CN103806875A - 双驱非接触传动立式抽油机 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种双驱非接触传动立式抽油机，属机电一体化应用新领域。该机包括置于机架顶平台上的双驱四保险减速机和机架底座上的电动移机装置以及机架下部控制柜内外接传感器的数字智能控制器，其中双驱四保险减速机驱动轮绳槽内披复一端经前动滑轮悬挂油井载荷，另一端经后动滑轮悬挂防坠落平衡重的驱动绳，保护绳槽内固定另一端连接防坠落平衡重的保护绳。该机具有防渗油、基本免维护、非接触传动保护设备、节能环保、安全可靠、智能高效的优点，可广泛应用于立式抽油机采油和其它频繁换向的提升作业。

Description

双驱非接触传动立式抽油机
技术领域
本发明为一种双驱非接触传动立式抽油机，属机电一体化应用新领域。
背景技术
石油是工业的血液，是极其重要的战略物资。由于石油在国民经济和国防建设中难以替代的战略位置，决定了必须用更高效的采油机械尽可能多的开采石油。
采油的主要手段是四连杆游梁式抽油机和天平平衡立式抽油机。据不完全统计，全世界目前有油井约200万口，其中抽油机机械采油约占95％以上。
传统四连杆游梁式抽油机已逾120多年应用历史，具有疲实可靠、经久耐用的的优点。该机型虽不断改进，不断创新，但其结构和原理万变不离其宗，至今仍占机械采油的90％左右，成为机械采油的主导机型。随着人类对节能高效、低碳、环保的需求越来越迫切，各类节能省材、不停机智能调参、安全、环保的天平平衡立式抽油机相继诞生。
上述传统四连杆游梁式抽油机和天平平衡立式抽油机绝大部分通过减速器将电动机输出转速三级减速后实现大扭矩输出。
机械采油中使用的减速器多为轴端对称输出，由于常年24小时交变载荷大扭矩连续运行，常规减速器故障率偏高，而且全部存在渗油漏油现象，影响了采油时率，且维护难度大，亟需性能更优越的减速设备优化采油机械。
发明内容
针对上述抽油机减速设备存在的不足，本发明的目的是打破传统设计理念，发明一种永不漏油，保险系数更大，基本免维护的机电一体化双驱非接触传动立式抽油机，实现抽油机技术的更新换代。
本发明的技术解决方案是：
所述的双驱非接触传动立式抽油机包括置于机架(4)顶平台上的双驱四保险减速机(1)和机架(4)底座上的电动移机装置(8)以及机架(4)下部控制柜内外接传感器(5)的数字智能控制器(7)，其中双驱四保险减速机(1)驱动轮(10)绳槽内披复一端经前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一端经后动滑轮(6)悬挂防坠落平衡重(9)的驱动绳(3)，保护绳槽内固定另一端连接防坠落平衡重(9)的保护绳。
所述的双驱四保险减速机(1)包括用同一条驱动轮(10)式空心输出轴和同一条置于驱动轮(10)式空心输出轴中心的输入轴(18)对称串联的2台起双保险作用的同规格减速机(11)以及输入轴(18)两端与双驱电动机(13)非接触传动的2台永磁联轴器(12)，其中减速机(11)箱体内输入轴(18)两端设置的一级减速齿轮与从动盘为二合一齿轮(15)，其两侧各对称啮合两组起双保险作用的同轴大小减速齿轮(16)，同轴大小减速齿轮(16)与固定在驱动轮(10)式输出轴上的二级减速齿轮(17)啮合，驱动轮(10)式输出轴与减速机(11)箱体密封部位设置防渗回流孔(19)。
所述的电动移机装置(8)包括固定在机架底座四周骑在基础预埋轨道上的设有螺杆或千斤顶微升降机构的限位滚轮、电动减速装置，其中限位主动滚轮用万向轴与电动减速装置联接，并预设断电棘轮或螺杆手动牵引装置。
所述的防坠落平衡重(9)包括基础平衡重与其上部的吊耳，以及用吊耳销轴固定的带长销孔和活动刹车块的对称刹车臂，该对称刹车臂与基础平衡重内设置的预紧弹簧三线汇于一点与后动滑轮(6)悬挂，并与故障随机制动的电磁刹车(14)互相联动实现双保险制动保护。
所述的永磁联轴器结构最少为以下三种类型之一：
第一种为图3所示的主动盘(20)和从动盘(21)盘面外环上按N、S极顺序对称交互密集或分散排列偶数强磁体(22)的同步式永磁联轴器，主动盘(20)外缘设置拆装调节螺杆(23)；
第二种为图4所示的永磁吸盘(24)和从动吸盘(25)盘面外环上设置独立磁极总成或偶数组合磁极总成(26)的吸盘式永磁联轴器，其中磁极总成(26)包括置于环形磁轭中用隔板隔开的固定强磁体和活动强磁体，固定强磁体底部设置导磁极头，活动强磁体顶部设置磁力线叠加或短路闭合的活动柱销；
