CN103397870A - 塔架式抽油机 - Google Patents

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本发明公开了一种塔架式抽油机。塔架安装在井口的底座上,塔架的顶部形成用于安装各种设备的平台。平台的投影面积大于塔架的投影面积,平台上布置有电机、传动机构、绳轮,在绳轮上缠绕有钢丝绳,钢丝绳的中部固定在绳轮上,钢丝绳的一端连接配重,另一端跨过导轮连接悬绳器,悬绳器连接到抽油光杆。平台的突出于塔架的底面边缘设置支撑杆,支撑杆一端支撑在平台的底面边缘,另一端支撑在塔架上。电机的输出轴连接到传动机构,通过传动机构将动力传到绳轮,电机、传动机构、绳轮成直线式排列。

Description

塔架式抽油机
技术领域
本发明涉及一种塔架式抽油机,属于石油开采领域。
背景技术
石油开采领域需要使用将石油从地下抽到地面,抽油机是油田广泛应用的抽油设备。带有游梁的抽油机是一种广泛应用的传统抽油机,俗称“磕头机”,随着技术的进步,近些年来出现了很多其他形式的无游梁抽油机,塔架式数控抽油机就是其中的一种。
塔架式数控抽油机是机电一体化的抽油机,冲程长、冲次低,结合了现代机械制造技术、控制技术、功率电子技术与机电一体化技术,由控制系统驱动电机运行,通过组合减速传动使抽油机的动力源和终端负载作换向运动,拖动抽油杆上下往复运行,抽油杆和配重形成了平衡,相互不断地交换储存和释放势能,实现了运行时的平衡,使机械效率能达到90%以上,与传统的游梁式抽油机相比节能效果显著。塔架式抽油机主要包括塔架、平台、电机、传动机构、绳轮、导轮、配重、悬绳器等部分,具体设置形式各有不同,目前的设计中仍需优化以进一步提高整个抽油机的协调性和效率。而且在这种抽油机上,钢丝绳及绳轮连续运转,容易出现疲劳、磨损等的问题,改善钢丝绳和绳轮以及二者之间的配合,提高钢丝绳的使用寿命,能够保证抽油机的正常运行,使维护和修理的周期更长,降低生产维护成本,提高生产效率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种塔架式抽油机,主要包括塔架、平台、电机、传动机构、绳轮、导轮、配重、悬绳器以及数控装置。
塔架安装在井口的底座上,塔架的顶部形成用于安装各种设备的平台。平台的投影面积大于塔架的投影面积,平台上布置有电机、传动机构、绳轮,在绳轮上缠绕有钢丝绳,钢丝绳的中部固定在绳轮上,钢丝绳的一端连接配重,另一端跨过导轮连接悬绳器,悬绳器连接到抽油光杆。平台的突出于塔架的底面边缘设置支撑杆,支撑杆一端支撑在平台的底面边缘,另一端支撑在塔架上。电机的输出轴连接到传动机构,通过传动机构将动力传到绳轮,电机、传动机构、绳轮成直线式排列。电机采用开关磁阻调速换向电机,传动机构包括减速机构。
