CN101070837A - W型曳引抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种能够采用长冲程低冲次的W型曳引抽油机。在型钢制成的支架顶部安装稀土永磁外转子同步电机,在支架的前侧平台下面设置一组导轮,在支架的前侧和内侧各设置一组动滑轮,在动滑轮、导轮、电机、配重平衡块之间用钢丝绳将它们按W型串联起来,形成曳引系统;在支架与平衡块必经路径的合适部位设置上下行程开关或传感器,在机座的后部设置控制柜,用导线与电机相连接。该型抽油机是应用在油田采油过程中,它将电能转换成机械能将原油从地下抽吸到地面。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种油田采油机械,尤其是能采用长冲程低冲次的抽油机。
背景技术
目前,公知的传统抽油机是一种游梁式抽油机,它是由驴头、游梁、支架、横梁、连杆、减速箱、机座、电机、电控柜按序安装连接而成。它虽有皮实耐用的特点,但它耗能高、体积大、制造成本高、调参不方便,工人劳动强度大。
发明内容
为了克服游梁式抽油机的上述缺点,本发明提供一种W型曳引抽油机,该抽油机不仅能节能,而且环保,不仅结构简单,而且制造成本低廉,同时,调参方便,完全可以实现抽油机自动控制。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:在型钢制成的支架顶部安装稀土永磁外转子同步电机,在支架的前侧平台下面设置一组导轮,在支架的前侧和内侧各设置一组动滑轮,在动滑轮、导轮、稀土永磁外转子同步电机、配重平衡块之间用钢丝绳将它们按W型串联起来,形成曳引系统;在支架与平衡块必经路径的合适部位设置上下行程开关或传感器,在机座的后部设置控制柜,用导线与电机相连接。上述稀土永磁外转子同步电机是由外转子、内定子、固定轴、轴承、端盖有序安装而成。外转子是在空心圆柱的外侧设计钢丝绳绳槽,内孔镶嵌若干块稀土永磁磁钢;内定子是在中心钻有通孔(以便穿引电线)的中心轴上固定线圈铁芯,再在铁芯上绕制若干匝互为绝缘的漆包线线圈。它们的位置关系为:在内定子的外面套上外转子,在两者之间用轴承及端盖密封两端端面,从而形成稀土永磁外转子同步电机总成。再把此稀土永磁外转子同步电机总成吊装到两端机座上,即可作为动力源。该稀土永磁外转子同步电机的工作原理如下:当线圈通入电流时,线圈导线在稀土永磁磁钢产生的强磁场中便产生运动,由于若干根导线的运动方向均是沿定子外缘的切线方向,从而便对稀土永磁外转子同步电机轴形成旋转转矩,由于定子轴是固定的,根据作用力和反作用力相等原理,外转子便在线圈的反作用力作用下形成反向旋转,由于外转子外表面设置钢丝绳绳槽,其上绕有柔性钢丝绳,钢丝绳便依靠摩擦力与稀土永磁外转子同步电机外壳一起运转,从而带动负荷的提升或下降,又由于控制系统的控制,稀土永磁外转子同步电机可以周期性正反转,因此,稀土永磁外转子同步电机一会正转,带动抽油杆、抽油泵向上抽油,一会儿又反转,带动抽油杆、抽油泵向下吸油,如此周而复始,原油便从地下抽出地面。上述导轮装置是由滑轮轴、轴承、滑轮按序安装而成,在滑轮的内孔装有滚动轴承,将其安装到滑轮轴上便构成滑轮轴固定,滑轮绕轴旋转的滑轮,将其安装在上部平台前侧两根支架的立柱之间,对钢丝绳起导向作用。上述动滑轮是由滑轮轴、轴承、滑轮、外壳等按序安装而成,在滑轮的内孔装有滚动轴承,将滑轮轴穿入轴承内孔,再在轴的两侧装上外壳,便构成动滑轮。该滑轮是安装在支架的前侧和支架内侧,它们的滑轮与钢丝绳相联系,滑轮轴与抽油杆悬点负荷或配重平衡块相连。上述曳引系统是由柔性钢丝绳作纽带,将动滑轮、导轮、稀土永磁外转子同步电机、后侧动滑轮按W型联系起来,其连接方法是钢丝绳的前端系在上平台前侧绳扣上,另一端穿过前侧动滑轮,经过导轮、稀土永磁外转子同步电机、后侧动滑轮后再系到上部平台后侧的绳扣上,由此便构成曳引系统。上述行程开关或传感器是安装在支架后立柱的上下止点位置,调节冲程即通过改变行程开关上下止点的距离来调节,当冲程需要增大时,将上止点向上移动,将下止点向下移动,反之则相反。上述自动控制系统是由变频器、可控硅、传感器、行程开关、速度环等按电路图连接,构成自动控制系统,从而对稀土永磁外转子同步电机进行自动控制。自动控制系统电路原理另案申报。
本发明的有益效果是:采用稀土永磁外转子同步电机,节能显著;采用变频调速装置可实现调节冲次、冲程自动化,调参方便;采用钢丝绳W型曳引系统,省却了减速箱等传动机构,机械损失小,效率高;采用动滑轮结构,省力50%,可减小电机体积,节省电机制造成本,承受不平衡能力提高一倍;采用对称天平平衡,更加节能;采用垂直提升负荷和配重平衡块,实现无接触运行,整机在运转中几乎无噪音。
