CN109403922A - 一种电机与减速机一体式游梁式抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种电机与减速机一体式游梁式抽油机。游梁式抽油机性能稳定、可靠性高，承担着80％的采油任务，传统的游梁式抽油机，其电机高速运转，通过皮带减速将动力传给减速箱，由于皮带传动效率低，能量浪费严重，抽油机结构庞大。本发明提出的一体式抽油机，把电机换为低速电机，并将低速电机直接安装在减速箱上，低速电机与减速箱通过花键或齿轮传递扭矩，取消了传动皮带和电机与减速箱上的皮带轮，结构紧凑，可靠性提高，节电效果明显，抽油频次调节方便，还具有多种保护和多种参数量显示，可进行远程监控，实现采油系统管理的智能化。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种采油设备，特别是一种电机与减速机一体式游梁式抽油机采油设备，可作为油田游梁式抽油机的改型换代产品。
背景技术
在现有的油田抽油机采油设备中，游梁式抽油机适用性强，运行可靠，对环境要求不高等特点在采油行业得到广泛的应用，占到全部采油设备80％以上的份额。现有的游梁式抽油机驱动系统普遍采用普通高速异步电机经皮带传动减速后带动减速箱，再由减速箱进一步减速后带动两侧的曲柄旋转，曲柄带动连杆上下往复运动，连杆带动游梁及驴头上下摆动，带动光杆上下运动，光杆带动井下柱塞泵上下运动，抽取地下石油。现有的梁式抽油机因设置了皮带传动环节，使抽油机存在以下缺陷：一是皮带传动存在很大的传动损耗，一般皮带传动的效率只有87％左右。二是皮带的寿命短，要定期更换皮带，劳动强度大，影响采油作业率。三是现有的电机大都采用一般的Y系列电机，该电机效率低、启动转矩小，为了适应游梁式抽油机启动时的大扭矩要求，往往配备较大规格的电机，这进一步恶化了系统的效率特性，浪费了电能，使采油成本提高。四是雨天皮带容易打滑，使传动效率进一步降低。五是抽油机结构复杂，占地面积大。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种电机与减速机一体式游梁式抽油机，简称一体式抽油机。这种一体式抽油机把高速旋转的电机变为低速运转电机，去掉皮带传动，取消了皮带传动减速环节，并将低速电机直接安装在减速箱上，低速电机与减速箱止口配合找正安装，通过花键或齿轮连接传递扭矩，低速电机产生的动力直接传递给减速箱，由减速箱减速后驱动两侧曲柄往复运转，从而带动光杆上下运动，抽取石油。由于该抽油机省去了一级皮带传动，将低速电机直接安装在减速箱上，故称为电机与减速机一体式游梁式抽油机。
本发明的技术解决方案是：一种电机与减速机一体式游梁式抽油机，省去原来抽油机中低效的皮带变速环节，将高速电机换为低速电机，低速电机在每分钟约140转低速下运行，并直接驱动减速箱，抽取石油。该抽油机主要由低速电机、减速箱、底箱、曲柄、平衡块、连杆、游梁、驴头、支架、底座、控制器等组成。低速电机与减速箱均安装在底箱上，低速电机直接安装在减速箱上，也就是低速电机安装在原来减速箱皮带轮的地方，两者靠齿轮花键传递扭矩。减速箱输出轴与曲柄连接，曲柄与连杆下端相连，连杆的上端与游梁一端连接，游梁另一端安装驴头，驴头与抽油机的光杆连接，支架支撑游梁的中间位置，底座用于安装固定上述所有部件。控制器的输入端通过导线与电网连接、输出端与低速电机的进线相联。
本发明的原理是：接通电源，控制器控制低速电机在140转速左右低速运行，减速箱将电机传来的转速进一步减速变为更低的转速，带动曲柄来回摆动，曲柄转速大约每分钟4～6转，曲柄带动连杆上下运动，连杆再带动游梁上下摆动，使游梁端部的驴头上下往复运动，从而驴头带动光杆上下运动，上下往复次数也在每分钟4～6次。实现抽取地下石油的目的。控制器作为低速电机的控制装置，控制低速电机按需要的转速运行，并可以方便地改变低速电机的转速，以适应游梁式抽油机变速调参的需要，也就是改变光杆的上下抽油次数。控制器具有软起动、软停机、间歇工作的功能。控制器作为电机的控制器件，具有电机超载、短路、电机缺相、电机温度过高、电网电压过高等保护功能，具有电机输入功率、电机电流、电机功率因数、电机温度、游梁式抽油机采油频次等参数显示。控制器增加上网装置可以实现远程监控，实现采油工作的数字化管理。
本发明与现有技术相比的优点在于：取消了现有游梁式抽油机落后的皮带传动，省去了皮带轮和皮带传动部件，提高了传动效率，系统效率可提高15％～20％。本发明简化了结构，使结构简单紧凑。本发明的低速电机采用系统永磁电机，效率高、性能稳定。
