CN113266313A - 直驱滚柱丝杠采油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直驱滚柱丝杠采油装置，属于石油机械技术研究领域，它主要由永磁电机、防尘罩、轴承室、竖筒、盘根、安装座、刹车盘、丝杠、行星滚柱丝杠副、滑轨、导向座组成。其中永磁电机采用倒立式安装，安装座、竖筒、轴承座、永磁电机、防尘罩依次连接，组装完成后固定在井口的法兰上。永磁电机的输出轴前端通过四爪连接器驱动行星滚柱丝杠副的螺母，行星滚柱丝杠副的螺母下端与推力轴承连接，电机的输出轴末端安装刹车盘，竖筒内安装有滑轨、油泵，导向座、弹簧。本发明是由永磁电机直接驱动行星滚柱丝杠副，把旋转运动改变为往复直线运动，进而带动抽油杆运动，行星滚柱丝杠运动平稳，稳定性高，噪音小，寿命长，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田采油方面的机械装置，属于石油机械技术研究领域。
背景技术
随着工业技术的不断发展，石油开采技术也不断提升，对抽油机的性能要求也不断增高。目前油田采油抽油机主要分为两类，游梁抽油机和无游梁抽油机。其中80％的油井采油是由游梁抽油机完成，游梁式抽油机工作原理是电动机通过三角皮带减速箱减速后，由四连杆机构把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，用驴头带动光杆和抽油杆作上下往复的直线运动，通过抽油杆再将这个运动传给井下抽油泵中的柱塞，使之工作抽油。但是游梁抽油机平衡重不易准确调节，效率较低、能耗大。常见的无游梁抽油机有液压驱动长冲程抽油机、直线电机抽油机、链条式抽油机、长环形齿条抽油机等等。但是因为液压元件复杂，对液压系统密封、可靠性要求高；链条式抽油机移动副较多、换向机构复杂、故障率较高；齿环抽油机环型齿环加工制造难度较大，齿轮润滑要求高，抽油机整体比较笨重，安装难度较大。因此，这些抽油机优缺点并存，尚待进一步研究与完善。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术存在的不足，进一步的提高机械采油效率、节约电能，提高可靠性，发明了一种立式采油装置——直驱滚柱丝杠采油装置。本发明将行星滚柱丝杠传动应用到采油装置当中，将旋转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。具有结构简单、性能优越、安全稳定、维护成本低、高效节能等优点，适宜在油田推广使用。
为解决上述问题，拟采用这样的直驱滚柱丝杠采油装置，直驱滚柱丝杠采油装置，主要由防尘罩、永磁电机、轴承室、竖筒、安装座、盘根、顺油斗、丝杠、刹车盘、四爪连接器、行星滚柱丝杠副、推力轴承、限位块、滑轨、滑块、油管连接器、弹簧、油泵、油管、导向座组成，所述安装座、竖筒、轴承室、永磁电机、防尘罩按顺序首尾依次连接，其中永磁电机采用倒立式安装，整体组装完成后坐落在井口法兰上，其次，盘根固定在安装座，永磁电机的输出轴前端通过四爪连接器与行星滚柱丝杠副的螺母相连，末端与刹车盘相连。丝杠底部安装滑块、油管连接器，竖筒内壁安装滑轨，顶部安装限位块，底部安装弹簧、油泵、导向座，轴承室内安装推力轴承、行星滚柱丝杠副，防尘罩安装顺油斗。
所述永磁电机为变频电机，在控制系统的控制下实现正反转，并且电机的输出轴是空心轴。
所述丝杠上固定的滑块材料为高强度耐磨材料聚四氟乙烯。
所述顺油斗的外型为内部空心的圆锥型。
所述行星滚柱丝杠副用多个滚柱与丝杠和螺母之间的螺旋曲面啮合，将螺母的旋转运动转化成丝杠的往复直线运动。
所述永磁电机带动行星滚柱丝杠副的螺母进行旋转。
所述行星滚柱丝杠副底部安装一个推力轴承。
所述竖筒底部安装有螺旋压缩弹簧，丝杆在往下运动时可将其压缩，减小上冲程作业时电机的驱动功率。
