CN102518413A

CN102518413A - 卷筒内置双级行星减速抽油机

Info

Publication number: CN102518413A
Application number: CN2011104530751A
Authority: CN
Inventors: 李卫兵; 赵华; 张猛; 张绍忠; 郭永亮
Original assignee: TIANJIN INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY
Current assignee: TIANJIN INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102518413B

Abstract

本发明涉及一种卷筒内置双级行星减速抽油机。包括塔架和抽油杆提升机构，提升机构设于塔架顶部的提升平台上，包括驱动电机和外壁设有槽的旋转卷筒，抽油杆的顶端连接在皮带上，皮带的另一端固接在槽中并可在其中进行收放。提升机构还包括首端支架、末端支架和双级行星减速机构，旋转卷筒位于首端支架和末端支架之间；双级行星减速机构设于所述旋转卷筒内部，其一级减速机构接受驱动电机的动力，其二级减速机构的二级齿圈作为动力输出部件并通过大法兰固定在旋转卷筒的内壁上；驱动电机为固定在末端支架上的调速换向电机，其电机轴伸入旋转卷筒中并与一级减速机构的太阳轮固接。本发明成本低、结构紧凑而故障率低、节省能源。

Description

卷筒内置双级行星减速抽油机

技术领域

本发明属于石油开采设备技术领域，尤其涉及一种卷筒内置双级行星减速抽油机。

背景技术

目前，石油矿场采用的抽油机多种多样，最为常用的为游梁式抽油机，俗称“磕头机”。这种抽油机的电动机做定向的运转，经传动装置作用于齿轮减速器上，再配合四连杆机构驱动游梁绕支架座上的销轴作反复摆动，其顶端的抽油杆也作上下运动而完成抽油工作。这样的游梁式抽油机具有诸多的缺点：首先，四连杆机构的运动节点多，因此结构复杂、运动不平稳，传动效率也低，设备的整体能耗较大；其次，随着石油的开采进程，浅层的石油被采尽后，深层的高粘度资源需要能够提供长冲程抽油操作的设备才能够实现，传统的游梁式抽油机不具有长冲程抽油的工作模式。因此，游梁式抽油机逐渐地被一些新型的抽油机所取代，目前最为人们所青睐的是塔架式长冲程抽油机。其基本原理为：位于塔架顶端的提升机构通过皮带对抽油杆进行提升和下放以实现抽油操作，还设有用于对皮带进行收放的卷筒，提升机构控制卷筒的旋转方向，将皮带卷起在卷筒的表面。现有技术中，卷筒一般为放在支架上的独立机构，提升机构为置于一旁的电机和减速机，减速机通过皮带或齿轮等传动结构将动力传递给卷筒。这样的抽油机存在着一些缺点：首先，现有的塔架式抽油机选取永磁电机作为原动力，这样的电机价格昂贵，使整个设备的成本攀升；其次，由于抽油机一般设立在旷野中，时间长了传动结构会被风沙、尘土等影响，进而发生故障造成停机。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种成本低、结构紧凑而故障率低、节省能源的卷筒内置双级行星减速抽油机。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：卷筒内置双级行星减速抽油机包括塔架和抽油杆的提升机构，所述提升机构设于塔架顶部的提升平台上，包括驱动电机和外壁设有槽的旋转卷筒，抽油杆的顶端连接在皮带上，皮带的另一端固接在所述的槽中并可在其中进行收放，所述提升机构还包括首端支架、末端支架和双级行星减速机构，所述旋转卷筒位于所述首端支架和末端支架之间；所述双级行星减速机构设于所述旋转卷筒内部，其一级减速机构接受驱动电机的动力，其二级减速机构的二级齿圈作为动力输出部件并通过大法兰固定在所述旋转卷筒的内壁上；所述驱动电机为固定在所述末端支架上的调速换向电机，其电机轴伸入所述旋转卷筒中并与所述一级减速机构的太阳轮固接。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述双级行星减速机构包括一级减速机构和二级减速机构，所述一级减速机构包括一级太阳轮、一级行星架及三个一级行星轮，所述一级行星架外侧设有一级齿圈；所述二级减速机构包括二级行星架、三个二级行星轮及设在所述二级行星架外侧的二级齿圈；所述一级齿圈固接在所述二级齿圈上，所述一级行星架的中部设有伸入所述二级行星架内部的突出部，其前端设有齿轮并与所述二级行星轮相啮合，即所述一级行星架兼作所述二级减速机构的太阳轮。

