CN102562974A - 一种机电式抽油机换向器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机电式抽油机换向器，包括前排行星轮系、后排行星轮系，两个行星轮系共用一个行星架；行星架上固定后刹车盘，与常闭式后电磁盘式制动器构成一个刹车装置；前排中心轮上固定前刹车盘，与常闭式前电磁盘式制动器构成另一个刹车装置；输入轴与前排内齿圈、后排中心轮固连，而前排中心轮、行星架则与输入轴空套；后排内齿圈与输出轴固连；前排行星轮同时与前排中心轮、前排内齿圈啮合；后排行星轮同时与后排中心轮、后排内齿圈啮合。本发明提供的一种机电式抽油机换向器，解决了往复回转式抽油机依靠电动机直接换向而带来的一系列问题，有重要的实用价值。

Description

一种机电式抽油机换向器

技术领域

本发明涉及一种在有杆机械采油作业中采用的往复回转式抽油机的机电式换向器。

背景技术

在有杆机械采油作业中，除了游梁式抽油机外，还有一种新型的往复回转式抽油机。往复回转式抽油机有一个双滚筒绞车，该绞车同轴安装有双滚筒——生产滚筒和平衡滚筒，双滚筒由电动机经减速箱带动作往复回转运动。通过生产滚筒中缠绕的钢丝绳带动抽油杆做往复直线运动，驱动井底抽油泵完成抽油工作；平衡滚筒中缠绕的钢丝绳带动平衡块做往复运动，平衡油井中的非有效载荷，使得动力机在往复回转运动中的功率基本相同。

往复回转式抽油机的工作依靠电动机的正反转来完成往复回转运动。电动机的正反转则依靠控制系统来实现。

众所周知，对于小功率的电动机，频繁正反转非常容易实现，而对于大功率的电动机，频繁正反转却非常困难，不但需要配备复杂、庞大、昂贵的配套装置，而且会对电网运行、电机寿命造成严重影响，同时也会大大降低电动机的效率，造成额外的能量损耗。

发明内容

本发明旨在提供一种不同的往复回转式抽油机换向装置，可以克服上述利用电动机直接换向带来的各种问题。

本发明的技术方案如下：

一种机电式抽油机换向器，包括前排行星轮系、后排行星轮系，前排行星轮系、后排行星轮系共用一个行星架(38)；行星架(38)上固定后刹车盘(35)，与常闭式后电磁盘式制动器(34)构成一个刹车装置；前排中心轮(313)上固定前刹车盘(33)，与常闭式前电磁盘式制动器(32)构成另一个刹车装置；输入轴(31)与前排内齿圈(36)、后排中心轮(312)固连，而前排中心轮(313)、行星架(38)则与输入轴(31)空套；后排内齿圈(310)与输出轴(311)固连；前排行星轮(37)同时与前排中心轮(313)、前排内齿圈(36)啮合；后排行星轮(39)同时与后排中心轮(312)、后排内齿圈(310)啮合。

所述的机电式抽油机换向器，抽油机在正常工作期间，采用安装在双滚筒绞车轴上的计数控制器(7)来实现所述换向器的换向时机控制。

本发明涉及的机电式抽油机换向器，主要特点在于：

1、采用双排行星轮系，两个行星排共用一个行星架；有两个电磁盘式制动器。利用安装在抽油机双滚筒轴上的计数控制器发出的控制信号，交替控制两个电磁盘式制动器；两个制动器分别制动前行星排的中心轮和共用的行星架，从而实现输入轴旋向不变的前提下输出轴的正、反向旋转。

2、通过调节计数控制器，可以改变制动器的制动时机，从而改变换向器的换向时机，实现冲程的无级调节。

3、换向器的正、反转传动比不等，可以实现抽油机上、下冲程的运动速度不同，从而满足抽油机工作时上冲程慢、下冲程快的工艺要求。

4.通过安装在抽油机双滚筒轴上的带电磁制动器的联轴器(常闭式)、换向器内部的两个电磁盘式制动器，可以实现在意外情况以及非工作状态下抽油机的安全。

本发明涉及的机电式抽油机换向器安装在电动机与抽油机减速箱之间。电动机维持正常的单向旋转运动，将动力经带电磁制动器的联轴器(常闭式)传给本发明涉及的换向器的输入轴，该换向器则通过安装在双滚筒轴轴端的计数控制器传来的控制信号，交替制动本换向器中的两个电磁盘式制动器，实现本换向器输出轴的正反转，从而实现抽油机的往复直线运动，完成抽油工作。

附图说明

图1是本发明机电式抽油机换向器在往复回转式抽油机的安装位置。

图1中：1.电动机，2.带常闭式电磁制动器的联轴器，3.机电式抽油机换向器，4.联轴器，5.减速箱，6.平衡钢丝绳，7.计数控制器，8.平衡滚筒，9.离合器，10.生产滚筒，11.生产钢丝绳，12.皮带。

