機(jī)和變
頻系統(tǒng)相配合，并與從動(dòng)輪、墜重動(dòng)滑輪及曳引動(dòng)滑輪組成系統(tǒng)，具有安全、可靠、節(jié)能的工
作效果。 2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)裝置與主機(jī)以及主動(dòng)輪為一體，省去原有的游梁式 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，體積小，成本低，采用半圓型牽引繩槽的設(shè)計(jì)方案巧妙的進(jìn)行主動(dòng)輪與從動(dòng) 輪的繞法結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了大牽引包角> 200°包角，即保證了工作牽引力的需求雙保證了 鋼絲繩在使用過(guò)程中的壽命。 3、本實(shí)用新型采用牽引繩在經(jīng)各從動(dòng)輪和動(dòng)滑輪繞向時(shí)為同一方向順繞，從而解 決了鋼絲繩由于正反向反復(fù)彎曲而易損壞的問(wèn)題，同時(shí)采用大直徑的從動(dòng)輪及動(dòng)滑輪，以 擴(kuò)大鋼絲繩的彎繞直徑以保證鋼絲繩的使用壽命。 4、本實(shí)用新型制動(dòng)系統(tǒng)與主機(jī)為一體，同時(shí)設(shè)有手動(dòng)制動(dòng)裝置和電驅(qū)動(dòng)制動(dòng)裝置
該制動(dòng)裝置在于制動(dòng)時(shí)通電，因而該制動(dòng)器不僅節(jié)能且利于安裝和維修。 5、本實(shí)用新型在抽油桿上方，即曳引動(dòng)滑輪座下部和地面之間設(shè)有斷桿安全保護(hù)
裝置，一旦抽油泵斷桿時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)，同時(shí)設(shè)置了限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)抽油泵斷桿時(shí)將觸
發(fā)限位開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)自動(dòng)切斷電源。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型的曳引繩繞向示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的彈簧阻尼機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實(shí)用新型的制動(dòng)裝置示意圖。 圖5為單繞鋼絲繩受力示意圖。 圖6為復(fù)繞鋼絲繩受力示意圖。 其中1、油泵2、抽油桿3、主動(dòng)輪4、從動(dòng)輪5、曳引繩6、墜重動(dòng)滑輪7、 曳引動(dòng)滑輪8、主動(dòng)輪軸承支架9、從動(dòng)輪軸承支架 10、傳動(dòng)主軸 11、墜重12、曳引 動(dòng)滑輪座架 13、彈性阻尼機(jī)構(gòu) 14、運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī) 15、電動(dòng)控制裝置 16、彈性阻尼機(jī)構(gòu)的 罩體17、壓縮彈簧18、牽引繩19、限位開(kāi)關(guān)20、剎車臂21、剎車片22、支架23、 手剎橫向可調(diào)拉桿24、電磁吸合機(jī)構(gòu)25、復(fù)位彈簧26、井架27、壓簧調(diào)節(jié)螺栓28、 彈性調(diào)節(jié)螺栓
具體實(shí)施方式參考圖1和圖2， 一種節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，包括油泵1及抽油桿2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括位于兩旁側(cè)的主動(dòng)輪3、從動(dòng)輪4、曳引繩5、墜重動(dòng)滑輪6和用 來(lái)帶動(dòng)抽油桿上下行的曳引動(dòng)滑輪7，所述墜重動(dòng)滑輪6和曳引動(dòng)滑輪7分別位于主動(dòng)輪4 和從動(dòng)輪4的下方，所述曳引繩5的始端固定連接在主動(dòng)輪軸承支架8或井架下側(cè)，先向下 繞過(guò)墜重動(dòng)滑輪6接著向上以80。 100°的包角繞經(jīng)主動(dòng)輪3第一環(huán)槽和從動(dòng)輪4第一 環(huán)槽后返回主動(dòng)輪，再以170。 190°的包角第二次繞過(guò)主動(dòng)輪3及從動(dòng)輪4的第二環(huán)槽 后，向下繞過(guò)曳引動(dòng)滑輪7，最后向上回轉(zhuǎn)將末端與從動(dòng)輪軸承支架9或井架固定連接。 參考圖5和圖6，為了使鋼絲繩受力更加均勻本實(shí)用新型采用復(fù)繞鋼絲法，繞過(guò)主 動(dòng)輪3、從動(dòng)輪4、墜重動(dòng)滑輪6以及曳引動(dòng)滑輪7的曳引繩5共有多根，每根曳引繩5均按 上述繞法進(jìn)行纏繞，將曳引繩5固定好后，傳動(dòng)主軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)抽油桿2和墜重動(dòng)滑輪 下方的墜重11作上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)抽油桿2上升至上止點(diǎn)時(shí)，墜重11位于下止點(diǎn)；反之，當(dāng)抽油 桿運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)墜重則位于上止點(diǎn)。