绳轮上设有衬垫槽,衬垫槽内设置聚氨酯绳槽衬垫,聚氨酯绳槽衬垫为空心圆筒形,其内径与绳轮的外径相等,绳轮一端形成具有用于限定聚氨酯绳槽衬垫安装位置的环形凸台。聚氨酯非常耐磨,能够提高衬垫的寿命,也大大增加了钢丝绳的使用寿命。衬垫上开有用于容纳钢丝绳的绳槽,底部呈半圆形,直径为钢丝绳直径的1.00-1.05倍,侧壁为与半圆形底部相连且与半圆形底部所在的圆相切的直壁,侧壁的上端设置倒角,绳槽的深度大于钢丝绳直径的0.6倍,绳槽的直径等于或略大于钢丝绳的直径有利于防止钢丝绳在重载下的变形;聚氨酯绳槽衬垫上加工有菱形槽纹,有助于与钢丝绳配合,延长钢丝绳的寿命。聚氨酯绳槽衬垫可拆卸地安装到绳轮上的衬垫槽上,在聚氨酯绳槽衬垫轴向两端采用环圈形压板将聚氨酯绳槽衬垫压在衬垫槽中,螺钉穿过环圈形压板和聚氨酯绳槽衬垫拧入绳轮。在绳轮中间固定钢丝绳用的螺钉穿过衬垫而在绳轮中部固定衬垫,聚氨酯绳槽衬垫上的绳槽呈螺旋形,以配合钢丝绳的卷绕。这种固定方式成本低,固定操作简单,便于衬垫的更换,固定效果可靠,避免了绳轮的频繁更换。导轮上也可以用同样的方式设置聚氨酯绳槽衬垫,只是聚氨酯绳槽衬垫上只有一个用于容纳钢丝绳的环形绳槽。
钢丝绳包括1个中心绳股和9个外层绳股,在中心绳股和外层绳股之间设有芳纶纤维,芳纶纤维填充在中心绳股和外层绳股之间的间隙中。中心绳股由一个核心钢丝绳股和9个中间钢丝绳股以及芳纶纤维组成,核心钢丝绳股由10根钢丝组成,1根粗钢丝位于中心位置,9根细钢丝均布于中心钢丝的圆周;中间钢丝绳股由7根钢丝组成,1根钢丝位于中心位置,6根钢丝均布于中心钢丝的圆周;在核心钢丝绳股和其外周的中间钢丝绳股之间设有芳纶纤维,芳纶纤维填充在核心钢丝绳股和其外周的中间钢丝绳股之间的间隙。每个外层绳股由25根钢丝组成,1根钢丝位于中心位置,6根内层钢丝均布于中心钢丝的圆周,6根细钢丝均布于6根内层钢丝之间的外侧凹部,12根钢丝均布于外层。外层绳股通过滚压或模具挤压方法成为紧密股,采用紧密股的钢丝绳充填系数较高,破断拉力大为提高,有较高的抗磨损能力和抗挤压能力。芳纶纤维具有高于钢丝的强度,还具有很好的韧性,耐酸碱、重量轻,结合到钢丝绳中能填充钢丝绳股之间的间隙,减小钢丝绳在受力状态下的变形,增强钢丝绳的强度,防止钢丝绳股之间的摩擦造成的磨损,使钢丝绳更加耐用。经过试验,上述钢丝绳股的设置方式与芳纶的设置方式所形成的钢丝绳的各项性能较普通钢丝绳大大提高。
附图说明
参照下面的详细描述和附图,本发明的优点对于本领域技术人员来说会变得很清楚,其中:
图1为塔架式数控抽油机的整体侧视示意图。
图2为绳轮的局部剖视图。
图3为钢丝绳的横截面示意图。
图4为核心钢丝绳股的横截面示意图。
图5为中间钢丝绳股的横截面示意图。
图6为外层绳股的横截面示意图。
附图只是示意性的,不是按比例的。本发明的范围部限于附图所详细描述的特定形式,本发明覆盖所有落入由权利要求限定的本发明的各种修改、等效和替代方案。
具体实施方式
