CN101070837A

CN101070837A - W型曳引抽油机

Info

Publication number: CN101070837A
Application number: CN 200710089285
Authority: CN
Inventors: 廖大林; 杜振宇; 陈西莹; 孙风茂; 陈欣; 董丽丽
Original assignee: XINYU PETROLEUM MACHINERY AND CHEMICAL CO Ltd PUYANG CITY
Current assignee: XINYU PETROLEUM MACHINERY AND CHEMICAL CO Ltd PUYANG CITY
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-11-14

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

W型曳引抽油机

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

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。