上下止點(diǎn)反復(fù)工作一次便完成抽油桿的一個(gè)工作沖 次，即完成了一個(gè)工作沖次的抽油工作。 參考圖1和圖3，位于抽油桿2上端的曳引動(dòng)滑輪座架12與地面之間連接有斷桿 時(shí)防止抽油桿上端向上超行程上行的彈性阻尼機(jī)構(gòu)13，所述主動(dòng)輪3與傳動(dòng)主軸10同軸連 接，所述傳動(dòng)主軸上設(shè)有編碼器，用以采集信號(hào)并經(jīng)變頻器處理實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī) 14的閉環(huán)控制，所述傳動(dòng)主軸上還設(shè)有電動(dòng)制動(dòng)裝置15，所述電動(dòng)制動(dòng)裝置由智能控制器 控制以實(shí)現(xiàn)在工作時(shí)與電源接通。 所述彈性阻尼機(jī)構(gòu)13包括固定連接在地面上的中部具有通孔的罩體16和設(shè)于罩 體內(nèi)部的壓簧17，所述壓簧上端位于罩體頂板下方，其下端與穿過(guò)罩體中部通孔和壓簧中 心通孔的牽引繩18下端相連接，所述牽引繩上端與曳引動(dòng)滑輪座架12相連接。 當(dāng)抽油桿2斷桿時(shí)，設(shè)于曳引動(dòng)滑輪7與地面相連接的彈性阻尼機(jī)構(gòu)起作用，這時(shí) 曳引動(dòng)滑輪7向上運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)并超過(guò)一定的位置時(shí)，斷桿拉力繩受力壓縮彈簧17起到緩 沖作用，曳引動(dòng)滑輪7被拉緊無(wú)法繼續(xù)上升。同時(shí)機(jī)構(gòu)上安裝有一限位開(kāi)關(guān)19，此時(shí)限位開(kāi) 關(guān)工作，使系統(tǒng)斷電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。此限位開(kāi)關(guān)可采用接觸式的也可用非接觸式的， 可安裝于曳引動(dòng)滑輪下方也可安裝于墜重處，其位置可根據(jù)實(shí)際工況而定。 參考圖1和圖4，所述制動(dòng)裝置由運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)14外周部?jī)蓚?cè)的剎車臂20和鉸接于剎 車臂20兩內(nèi)側(cè)的剎車片21構(gòu)成，所述兩側(cè)剎車臂下端鉸接于支架22上，頂部通過(guò)一手剎 橫向可調(diào)拉桿23相連，所述兩剎車臂上部之間還設(shè)有帶動(dòng)剎車臂實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的電磁吸合機(jī) 構(gòu)24，所述電磁吸合機(jī)構(gòu)24與兩剎車臂20之間設(shè)有復(fù)位彈簧25。 當(dāng)停電或維修時(shí)，可通過(guò)設(shè)于運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)上的制動(dòng)裝置使運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)停機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī) 上同時(shí)設(shè)有手動(dòng)制動(dòng)裝置和電動(dòng)制動(dòng)裝置。當(dāng)維修時(shí)電制動(dòng)器通電吸合將兩制動(dòng)臂向內(nèi)拉 緊，此時(shí)連接于剎車臂上的剎車片和運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)同軸相連并產(chǎn)生強(qiáng)制動(dòng)力；當(dāng)維修完畢后制 動(dòng)器線圈斷電，靠彈簧使兩制動(dòng)臂回復(fù)工作狀態(tài)。當(dāng)停電時(shí)拉動(dòng)手動(dòng)制動(dòng)手柄，由于鋼絲繩 的作用將兩制動(dòng)臂向內(nèi)拉緊，同樣也達(dá)到制動(dòng)效果。
權(quán)利要求一種節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，包括油泵及抽油桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括位于兩旁側(cè)的主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、曳引繩、墜重動(dòng)滑輪和用來(lái)帶動(dòng)抽油桿上下運(yùn)行的曳引動(dòng)滑輪，所述墜重動(dòng)滑輪和曳引動(dòng)滑輪分別位于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的下方，所述曳引繩的始端固定連接在主動(dòng)輪軸承支架或井架下側(cè)，先向下繞過(guò)墜重動(dòng)滑輪接著向上以80°～100°的包角繞經(jīng)主動(dòng)輪第一環(huán)槽和從動(dòng)輪第一環(huán)槽后返回主動(dòng)輪，再以170°～190°的包角第二次繞過(guò)主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的第二環(huán)槽后，向下繞過(guò)曳引動(dòng)滑輪，最后向上回轉(zhuǎn)將末端與從動(dòng)輪軸承支架或井架固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于位于抽油桿上端的曳引 