图2本发明涉及的机电式抽油机换向器的结构原理示意图。

图2中：31.输入轴，32.常闭式前电磁盘式制动器，33.前刹车盘，34.常闭式后电磁盘式制动器，35.后刹车盘，36.前排内齿圈，37.前排行星轮，38.共用行星架，39.后排行星轮，310.后排内齿圈，311.输出轴，312.后排中心轮，313.前排中心轮。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所涉及的机电式抽油机换向器3安装在往复回转式抽油机的电动机1与减速箱5之间。该机电式抽油机换向器3的输入轴31经带常闭式电磁制动器的联轴器2与电动机1联接，经联轴器4与减速箱5链接。电动机1正常旋转，通过机电式抽油机换向器3输出轴311的正、反转，经减速箱5、皮带12，带动生产滚筒10、平衡滚筒8正、反转。生产滚筒10缠绕或释放生产钢丝绳11，带动抽油机的抽油杆做上、下往复直线运动；平衡滚筒8缠绕或释放平衡钢丝绳6，带动平衡重上、下运动，平衡油井中的非有效载荷，使电动机1在抽油机上、下冲程中的功率基本相同。

如图2所示，机电式抽油机换向器3由双排行星轮系构成，包括前排行星轮系、后排行星轮系。前排行星轮系由前排中心轮313、前排行星轮37、前排内齿圈36及行星架38构成，后排行星轮系由后排中心轮312、后排行星轮39、后排内齿圈310及行星架38构成。行星架38是前排行星轮系和后排行星轮系所共用的。行星架38上固定一个刹车盘35，与常闭式后电磁盘式制动器34构成一个刹车装置。前排中心轮313上固定另一个前刹车盘33，与常闭式前电磁盘式制动器32构成另一个刹车装置。输入轴31与前排内齿圈36、后排中心轮312固连，而前排中心轮313、行星架38则与输入轴31空套。后排内齿圈310与输出轴311固连。前排行星轮37(其数量不少于2个)同时与前排中心轮313、前排内齿圈36啮合；后排行星轮39(其数量不少于2个)同时与后排中心轮312、后排内齿圈310啮合。

本发明的具体工作原理如下：

如图2所示，电动机1带动输入轴31旋转，当常闭式前电磁盘式制动器32制动抱紧前刹车盘33，而常闭式后电磁盘式制动器34松开时，前排中心轮313被制动而不旋转，前排内齿圈36带动前排行星轮37绕前排中心轮313做公转，从而带动共用行星架38旋转，将运动输入给后排行星轮系；与此同时，输入轴31也经后排中心轮312向后排行星轮系输入另外一个运动，后排行星轮系从而可以经后排内齿圈310输出一个与输入轴31旋向相同的转动，带动输出轴311正向旋转，从而经减速箱5、皮带12，带动生产滚筒10缠绕生产钢丝绳11，抽油机完成上冲程。

当常闭式前电磁盘式制动器32松开，而常闭式后电磁盘式制动器34制动抱紧后刹车盘35时，由于前排中心轮313处于自由状态，共用行星架38被制动而不旋转，前排行星轮系不起作用，后排行星轮系变为定轴轮系，输入轴31带动后排中心轮312旋转，经行后排行星轮39带动后排内齿圈310输出一个与输入轴31反向的转动，带动输出轴311反向旋转，从而经减速箱5、皮带12，带动生产滚筒10释放生产钢丝绳11，抽油机完成下冲程。

当断电时，电动机停止运动，常闭式前电磁盘式制动器32、常闭式后电磁盘式制动器34全部制动，常闭式带电磁制动器的联轴器2也制动，则输出轴311被制动，从而经减速箱5、皮带12，使生产滚筒10制动，抽油机抽油杆保持悬持状态，防止井下事故的发生。

通过调节计数控制器7，可以改变常闭式前电磁盘式制动器32、常闭式后电磁盘式制动器34的制动时机，从而改变机电式抽油机换向器3的换向时机，实现抽油机冲程的无级调节。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种机电式抽油机换向器，其特征在于，包括前排行星轮系、后排行星轮系，两个行星轮系共用一个行星架(38)；行星架(38)上固定后刹车盘(35)，与常闭式后电磁盘式制动器(34)构成一个刹车装置；前排中心轮(313)上固定前刹车盘(33)，与常闭式前电磁盘式制动器(32)构成另一个刹车装置；输入轴(31)与前排内齿圈(36)、后排中心轮(312)固连，而前排中心轮(313)、行星架(38)则与输入轴(31)空套；后排内齿圈(310)与输出轴(311)固连；前排行星轮(37)同时与前排中心轮(313)、前排内齿圈(36)啮合；后排行星轮(39)同时与后排中心轮(312)、后排内齿圈(310)啮合。

2.根据权利要求1所述的机电式抽油机换向器，其特征在于，抽油机在正常工作期间，采用安装在双滚筒绞车轴上的计数控制器(7)来实现所述换向器的换向时机控制。

Images