CN105275433B - 一种卷扬式采油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卷扬式采油装置，属于油田采油设备的一种。一种卷扬式采油设备由动力驱动装置、卷筒总成、传动装置、调节装置、固定部件和井架组成；电磁制动三相异步电机与变速箱联接构成减速电机；减速电机侧输出轴上安装小齿轮，卷筒外挂大齿轮，小齿轮和大齿轮为齿合传动；利用滑轨调节来调节卷筒位置使其切线与井口对中；当卷筒切线与井口对中时，固定部件使基座与底座连接固定；支架以螺栓固定在井架下部；支架上安装两个导向轮；底座固定在井架的平台上，并使卷筒对称轴线过两导向轮之间的通孔，且两导向轮中心点到卷筒两挡边的夹角不超过6度。该装置可以省略排绳装置和液压制动装置，使采油设备结构简单，成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种采油设备，尤其涉及一种塔架卷扬式采油装置。
背景技术
油田采油设备种类较多，各种采油设备都有优缺点，但在油田采油设备购置竞标中，在能满足生产要求前提下，设备制造成本是决定因数，这就促使设备研发制造厂家要不断地对现有设备进行技术改造，最大程度地降低设备成本，以便在竞标中处于有利地位。
发明内容
本发明的目的就是为了最大限度地降低设备的制造成本，提供一种结构简单、成本较低的一种卷扬式采油装置。
一种卷扬式采油装置，由动力驱动装置、卷筒总成、传动装置、调节装置、固定部件和井架组成；卷筒总成由卷筒、轴承总成、轴承座组成；卷筒的轴承总成以螺栓固定在轴承座上；
动力驱动装置由电磁制动三相异步电机与变速箱联接构成减速电机；
传动装置为齿轮传动，由大齿轮和小齿轮组成；大齿轮以键和螺母固定在卷筒的轴上，减速电机的输出轴上固定安装小齿轮，轴承座、减速电机以螺栓固定在基座上，且使小齿轮与大齿轮齿合；
调节装置调节卷筒的位置，使卷筒的切线与井口对中。调节装置可为滑轨调节；滑轨调节的结构是：在基座的底面上平行焊接两道条状电木板滑轨，基座置于底座上；滑动牵引装置与基座和底座连接，牵引基座在底座上沿滑轨前后移动；
滑动牵引装置由丝杠、螺母、车有螺纹孔的铁件组成；车有螺纹孔的铁件用螺栓固定在基座的横档的底面上；在底座的横梁上，与铁件的螺纹孔正对处开有通孔，螺母与通孔同心且焊接在底座的横梁的外侧面上；丝杠穿入螺母、通孔及铁件的螺纹孔内；
固定部件用于将调节好卷筒位置的基座与底座固定；固定部件可为L型弯板；在基座的滑轨上平面上焊接带螺栓孔的固定件，L型弯板的侧面车有两排螺纹孔，L型弯板的底面上车有一排螺纹孔；调节卷筒位置，拧紧L型弯板侧面第一排螺栓，将L型弯板固定在基座上，拧紧L型弯板侧面第二排螺栓，将基座和底座横向固定；拧紧L型弯板底面上的螺栓将基座和底座纵向固定；
支架以螺栓连接固定在井架的下部；支架的两支耳上并列安装两个导向轮；底座直接或螺栓固定在井架的平台上，且使卷筒对称的切线过两导向轮之间的通孔，且两导向轮中心点到卷筒两挡边的夹角不超过6度。
所述的传动装置可为行星减速机传动；电磁制动三项异步电机的输出轴上安装小皮带轮，小皮带轮与大皮带轮皮带传动，带动大皮带轮转动，大皮带轮通过键与齿轮轴连接，齿轮轴与行星减速机的太阳轮的轴连接，带动太阳轮转动，太阳轮与行星轮齿合，使行星轮绕自己的行星轴转动，行星轮与齿圈齿合，带动齿圈转动，齿圈与卷筒以螺栓连接固定在一起，当齿圈旋转时，卷筒也开始旋转，并且绕着安装在支架上的轴承转动；防尘罩、机罩总成通过螺栓与支架连接。
所述的小皮带轮与大皮带轮的皮带传动亦可为齿轮传动；即，电磁制动三项异步电机的输出轴上安装小齿轮，大齿轮安装在齿轮轴上，小齿轮与大齿轮齿合。