動(dòng)滑輪座架與地面之間連接有斷桿時(shí)安全保護(hù)彈性阻尼機(jī)構(gòu)，所述主動(dòng)輪與傳動(dòng)主軸同軸 連接，所述傳動(dòng)主軸上設(shè)有編碼器，用以采集信號(hào)并經(jīng)變頻器形成閉環(huán)控制系統(tǒng)運(yùn)行的控 制，所述傳動(dòng)主軸上還設(shè)有電動(dòng)制動(dòng)裝置，所述電動(dòng)制動(dòng)裝置由智能控制器控制以實(shí)現(xiàn)在 工作時(shí)與電源接通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于所述彈性阻尼機(jī)構(gòu)包括固定連接在地面上的中部具有通孔的罩體和設(shè)于罩體內(nèi)部的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上端 位于罩體頂板下方，其下端與穿過(guò)罩體中部通孔和壓縮彈簧中心通孔的牽引繩下端相連 接，所述牽弓I繩上端與曳引動(dòng)滑輪座架相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于井架上設(shè)有斷桿超程信號(hào)傳感器，所述信號(hào)傳感器經(jīng)智能控制裝置控制電動(dòng)制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于所述斷桿超程信號(hào)傳感器可以是行程觸發(fā)開(kāi)關(guān)或紅外傳感器或干簧管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于所述制動(dòng)裝置由運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)外周部?jī)蓚?cè)的剎車臂和鉸接于剎車臂兩內(nèi)側(cè)的剎車片構(gòu)成，所述兩側(cè)剎車臂下端鉸接于 支架上，頂部通過(guò)一手剎橫向可調(diào)拉桿相連，所述兩剎車臂上部之間還設(shè)有帶動(dòng)剎車臂實(shí) 現(xiàn)制動(dòng)的電磁吸合機(jī)構(gòu)，所述電磁吸合機(jī)構(gòu)與兩剎車臂之間設(shè)有復(fù)位彈簧。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于所述剎車臂的復(fù)位彈簧設(shè)有穿過(guò)復(fù)位彈簧及剎車臂的彈力調(diào)節(jié)螺栓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于所述傳動(dòng)主軸由稀土永磁變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、墜重動(dòng)滑輪以及曳引動(dòng)滑輪上的繩槽的截 面呈半圓型或圓弧型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于繞過(guò)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、墜重動(dòng)滑輪以及曳引動(dòng)滑輪的曳引繩共有多根，其彎繞方向全部為同向彎繞。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，其特征在于所述曳引繩為鋼絲繩，主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的繩槽數(shù)為實(shí)際工作的曳引繩數(shù)目的兩倍，所述的斷桿阻尼拉力 牽引繩為軟性材料，也可是鐵鏈或鋼絲繩。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能型抽油主機(jī)裝置，包括抽油泵及系統(tǒng)工作驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括位于兩旁側(cè)的主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、曳引繩、墜重動(dòng)滑輪和用來(lái)帶動(dòng)抽油桿上下行的曳引動(dòng)滑輪，所述墜重動(dòng)滑輪和曳引動(dòng)滑輪分別位于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的下方，所述曳引繩的始端固定連接在主動(dòng)輪軸承支架下側(cè)，先向下繞過(guò)墜重動(dòng)滑輪接著向上以80°～100°的包角繞經(jīng)主動(dòng)輪第一環(huán)槽和從動(dòng)輪第一環(huán)槽后返回主動(dòng)輪，再以170°～190°的包角第二次繞過(guò)主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的第二環(huán)槽后，向下繞過(guò)曳引動(dòng)滑輪，最后向上回轉(zhuǎn)將末端與從動(dòng)輪軸承支架固定連接，所述的系統(tǒng)中設(shè)有制動(dòng)裝置和工作時(shí)斷桿保護(hù)裝置，所述的系統(tǒng)運(yùn)行采用雙支撐稀土永磁同步電機(jī)和編碼器變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，該機(jī)構(gòu)不僅有利于保證抽油機(jī)系統(tǒng)平穩(wěn)的工作，而且有利于系統(tǒng)工作時(shí)鋼絲繩的使用壽命，安裝維修方便，使用效果好。
文檔編號(hào)F04B47/02GK201474677SQ20092030811
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者郭自剛 申請(qǐng)人:郭自剛