图1显示了塔架式数控抽油机的大体结构,关于数控装置部分未图示。塔架1安装在井口的底座上,塔架1的顶部形成用于安装各种设备的平台2。平台2的投影面积大于塔架1的投影面积,平台上布置有电机3、传动机构4、绳轮5,在绳轮5上缠绕有钢丝绳6,钢丝绳6的中部固定在绳轮5上,钢丝绳6的一端连接配重7,另一端跨过导轮(未图示)连接悬绳器8,悬绳器8连接到光杆。平台2的突出于塔架的底面边缘设置支撑杆,支撑杆一端支撑在平台的底面边缘,另一端支撑在塔架上。电机3的输出轴连接到传动机构4,通过传动机构4将动力传到绳轮5,电机3、传动机构4、绳轮5成直线式排列。电机3采用开关磁阻调速换向电机,传动机构4包括减速机构。
绳轮5上设有衬垫槽10,衬垫槽10内设置聚氨酯绳槽衬垫12,聚氨酯绳槽衬垫12为空心圆筒形,其内径与绳轮的外径相等,绳轮一端形成具有用于限定聚氨酯绳槽衬垫安装位置的环形凸台。聚氨酯非常耐磨,能够提高衬垫的寿命,也大大增加了钢丝绳的使用寿命,衬垫12上开有用于容纳钢丝绳的绳槽11,底部呈半圆形,直径为钢丝绳直径的1.00-1.05倍,侧壁为与半圆形底部相连且与半圆形底部所在的圆相切的直壁,侧壁的上端设置倒角,绳槽的深度大于钢丝绳直径的0.6倍,绳槽的直径等于或略大于钢丝绳的直径有利于防止钢丝绳在重载下的变形;聚氨酯绳槽衬垫上加工有菱形槽纹,有助于与钢丝绳配合,延长钢丝绳的寿命。聚氨酯绳槽衬垫可拆卸地安装到绳轮上的衬垫槽10上,在聚氨酯绳槽衬垫轴向两端采用环圈形压板14将聚氨酯绳槽衬垫压在衬垫槽10中,螺钉13穿过环圈形压板14和聚氨酯绳槽衬垫12拧入绳轮。在绳轮中间固定钢丝绳用的螺钉穿过衬垫而在绳轮中部固定衬垫,聚氨酯绳槽衬垫上的绳槽呈螺旋形,以配合钢丝绳的卷绕。这种固定方式成本低,固定操作简单,便于衬垫的更换,固定效果可靠,可更换衬垫的使用避免了绳轮的频繁更换,降低了抽油机的维护成本。导轮上也可以用同样的方式设置聚氨酯绳槽衬垫,只是聚氨酯绳槽衬垫上只有一个用于容纳钢丝绳的环形绳槽。
钢丝绳包括1个中心绳股21和9个外层绳股22,在中心绳股和外层绳股之间设有芳纶纤维23,芳纶纤维23填充在中心绳股和外层绳股之间的间隙中。中心绳股由一个核心钢丝绳股和9个中间钢丝绳股以及芳纶纤维组成,核心钢丝绳股由10根钢丝组成,1根粗钢丝位于中心位置,9根细钢丝均布于中心钢丝的圆周;中间钢丝绳股由7根钢丝组成,1根钢丝位于中心位置,6根钢丝均布于中心钢丝的圆周;在核心钢丝绳股和其外周的中间钢丝绳股之间设有芳纶纤维,芳纶纤维填充在核心钢丝绳股和其外周的中间钢丝绳股之间的间隙。每个外层绳股由25根钢丝组成,1根钢丝位于中心位置,6根内层钢丝均布于中心钢丝的圆周,6根细钢丝均布于6根内层钢丝之间的外侧凹部,12根钢丝均布于外层。外层绳股通过滚压或模具挤压方法成为紧密股,采用紧密股的钢丝绳充填系数较高,破断拉力大为提高,有较高的抗磨损能力和抗挤压能力。芳纶纤维具有高于钢丝的强度,还具有很好的韧性,耐酸碱、重量轻,结合到钢丝绳中能填充钢丝绳股之间的间隙,减小钢丝绳在受力状态下的变形,增强钢丝绳的强度,防止钢丝绳股之间的摩擦造成的磨损,使钢丝绳更加耐用。经过试验,上述钢丝绳股的设置方式与芳纶的设置方式所形成的钢丝绳的各项性能较普通钢丝绳大大提高。
通过阅读本发明的说明书,对本发明各方面的修改和实施例的替换对于本领域技术人员来说都是显而易见的,都没有脱离本发明的范围。 