第三种为在永磁同步联轴器的的基础上，主动盘(20)或从动盘(21)上的强磁体(22)改为铜环，靠涡流感应产生扭矩的涡流式永磁联轴器。
所述的驱动轮(10)为驱动、失载保护二合一轴式驱动轮，其绳槽内镶嵌耐磨降噪可更换的橡胶块，前动滑轮(2)和后动滑轮(6)为无油自润滑MC尼龙轮，驱动绳(3)为抗疲劳防锈钢丝绳或高强度有机合成材料，其与油井载荷和防坠落平衡重(9)的连接方式为以下三种类型之一：
第一种为驱动绳(3)披复在驱动轮(10)绳槽内，其一端悬挂油井载荷，另一端悬挂防坠落平衡重(9)，实现三级减载摩擦传动；
第二种为驱动绳(3)披复在驱动轮(10)绳槽内，其一端通过前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一端通过后动滑轮(6)悬挂防坠落平衡重(9)，实现多级减载摩擦传动；
第三种为驱动绳(3)一分为二，其中一条驱动绳死绳头固定在驱动轮(10)绳槽内，活绳头直接悬挂油井载荷或通过前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一条驱动绳死绳头与第一条呈相反方向固定在驱动轮(10)绳槽内，活绳头直接悬挂防坠落平衡重(9)或通过后动滑轮(6)悬挂坠落平衡重(9)，实现三级或多级减载同步传动。
采用以上技术方案，本发明不但从根本上杜绝了常规减速器渗漏油弊端，解决了其故障率高、维护难度大的难题，而且由于非接触传递扭矩，彻底克服了立式抽油机频繁换向对设备造成的损坏，实现了机采设备的简化优化。
附图说明
图1为双驱非接触传动立式抽油机结构示意图；
图2为图1的双驱四保险减速机结构示意图；
图3为图1的同步式永磁联轴器结构示意图；
图4为图1的吸盘式永磁联轴器结构示意图；
图中：1.双驱四保险减速机；2.前动滑轮；3.驱动绳；4.机架；5.传感器；6.后动滑轮；7.数字智能控制器；8.电动移机装置；9.防坠落平衡重；10.驱动轮；11.减速机；12.永磁联轴器；13.电动机；14.电磁刹车；15.二合一齿轮；16.同轴大小减速齿轮；17.二级减速齿轮；18.输入轴；19.防渗回流孔；20.主动盘；21.从动盘；22.强磁体；23.调节螺杆；24.永磁吸盘；25.从动吸盘；26.磁极总成。
具体实施方式
如图1所示：本发明双驱非接触传动立式抽油机包括置于机架(4)顶平台上的双驱四保险减速机(1)和机架(4)底座上的电动移机装置(8)以及机架(4)下部控制柜内外接传感器(5)的数字智能控制器(7)，其中双驱四保险减速机(1)驱动轮(10)绳槽内披复一端经前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一端经后动滑轮(6)悬挂防坠落平衡重(9)的驱动绳(3)，保护绳槽内固定另一端连接防坠落平衡重(9)的保护绳。
所述的双驱四保险减速机(1)包括用同一条驱动轮(10)式空心输出轴和同一条置于驱动轮(10)式空心输出轴中心的输入轴(18)对称串联的2台起双保险作用的同规格减速机(11)以及输入轴(18)两端与双驱电动机(13)非接触传动的2台永磁联轴器(12)，其中减速机(11)箱体内输入轴(18)两端设置的一级减速齿轮与从动盘为二合一齿轮(15)，其两侧各对称啮合两组起双保险作用的同轴大小减速齿轮(16)，同轴大小减速齿轮(16)与固定在驱动轮(10)式输出轴上的二级减速齿轮(17)啮合，驱动轮(10)式输出轴与减速机(11)箱体密封部位设置防渗回流孔(19)。
所述的电动移机装置(8)包括固定在机架底座四周骑在基础预埋轨道上的设有螺杆或千斤顶微升降机构的限位滚轮、电动减速装置，其中限位主动滚轮用万向轴与电动减速装置联接，并预设断电棘轮或螺杆手动牵引装置。
所述的防坠落平衡重(9)包括基础平衡重与其上部的吊耳，以及用吊耳销轴固定的带长销孔和活动刹车块的对称刹车臂，该对称刹车臂与基础平衡重内设置的预紧弹簧三线汇于一点与后动滑轮(6)悬挂，并与故障随机制动的电磁刹车(14)互相联动实现双保险制动保护。
所述的永磁联轴器为图3所示的主动盘(20)和从动盘(21)盘面外环上按N、S极顺序对称交互密集或分散排列偶数强磁体(22)的同步式永磁联轴器，主动盘(20)外缘设置拆装调节螺杆(23)。
所述的驱动轮(10)为驱动、失载保护二合一轴式驱动轮，其绳槽内镶嵌耐磨降噪可更换的橡胶块，前动滑轮(2)和后动滑轮(6)为无油自润滑MC尼龙轮，驱动绳(3)为抗疲劳防锈钢丝绳或高强度有机合成材料，其与油井载荷和防坠落平衡重(9)的连接方式为驱动绳(3)披复在驱动轮(10)绳槽内，其一端通过前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一端通过后动滑轮(6)悬挂防坠落平衡重(9)，实现多级减载摩擦传动。