所述一级行星架上设有螺钉固定孔，所述一级行星轮通过穿设在其中的螺钉设于所述一级行星架上。

所述二级行星轮通过销轴设于所述二级行星架上。

所述首端支架上设有首端轴承座，其中设有调心滚子轴承，所述旋转卷筒的一端通过首端轴与所述轴承相连接。

所述末端支架上设有花键法兰，所述二级行星架的中部设有伸入所述花键法兰内部的突出部，其前端设有齿轮并与所述花键法兰的内齿相啮合。

还设有末端法兰，该末端法兰固定在所述大法兰上，其与所述二级行星架的突出部之间还设有油封。

还包括手动刹车，所述手动刹车包括位于所述旋转卷筒两侧且通过底部铰链固定在所述提升平台上的立梁、设于所述立梁顶部之间的上拉杆和手控杆以及设于所述立梁中部、对称地环抱于所述旋转卷筒外壁槽中的两块弧形闸皮，通过拨动所述手控杆可以使所述立梁向彼此倾斜，进而推动所述闸皮压紧所述旋转卷筒的外壁产生刹车作用，在所述的两根立梁之间还设有丝杆，所述丝杆上穿设有处于压缩状态的弹簧。

还包括配重箱，其上端设有两条皮带，所述皮带的另一端固接在所述旋转卷筒外壁的槽中并可在其中进行收放。

在所述提升平台上和所述塔架的周围分别设有提升机构保护框架和整机保护框架，在所述整机保护框架上还设有抽油杆导轨和配重箱导轨，用于稳定两者的竖直运动。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用了上述设计，双级行星减速机构逐级减速并提升转矩，因此其驱动电机可以选择普通的电机，直接降低了设备的整体成本。减速器内置式抽油机采用调速换向电机、减速器外连滚筒直接连接皮带，系统效率高；采用塔架式结构，直立式顶部抽油作业，实现长冲程；采用平衡块砝码式配重，实现精确平衡。抽油杆导轨和配重箱导轨的采用使整机的运行更平稳。

双级行星减速机构采用模块化设计，结构非常紧凑，直接安装在卷筒内部。渗碳后经过磨齿处理的齿轮和氮化处理的内齿圈，使该减速器具有很好的承载能力、较低的运转噪音、超长的使用寿命。除按使用说明进行润滑油更换外，无需进行其他维护。安装维护简单、换油方便。

手动刹车的设计，降低了设备安装调试、检修过程中的危险性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中提升机构的外部结构示意图；

图3是本发明中提升机构的轴向剖视图；

图4是本发明中双级减速器的结构示意图。

图中：1、提升机构保护框架； 2、提升平台； 3、塔架； 4、抽油杆导轨； 5、抽油杆； 6、提升机构； 7、配重箱； 8、整机保护框架； 9、配重箱导轨； 10、手动刹车； 10-1、弹簧； 10-2、手控杆； 10-3、闸皮； 10-4、立梁； 10-5、底部铰链； 11、旋转卷筒； 12、首端支架； 13、调速换向电机； 14、末端支架； 15、首端轴承座； 16、首端轴； 17、调心滚子轴承； 18、一级行星架； 19、一级行星轮； 20、一级齿圈； 21、二级齿圈； 22、大法兰； 23、二级行星架； 24、末端法兰； 25、花键法兰； 26、一级太阳轮； 27、二级行星轮； 28、螺钉固定孔。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1至图4，本发明包括塔架3和抽油杆5的提升机构6。提升机构6设于塔架3顶部的提升平台2上，包括驱动电机和外壁设有槽的旋转卷筒11，抽油杆5的顶端连接在皮带上，皮带的另一端固接在槽中并可在其中进行收放。提升机构6还包括首端支架12、末端支架14和双级行星减速机构，旋转卷筒11位于首端支架12和末端支架14之间。双级行星减速机构设于旋转卷筒11的内部，其一级减速机构接受驱动电机的动力，其二级减速机构的二级齿圈21作为动力输出部件并通过大法兰22固定在旋转卷筒11的内壁上，本实施例中，在旋转卷筒11的内壁上设有专用于连接和传递动力的连接板，大法兰22将该连接板与二级齿圈21连接在一起。驱动电机为固定在末端支架14上的调速换向电机13，其电机轴伸入旋转卷筒11中并与一级减速机构的太阳轮固接。

双级行星减速机构包括一级减速机构和二级减速机构。一级减速机构包括一级太阳轮26、一级行星架18及三个一级行星轮19，在一级行星架18的外侧设有一级齿圈20。其中，一级太阳轮26为一端有齿的轴，其有齿一端与一级行星轮19相啮合，另一端设有键槽，通过轴套和键销可以将一级太阳轮26与调速换向电机13的电机轴连接在一起。二级减速机构包括二级行星架23、三个二级行星轮27及设在二级行星架23外侧的二级齿圈21。一级齿圈20固接在二级齿圈21上，一级行星架18的中部设有伸入到二级行星架23内部的突出部，其前端设有齿轮并与二级行星轮27相啮合，即一级行星架18兼作二级减速机构的太阳轮。一级行星架18上设有螺钉固定孔28，一级行星轮19通过穿设在其中的螺钉设于一级行星架18上。二级行星轮27通过销轴设于二级行星架23上。本实施例中，在一级齿圈20上设有一级端盖，将原来露在外面的一级行星架18和一级行星轮19等结构封闭起来。