附图说明:
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
图1、本发明结构原理图
图2、稀土永磁外转子同步电机结构原理图
图1中:1、前绳扣;2、稀土永磁外转子同步电机;3、后绳扣;4、导轮;5、钢丝绳;6、前侧动滑轮;7、后侧动滑轮;8、上止点传感器;9、悬点负荷;10、配重平衡块;11、机架;12、下止点传感器;13、控制系统;14、机座。
图2中:15、电机外转子兼摩擦轮;16、稀土永磁磁钢;17、内定子;18、轴承;19、端部法兰;20、电机机座。
具体实施方法:
以实施例1为例,利用组焊方法,制成机架11,利用机械制造方法制成稀土永磁外转子同步电机2,导轮4,前后侧动滑轮6、7,用柔性钢丝绳5按图W型分别将前侧动滑轮6、导轮4、稀土永磁外转子同步电机2、后侧动滑轮7串联起来,再将前端悬点负荷9接到前侧动滑轮6轴上,再将配重平衡块10接到后侧动滑轮7轴上,至此,便构成抽油机的曳引系统,当电控装置13向稀土永磁外转子同步电机2输入变频电流后,稀土永磁外转子同步电机2便能顺时针(假设方向)转动,前侧抽油杆从下止点向上止点运行,抽油泵将地下原油抽出地面,后侧配重平衡块10从上止点向下止点运行,参与稀土永磁外转子同步电机2一起将悬点负荷9提起,当配重平衡块10到达下止点碰触传感器12时,电控装置13便停止对稀土永磁外转子同步电机2的供电,稍后电控装置13又向稀土永磁外转子同步电机2输出反向电流,稀土永磁外转子同步电机2便逆时针转动,前侧悬点负荷9便在稀土永磁外转子同步电机2驱动和自身的重量作用下向下止点运行,抽油泵进行吸油,后侧配重平衡块10在稀土永磁外转子同步电机2以及前侧悬点负荷自重牵引下向上止点运行,储备动能,为下一循环作能量储备。稀土永磁外转子同步电机2如此往复运转,便带动悬点负荷9往复直线运行,把地下原油源源不断抽吸到地面。
Claims (5)
1、一种W型曳引抽油机,在支架载体上,稀土永磁外转子同步电机、导轮、前侧动滑轮、后侧动滑轮、悬点负荷、后侧配重平衡块,用柔性钢丝绳将它们按W型串联起来构成抽油机的曳引系统,并在支架上下止点位置设置传感器,在机座的后侧设置电控柜,其特征是:稀土永磁外转子同步电机是由外转子、内定子、固定轴、轴承、端盖有序安装而成;外转子是在空心圆柱的外侧设计钢丝绳绳槽,内孔镶嵌若干块稀土永磁磁钢,内定子是在中心钻有通孔(以便穿引电线)的定子轴上固定线圈铁芯,再在铁芯上绕制若干匝互为绝缘的漆包线线圈,它们的位置关系为:在内定子的外而套上外转子,在两者之间用轴承及端盖密封两端端面,从而形成电机总成,把此电机总成吊装到两端机座上,即可作为动力源。
2、根据权利要求1所述的W型曳引抽油机,其特征是:导轮装置是由滑轮轴、轴承、滑轮按序安装而成,在滑轮的内孔装有滚动轴承,将其安装到滑轮轴上便构成滑轮轴固定,滑轮绕轴旋转的滑轮,将其安装在上部平台前侧两根支架的立柱之间,对钢丝绳起导向作用。
3、根据权利要求1所述的W型曳引抽油机,其特征是:动滑轮是由滑轮轴、轴承、滑轮、外壳等按序安装而成,在滑轮的内孔装有滚动轴承,将滑轮轴穿入轴承内孔,再在轴的两侧装上外壳,便构成动滑轮,该滑轮是安装在支架的前侧和支架内侧,它们的滑轮与钢丝绳相联系,滑轮轴两端与抽油杆悬点负荷或配重平衡块相连。
4、根据权利要求1所述的W型曳引抽油机,其特征是:曳引系统是以柔性钢丝绳作纽带,将前侧动滑轮、导轮、电机、后侧动滑轮按W型联系起来,其连接方法是钢丝绳的前端系在上平台前侧绳扣上,另一端穿过前侧动滑轮,经过导轮、电机、后侧动滑轮后再系到上部平台后侧的绳扣上,由此便构成曳引系统。
5、根据权利要求1所述的W型曳引抽油机,其特征是:行程开关或传感器是安装在支架后立柱的上下止点位置,调节冲程即通过改变行程开关上下止点的距离来调节,当冲程需要增大时,将上止点向上移动,将下止点向下移动,反之则相反。
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2007
- 2007-03-19 CN CN 200710089285 patent/CN101070837A/zh active Pending
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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