Claims (4)

1.一种塔架式抽油机,主要包括塔架、平台、电机、传动机构、绳轮、导轮、配重、悬绳器以及数控装置;其特征在于:塔架(1)安装在井口的底座上,塔架(1)的顶部形成用于安装各种设备的平台(2),平台(2)的投影面积大于塔架的投影面积,平台上布置有电机(3)、传动机构(4)、绳轮(5),在绳轮(5)上缠绕有钢丝绳(6),钢丝绳(6)的中部固定在绳轮(5)上,钢丝绳(6)的一端连接配重(7),另一端跨过导轮连接悬绳器(8),悬绳器(80连接到抽油光杆;平台(2)的突出于塔架的底面边缘设置支撑杆,支撑杆一端支撑在平台的底面边缘,另一端支撑在塔架上;电机(3)的输出轴连接到传动机构(4),通过传动机构(4)将动力传到绳轮(5),电机(3)、传动机构(4)、绳轮(5)成直线式排列。
2. 根据权利要求1所述的塔架式抽油机,其特征在于:电机(3)采用开关磁阻调速换向电机,传动机构(4)包括减速机构。
3.根据权利要求2所述的塔架式抽油机,其特征在于:绳轮(5)上设有衬垫槽(10),衬垫槽(10)内设置聚氨酯绳槽衬垫(12),聚氨酯绳槽衬垫(12)为空心圆筒形,其内径与绳轮(5)的外径相等,绳轮一端形成具有用于限定聚氨酯绳槽衬垫安装位置的环形凸台,衬垫(12)上开有用于容纳钢丝绳的绳槽(11),底部呈半圆形,直径为钢丝绳直径的1.00-1.05倍,侧壁为与半圆形底部相连且与半圆形底部所在的圆相切的直壁,侧壁的上端设置倒角,绳槽的深度大于钢丝绳直径的0.6倍;聚氨酯绳槽衬垫上加工有菱形槽纹;聚氨酯绳槽衬垫可拆卸地安装到绳轮上的衬垫槽(10)上,在聚氨酯绳槽衬垫轴向两端采用环圈形压板(14)将聚氨酯绳槽衬垫压在衬垫槽(10中,螺钉(13)穿过环圈形压板(14)和聚氨酯绳槽衬垫(12)拧入绳轮;在绳轮中间固定钢丝绳用的螺钉穿过衬垫而在绳轮中部固定衬垫,聚氨酯绳槽衬垫上的绳槽呈螺旋形,以配合钢丝绳的卷绕;钢丝绳(6)包括1个中心绳股(21)和9个外层绳股(22),在中心绳股和外层绳股之间设有芳纶纤维(23),芳纶纤维(23)填充在中心绳股(21)和外层绳股(22)之间的间隙中;中心绳股由一个核心钢丝绳股和9个中间钢丝绳股以及芳纶纤维组成;核心钢丝绳股由10根钢丝组成,1根粗钢丝位于中心位置,9根细钢丝均布于中心钢丝的圆周;中间钢丝绳股由7根钢丝组成,1根钢丝位于中心位置,6根钢丝均布于中心钢丝的圆周;在核心钢丝绳股和其外周的中间钢丝绳股之间设有芳纶纤维,芳纶纤维填充在核心钢丝绳股和其外周的中间钢丝绳股之间的间隙;每个外层绳股由25根钢丝组成,1根钢丝位于中心位置,6根内层钢丝均布于中心钢丝的圆周,6根细钢丝均布于6根内层钢丝之间的外侧凹部,12根钢丝均布于外层;外层绳股通过滚压或模具挤压方法成为紧密股。
4.根据权利要求3所述的塔架式抽油机,其特征在于:在导轮上设置聚氨酯绳槽衬垫,聚氨酯绳槽衬垫上只有一个用于容纳钢丝绳的环形绳槽。
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