首端支架12上设有首端轴承座15，其中设有调心滚子轴承17，旋转卷筒11的一端通过首端轴16与该轴承相连接。末端支架14上设有花键法兰25，二级行星架23的中部设有伸入该花键法兰25内部的突出部，其前端设有齿轮并与花键法兰25的内齿相啮合。

在大法兰22的中部设有末端法兰24，其中部设有孔供二级行星架23的突出部伸出，该突出部与末端法兰24之间还设有油封。

本实施例中还括手动刹车10。包括位于旋转卷筒11两侧且通过底部铰链10-5固定在提升平台2上的立梁10-4、设于立梁10-4顶部之间的上拉杆和手控杆10-2以及设于立梁10-4中部、对称地环抱于旋转卷筒11外壁槽中的两块弧形闸皮10-3。通过拨动手控杆10-2可以使两根立梁10-4向彼此倾斜，进而推动闸皮10-3压紧旋转卷筒11的外壁产生刹车作用。在两根立梁10-4之间还设有丝杆，该丝杆上穿设有处于压缩状态的弹簧10-1，用于解除刹车时两根立梁10-4的复位。

还包括配重箱7，其上端设有两条皮带，皮带的另一端固接在旋转卷筒11外壁的槽中并可在其中进行收放。在提升平台2上和塔架3的周围分别设有提升机构保护框架1和整机保护框架8。在整机保护框架8上还设有抽油杆导轨4和配重箱导轨9，用于稳定两者的竖直运动。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种卷筒内置双级行星减速抽油机，包括塔架和抽油杆的提升机构，所述提升机构设于塔架顶部的提升平台上，包括驱动电机和外壁设有槽的旋转卷筒，抽油杆的顶端连接在皮带上，皮带的另一端固接在所述的槽中并可在其中进行收放，其特征在于：所述提升机构还包括首端支架、末端支架和双级行星减速机构，所述旋转卷筒位于所述首端支架和末端支架之间；所述双级行星减速机构设于所述旋转卷筒内部，其一级减速机构接受驱动电机的动力，其二级减速机构的二级齿圈作为动力输出部件并通过大法兰固定在所述旋转卷筒的内壁上；所述驱动电机为固定在所述末端支架上的调速换向电机，其电机轴伸入所述旋转卷筒中并与所述一级减速机构的太阳轮固接。

2.按照权利要求1所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：所述双级行星减速机构包括一级减速机构和二级减速机构，所述一级减速机构包括一级太阳轮、一级行星架及三个一级行星轮，所述一级行星架外侧设有一级齿圈；所述二级减速机构包括二级行星架、三个二级行星轮及设在所述二级行星架外侧的二级齿圈；所述一级齿圈固接在所述二级齿圈上，所述一级行星架的中部设有伸入所述二级行星架内部的突出部，其前端设有齿轮并与所述二级行星轮相啮合，即所述一级行星架兼作所述二级减速机构的太阳轮。

3.按照权利要求2所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：所述一级行星架上设有螺钉固定孔，所述一级行星轮通过穿设在其中的螺钉设于所述一级行星架上。

4.按照权利要求2所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：所述二级行星轮通过销轴设于所述二级行星架上。

5.按照权利要求1所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：所述首端支架上设有首端轴承座，其中设有调心滚子轴承，所述旋转卷筒的一端通过首端轴与所述轴承相连接。

6.按照权利要求2所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：所述末端支架上设有花键法兰，所述二级行星架的中部设有伸入所述花键法兰内部的突出部，其前端设有齿轮并与所述花键法兰的内齿相啮合。

7.按照权利要求6所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：还设有末端法兰，该末端法兰固定在所述大法兰上，其与所述二级行星架的突出部之间还设有油封。

8.按照权利要求1所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：还包括手动刹车，所述手动刹车包括位于所述旋转卷筒两侧且通过底部铰链固定在所述提升平台上的立梁、设于所述立梁顶部之间的上拉杆和手控杆以及设于所述立梁中部、对称地环抱于所述旋转卷筒外壁槽中的两块弧形闸皮，通过拨动所述手控杆可以使所述立梁向彼此倾斜，进而推动所述闸皮压紧所述旋转卷筒的外壁产生刹车作用，在所述的两根立梁之间还设有丝杆，所述丝杆上穿设有处于压缩状态的弹簧。

9.按照权利要求1所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：还包括配重箱，其上端设有两条皮带，所述皮带的另一端固接在所述旋转卷筒外壁的槽中并可在其中进行收放。

10.按照权利要求1所述的卷筒内置双级行星减速抽油机，其特征在于：在所述提升平台上和所述塔架的周围分别设有提升机构保护框架和整机保护框架，在所述整机保护框架上还设有抽油杆导轨和配重箱导轨，用于稳定两者的竖直运动。