所述的调节装置可为旋转调节，旋转调节的结构为：在基座和底座上分别焊接上连接盘和下连接盘，在基座和底座上对应车有螺栓孔和定位孔；带有轴承的螺栓置于螺栓孔内，以螺母固定；基座以螺栓为轴可在底座上旋转，当卷筒的切线与井口对中时，将定位销插入定位孔内，将基座固定在底座上；
所述的井架的平台上安装定滑轮，既，定滑轮的轴承总成安装在轴承座上，轴承座与定滑轮支撑座以螺栓连接；定滑轮支撑座以螺栓连接固定在井架的平台上；基座和底座以固定部件连接在一起后置于地面上，与井架相距一定距离，且卷筒关于定滑轮对称，定滑轮的中点到卷筒两挡边的夹角不超过6度。
本发明的优点是结构简单，制造成本低，可与其他设备组合使用，完成采油生产任务。
附图说明
图1是本发明一种卷扬式采油装置的调节装置为滑轨调节的主视图；
图2是本发明一种卷扬式采油装置的调节装置为滑轨调节的侧视图；
图3是本发明一种卷扬式采油装置的调节装置为滑轨调节的俯视图；
图4是本发明一种卷扬式采油装置的调节装置为旋转调节的主视图；
图5是本发明一种卷扬式采油装置的调节装置为旋转调节的侧视图；
图6是本发明一种卷扬式采油装置的调节装置为旋转调节的俯视图；
图7是本发明一种卷扬式采油装置的皮带传动式行星减速机驱动卷筒的剖视图；
图8是本发明一种卷扬式采油装置的皮带传动式行星减速机驱动卷筒的主视图；
图9是本发明一种卷扬式采油装置的齿轮传动式行星减速机驱动卷筒的剖视图；
图10是本发明一种卷扬式采油装置的齿轮传动式行星减速机驱动卷筒的主视图
图11是本发明一种卷扬式采油装置的底座置于地面时的结构示意图。
具体实施方式：
参见图1、图2、图3，一种卷扬式采油装置，由动力驱动装置、卷筒总成、传动装置、卷筒调节装置、固定部件和井架组成；卷筒总成由卷筒4、轴承总成3、轴承座15组成；卷筒4的轴承总成3以螺栓固定在轴承座15上；
动力驱动装置由电磁制动三相异步电机1与变速箱2联接构成减速电机；
传动装置为齿轮传动，由大齿轮11和小齿轮12组成；大齿轮11以键和螺母固定在卷筒4的轴上，减速电机的输出轴上固定安装小齿轮12，轴承座15、减速电机以螺栓固定在基座5上，且使小齿轮12与大齿轮11齿合。
所述的电磁制动三相异步电机1可为开关磁阻电机。
使用电磁制动三相异步电机1或开关磁阻电机的好处是可利用该种电机的电磁离合器实现电磁制动，通过制动减速电机输出轴来制动轴上的小齿轮12，从而制动卷筒4，可省略制动卷筒的液压制动装置，简化采油设备的组成部件。
调节装置的作用是调节卷筒4的位置，使卷筒4的切线与井口对中；
调节装置可为滑轨调节，滑轨调节的结构是：在基座5的底面、底座16的上面对应分别平行焊接两道条状玻璃钢滑轨28、14，基座5的滑轨28与底座16上的滑轨14对正，将基座5置于底座16上；滑动牵引装置与基座5和底座16连接，牵引基座5在底座16上前后移动；
滑动牵引装置由丝杠10、螺母18、车有螺纹孔的铁件19组成；车有螺纹孔的铁件19用螺栓17固定在基座5的横档20的底面上；在底座16的横梁21上，与铁件19的螺纹孔正对处开有通孔，螺母18与通孔同心且焊接在底座16的横梁21的外侧面上；丝杠10穿入螺母18、通孔及铁件19的螺纹孔内；通过丝杆10上扣或卸扣，可牵动基座5在底座16上前后移动，卷筒4的切线与井口对中时，也就是说当穿过两个导向轮8之间通孔的柔性抽油绳垂直时，停止调节丝杠10；
固定部件用于将调节好卷筒4位置的基座5与底座16固定；固定部件为L型弯板6；在基座5的滑轨28上平面上焊接带螺栓孔的固定件29，L型弯板6的侧面车有两排螺纹孔，L型弯板6的底面上车有一排螺纹孔；调节卷筒4位置，拧紧L型弯板6侧面第一排螺栓27，将L型弯板6固定在基座5上，拧紧L型弯板6侧面第二排螺栓26，将基座5和底座16横向固定；拧紧L型弯板6底面上的螺栓7将基座5和底座16纵向固定；