所述的双驱非接触传动立式抽油机设计参数为：
最大提升载荷：140kn；
电动机功率：37kw；
冲程：1-6m无级调节；
冲次：0-5r/min无级调节；
整机重量：15000kg；
外型尺寸：2.5×1.6×9(m)。

Claims (6)

1.一种双驱非接触传动立式抽油机，其特征在于：该机包括置于机架(4)顶平台上的双驱四保险减速机(1)和机架(4)底座上的电动移机装置(8)以及机架(4)下部控制柜内外接传感器(5)的数字智能控制器(7)，其中双驱四保险减速机(1)驱动轮(10)绳槽内披复一端经前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一端经后动滑轮(6)悬挂防坠落平衡重(9)的驱动绳(3)，保护绳槽内固定另一端连接防坠落平衡重(9)的保护绳。
2.根据权利要求1所述的双驱非接触传动立式抽油机，其特征在于：所述的双驱四保险减速机(1)包括用同一条驱动轮(10)式空心输出轴和同一条置于驱动轮(10)式空心输出轴中心的输入轴(18)对称串联的2台起双保险作用的同规格减速机(11)以及输入轴(18)两端与双驱电动机(13)非接触传动的2台永磁联轴器(12)，其中减速机(11)箱体内输入轴(18)两端设置的一级减速齿轮与从动盘为二合一齿轮(15)，其两侧各对称啮合两组起双保险作用的同轴大小减速齿轮(16)，同轴大小减速齿轮(16)与固定在驱动轮(10)式输出轴上的二级减速齿轮(17)啮合，驱动轮(10)式输出轴与减速机(11)箱体密封部位设置防渗回流孔(19)。
3.根据权利要求1所述的双驱非接触传动立式抽油机，其特征在于：所述的电动移机装置(8)包括固定在机架底座四周骑在基础预埋轨道上的设有螺杆或千斤顶微升降机构的限位滚轮、电动减速装置，其中限位主动滚轮用万向轴与电动减速装置联接，并预设断电棘轮或螺杆手动牵引装置。
4.根据权利要求1所述的双驱非接触传动立式抽油机，其特征在于：所述的防坠落平衡重(9)包括基础平衡重与其上部的吊耳，以及用吊耳销轴固定的带长销孔和活动刹车块的对称刹车臂，该对称刹车臂与基础平衡重内设置的预紧弹簧三线汇于一点与后动滑轮(6)悬挂，并与故障随机制动的电磁刹车(14)互相联动实现双保险制动保护。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的双驱非接触传动立式抽油机，其特征在于：所述的永磁联轴器结构最少为以下三种类型之一：
第一种为主动盘(20)和从动盘(21)盘面外环上按N、S极顺序对称交互密集或分散排列偶数强磁体(22)的同步式永磁联轴器，主动盘(20)外缘设置拆装调节螺杆(23)；
第二种为永磁吸盘(24)和从动吸盘(25)盘面外环上设置独立磁极总成或偶数组合磁极总成(26)的吸盘式永磁联轴器，其中磁极总成(26)包括置于环形磁轭中用隔板隔开的固定强磁体和活动强磁体，固定强磁体底部设置导磁极头，活动强磁体顶部设置磁力线叠加或短路闭合的活动柱销；
第三种为在永磁同步联轴器的的基础上，主动盘(20)或从动盘(21)上的强磁体(22)改为铜环，靠涡流感应产生扭矩的涡流式永磁联轴器。
6.根据权利要求1所述的双驱非接触传动立式抽油机，其特征在于：所述的驱动轮(10)为驱动、失载保护二合一轴式驱动轮，其绳槽内镶嵌耐磨降噪可更换橡胶块，前动滑轮(2)和后动滑轮(6)为无油自润滑MC尼龙轮，驱动绳(3)为抗疲劳防锈钢丝绳或高强度有机合成材料，其与油井载荷和防坠落平衡重(9)的连接方式为以下三种类型之一：
第一种为驱动绳(3)披复在驱动轮(10)绳槽内，其一端悬挂油井载荷，另一端悬挂防坠落平衡重(9)，实现三级减载摩擦传动；
第二种为驱动绳(3)披复在驱动轮(10)绳槽内，其一端通过前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一端通过后动滑轮(6)悬挂防坠落平衡重(9)，实现多级减载摩擦传动；
第三种为驱动绳(3)一分为二，其中一条驱动绳死绳头固定在驱动轮(10)绳槽内，活绳头直接悬挂油井载荷或通过前动滑轮(2)悬挂油井载荷，另一条驱动绳死绳头与第一条呈相反方向固定在驱动轮(10)绳槽内，活绳头直接悬挂防坠落平衡重(9)或通过后动滑轮(6)悬挂坠落平衡重(9)，实现三级或多级减载同步传动。
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