本发明可实现在线无级变速智能调参，不再需要人工更换皮带轮变速调参，优化了工作环境、减少了工人的劳动强度，提高了设备的使用率。本发明可软起动、软停车、自动变速调参，有利于减少游梁式抽油机部件的磨损，减少游梁式抽油机的振动，延长游梁式抽油机的使用寿命，增加了安全性。本发明具有多种保护和多种参数显示，可有效保证电机及游梁式抽油机的长期正常运行，方便监控抽油机的工作运行状况，实现采油系统管理的智能化。
附图说明
图1为本发明的结构总图。
本发明如图1所示，由低速电机1、减速箱2、箱体3、曲柄4、平衡块5、连杆6、游梁7、驴头8、支架9、底座10、控制箱11等部件组成。
具体实施方式
如图1所示，低速电机1通过止口配合找正安装在减速箱2上，减速箱2安装在箱体3上，低速电机1与减速箱2通过花键或齿轮传递扭矩，减速箱2为双输出轴结构，两输出轴分别与曲柄4的两臂的端部相连，曲柄4的中间部分与连杆6的下端连接，减速箱2带动曲柄4旋转时，曲柄4使连杆做上下运功，把低速电机1的旋转运动变成了连杆6的上下运动。连杆6的上端与游梁7的一端连接，游梁7的另一端与驴头8连接，支架9支撑游梁7的中间位置，使游梁7两端在连杆6的上下运动带动下，游梁7围绕中间支撑点做上下摆动，带动驴头8上下运动。平衡块5安装在曲柄4的另一端，用于平衡抽油机上下冲程需要的动力基本相等。底座10作为基础件支撑安装上述部件，位于整个装置的最底部。控制器11尽量靠近低速电机1。
低速电机1作为该抽油机的动力源，应具有启动转矩大、低速长期可靠运行、效率高、安全可靠、调速性能好等特点，为此较为适合的电机为永磁同步变频电机、直流无刷电机、开关磁阻电机、力矩电机、变频异步电机等。由于安装低速电机的空间所限，低速电机1需要做成偏平外形，防止曲柄4在旋转过程中与低速电机干涉。
为便于低速电机1与减速箱2的配合安装，减速箱2与低速电机1的连接部分做成花键或齿轮连接方式，如齿轮箱2输入轴做成外花键，低速电机1的输出轴做成内花键，两者配合连接，传递扭矩。同时在低速电机1的连接端与减速箱2的连接端的外壳上增加止口结构，如低速电机1外壳为内止口，减速箱2外壳为外止口，在低速电机1与减速箱2安装时通过止口配合，保证两者传动轴连接的同轴度要求。两外在低速电机1与减速箱2的外壳上加工出螺栓孔，通过螺栓把低速电机1固定在减速箱2上。
与低速电机配套的控制器，其控制原理及方式与低速电机的种类有关，其输入端与电网连接，其输出端与低速电机的进线连接。
Claims (4)
1.一种电机与减速机一体式游梁式抽油机，主要由低速电机、减速箱、底箱、曲柄、平衡块、连杆、游梁、驴头、支架、底座、控制器等组成，其特征在于：低速电机(1)与减速箱(2)止口配合找正安装在箱体(3)上，低速电机(1)的输出轴与减速箱(2)的输入轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种电机与减速机一体式游梁式抽油机，其特征在于：低速电机(1)可为直流无刷电机、永磁同步电机、开关磁阻电机、力矩电机、变频异步电机等形式的任何一种。
3.根据权利要求1所述的一种电机与减速机一体式游梁式抽油机，其特征在于：低速电机(1)为扁平状。
4.根据权利要求1所述的一种电机与减速机一体式游梁式抽油机，其特征在于：为便于低速电机(1)与减速箱(2)的配合安装，减速箱(2)与低速电机(1)的连接部分做成花键或齿轮连接方式，如齿轮箱(2)输入轴做成外花键，低速电机(1)的输出轴做成内花键，两者配合连接，传递扭矩；在低速电机(1)的连接端与减速箱(2)的连接端的外壳上增加止口结构，如低速电机(1)外壳为内止口，减速箱(2)外壳为外止口，在低速电机(1)与减速箱(2)安装时通过止口配合，保证两者传动轴连接的同轴度要求；在低速电机(1)与减速箱(2)的外壳上加工出螺栓孔，通过螺栓把低速电机(1)固定在减速箱(2)上。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113898325A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-07 | 于婷婷 | 一种通过曲柄非整周运动不停机实现间抽的抽油机 |
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2017
- 2017-08-18 CN CN201710738744.7A patent/CN109403922A/zh active Pending
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