采用L型弯板6的好处是便于固定安装、固定效果好和作业方便。
支架以螺栓连接固定在井架9的下部；支架的两支耳上并列安装两个导向轮8；支架以螺栓连接的好处是便于修井作业时拆卸；根据油井作业要求，支架需距离井口一定高度，例如，距离井口1.6米；
底座16焊接或螺栓固定在井架9的平台上，而且使卷筒4的对称的切线过两导向轮8之间的通孔，且两导向轮8间的中心点到卷筒4两挡边的夹角不超过6度；这种位置结构的要求是保证柔性抽油绳能在卷筒4上只缠绕一层时，可自动排绳，从而省略排绳装置。
参见图4，图5，图6，所述的调节装置可为旋转调节，旋转调节的结构为：基座5上焊接上连接盘45，在底座16上焊接下连接盘46；在底座16、基座5上对应分别车有螺栓孔和定位孔；带有轴承43的螺栓42置于螺栓孔内，以螺母固定；基座5以螺栓42为轴可在底座16上旋转，当卷筒4切线与井口对中时，将定位销32插入定位孔内，将基座5固定在底座16上。
参见图7、图8，所述的传动装置可为行星减速机传动；电磁制动三项异步电机1的输出轴上安装小皮带轮30，小皮带轮30与大皮带轮31皮带传动，带动大皮带轮31转动，大皮带轮31通过键与齿轮轴32连接，齿轮轴32与行星减速机的太阳轮33的轴连接，带动太阳轮33转动，太阳轮33与行星轮34齿合，使行星轮34绕自己的行星轴35转动，行星轮34与齿圈36齿合，带动齿圈36转动，齿圈36与卷筒4以螺栓37连接固定在一起，当齿圈36旋转时，卷筒4也开始旋转，并且绕着安装在支架上的轴承39转动；防尘罩40、机罩总成41通过螺栓与支架连接。
参见图9、图10，所述的小皮带轮30与大皮带轮31的皮带传动亦可为齿轮传动；即，电磁制动三项异步电机1的输出轴上安装小齿轮47，大齿轮48安装在齿轮轴32上，小齿轮47与大齿轮48齿合；电磁制动三项异步电机1带动小齿轮47转动，小齿轮47通过齿合带动齿轮轴32上的大齿轮48转动。
参见图11，所述的井架9的平台上安装定滑轮22，既，定滑轮22的轴承总成23安装在轴承座25上，轴承座25与定滑轮支撑座24以螺栓连接；定滑轮支撑座24以螺栓连接固定在井架9的平台上；基座5和底座16以固定部件连接在一起后置于地面上，与井架9相距一定距离，且卷筒4关于定滑轮22对称，定滑轮22的中点到卷筒4两挡边的夹角不超过6度。
底座16焊接或螺栓固定在井架9上时，因井架9负荷较重，需要结实稳定性好；底座16及其上的主机部分置于地面时，此时井架9负载减轻，井架9结构可简化，耗材相对减少。
参见图1，在油田采油生产中，当底座16上的卷筒4置于井架上，柔性抽油绳的一端缠绕在本发明的卷筒4上，另一端穿过支架上的两个导向轮8之间的通孔与井下管柱内的抽油泵连接，在控制系统的控制下，通过卷筒4缠绕和释放柔性抽油绳完成提拉采油工作。
参见图4，当底座16上的卷筒4置于地面时，柔性抽油绳的一端缠绕在本发明的卷筒4上，另一端经井架9上的定滑轮22后，与井下管柱内的抽油泵连接，在控制系统的控制下，通过卷筒4缠绕和释放柔性抽油绳完成提拉采油工作。
Claims (6)
1.一种卷扬式采油装置，由动力驱动装置、卷筒总成、传动装置、调节装置、固定部件和井架组成；卷筒总成由卷筒(4)、轴承总成(3)、轴承座(15)组成；卷筒(4)的轴承总成(3)以螺栓固定在轴承座(15)上；其特征在于：
动力驱动装置由电磁制动三相异步电机(1)与变速箱(2)联接构成减速电机；
传动装置为齿轮传动，由大齿轮(11)和小齿轮(12)组成；大齿轮(11)以键和螺母固定在卷筒(4)的轴上，减速电机的输出轴上固定安装小齿轮(12)，轴承座(15)、减速电机以螺栓固定在基座(5)上，且使小齿轮(12)与大齿轮(11)齿合；
调节装置使卷筒(4)的切线与井口对中，可为滑轨调节，滑轨调节的结构是：在基座(5)的底面、底座(16)的上面对应分别平行焊接两道条状滑轨(28)、(14)，基座(5)置于底座(16)上；滑动牵引装置与基座(5)和底座(16)连接，牵引基座(5)在底座(16)上前后移动；
滑动牵引装置由丝杠(10)、螺母(18)、车有螺纹孔的铁件(19)组成；车有螺纹孔的铁件(19)用螺栓(17)固定在基座(5)的横档(20)的底面上；在底座(16)的横梁(21)上，与铁件(19)的螺纹孔正对处开有通孔，螺母(18)与通孔同心且焊接在底座(16)的横梁(21)的外侧面上；丝杠(10)穿入螺母(18)、通孔及铁件(19)的螺纹孔内；
固定部件使基座(5)与底座(16)连接固定；固定部件为L型弯板(6)；在基座(5)的滑轨(28)上平面上焊接带螺栓孔的固定件(29)，L型弯板(6)的侧面车有两排螺纹孔，L型弯板(6)的底面上车有一排螺纹孔；调节卷筒(4)使卷筒(4)切线与井口对中，L型弯板(6)侧面第一排的螺栓(27)将L型弯板(6)固定在基座(5)上，L型弯板(6)侧面第二排的螺栓(26)将基座(5)和底座(16)横向固定；L型弯板(6)底面上的螺栓(7)将基座(5)和底座(16)纵向固定；
支架以螺栓连接固定在井架(9)的下部；支架的两支耳上并列安装两个导向轮(8)；底座(16)固定在井架(9)的平台上，并使卷筒(4)对称轴线过两导向轮(8)之间的通孔，且两导向轮(8)中心点到卷筒(4)两挡边的夹角不超过6度。
2.根据权利要求1所述的一种卷扬式采油装置，其特征在于：所述的传动装置可为行星减速机传动；电磁制动三相异步电机(1)的输出轴上安装小皮带轮(30)，大皮带轮(31)通过键与齿轮轴(32)连接，小皮带轮(30)与大皮带轮(31)皮带传动；齿轮轴(32)与行星减速机的太阳轮(33)的轴连接；太阳轮(33)与行星轮(34)齿合；行星轮(34)与齿圈(36)齿合；齿圈(36)与卷筒(4)以螺栓(37)连接固定在一起；轴承(39)安装在支架上；防尘罩(40)、机罩总成(41)通过螺栓与支架连接。
3.根据权利要求2所述的一种卷扬式采油装置，其特征在于：所述小皮带轮(30)与大皮带轮(31)的皮带传动亦可为齿轮传动；即，电磁制动三相异步电机(1)的输出轴上安装小齿轮(47)，大齿轮(48)安装在齿轮轴(32)上，小齿轮(47)与大齿轮(48)齿合。
4.根据权利要求1所述的一种卷扬式采油装置，其特征在于：所述的调节装置可为旋转调节，结构是：基座(5)上焊接上连接盘(45)，在底座(16)上焊接下连接盘(46)；在底座(16)、基座(5)上对应分别车有螺栓孔和定位孔；带有轴承(43)的螺栓(42)置于螺栓孔内，以螺母固定；基座(5)以螺栓(42)为轴可在底座(16)上旋转，旋转调节卷筒(4)的位置，使卷筒(4)的切线与井口对中，定位销插入定位孔内，将基座(5)与底座(16)固定成一体。
5.根据权利要求1所述的一种卷扬式采油装置，其特征在于：所述的井架(9)的平台上安装定滑轮(22)，定滑轮(22)的轴承总成(23)安装在轴承座(25)上，轴承座(25)与定滑轮支撑座(24)以螺栓连接；定滑轮支撑座(24)以螺栓连接固定在井架(9)的平台上；底座(16)置于地面上，且卷筒(4)关于定滑轮(22)对称，定滑轮(22)的中点到卷筒(4)两挡边的夹角不超过6度。
6.根据权利要求1所述的一种卷扬式采油装置，其特征在于：所述的电磁制动三相异步电机(1)可为开关磁阻电机。
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