本发明的有益效果是：利用永磁电机直接驱动行星滚柱丝杠副，永磁电机通过控制系统实现正反转，通过行星滚柱丝杠副将电机的正反向旋转运动改变成丝杠的往复直线运动，带动抽油杆进行采油作业，节省减速箱和换向机构，结构简单，节能高效，滚柱丝杠比滚珠丝杠运行更加平稳，寿命更长；整机占地面积小，便于运输，可根据不同采油需要，通过改变丝杠长度或者电机运行方式改变抽油机冲程，通过控制电机的转速调节抽油机的冲刺。
附图说明
图1、图2是本发明直驱滚柱丝杠采油装置结构示意图。
图3是图1中A处剖面图。
具体实施方式
面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
直驱滚柱丝杠采油装置具体实施方式为：将安装座（5）、竖筒（4）、轴承室（3）、永磁电机（2）、防尘罩（1）按顺序首尾依次连接，其中永磁电机（2）采用倒立式安装，整体组装完成后坐落在井口法兰上，盘根（6）固定在安装座（5），永磁电机（2）的输出轴前端通过四爪连接器（11）与行星滚柱丝杠副（12）的螺母相连，末端与刹车盘（9）相连。丝杠（8）底部安装滑块（16）、油管连接器（17），竖筒（4）上设有维修孔,竖筒（4）内壁安装滑轨（15），顶部安装限位块（14），底部安装弹簧（18）、油泵（19）、导向座（21），丝杆（8）在往下运动时可将弹簧（18）压缩，减小上冲程作业时电机的驱动功率，油泵（19）顺着油管（20）将润滑油（23）从竖筒（4）送入轴承室（3）内，轴承室（3）内安装推力轴承（13）、行星滚柱丝杠副（12），推力轴承（13）不仅承担着采油过程中产生的轴向载荷，还保证着丝杠（8）的同心度，防尘罩（1）内壁安装顺油斗（7）。
直驱滚柱丝杠采油装置具体的工作原理如下：
永磁电机（2）通过电驱带动四爪连接器（11）转动，进而带动行星滚柱丝杠副（12）的螺母转动，因为丝杠（8）与抽油杆（24）连接，所以丝杆（8）只能做上下运动，不能做旋转运动，当行星滚柱丝杠副（12）的螺母转动时，行星滚柱丝杠副（12）的螺柱转动，从而使丝杆（8）往复直线运动，进而驱动抽油杆（24）完成采油作业。
Claims (8)
1.直驱滚柱丝杠采油装置，主要由防尘罩（1）、永磁电机（2）、轴承室（3）、竖筒（4）、安装座（5）、盘根（6）、顺油斗（7）、丝杠（8）、刹车盘（9）、四爪连接器（11）、行星滚柱丝杠副（12）、推力轴承（13）、限位块（14）、滑轨（15）、滑块（16）、油管连接器（17）、弹簧（18）、油泵19）、油管(20)、导向座（21）组成，所述安装座（5）、竖筒（4）、轴承室（3）、永磁电机（2）、防尘罩（1）按顺序首尾依次连接，其中永磁电机（2）采用倒立式安装，整体组装完成后坐落在井口法兰上，盘根（6）固定在安装座（5），永磁电机（2）的输出轴前端通过四爪连接器（11）与行星滚柱丝杠副（12）的螺母相连，末端与刹车盘（9）相连；丝杠（8）底部安装滑块（16）、油管连接器（17），竖筒（4）内壁安装滑轨（15），顶部安装限位块（14），底部安装弹簧（18）、油泵（19）、导向座（21），轴承室（3）内安装推力轴承（13）、行星滚柱丝杠副（12），防尘罩（1）安装顺油斗（7）。
2.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，其特征在于所述用于永磁电机（2）的输出轴（10）是空心轴。
3.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，其特征在于所述丝杠（8）上固定的滑块（16）材料为高强度耐磨材料聚四氟乙烯。
4.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，顺油斗（7）的外型为内部空心的圆锥型。
5.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，其特征在于所述行星滚柱丝杠副（12）用多个滚柱与丝杠（8）和螺母之间的螺旋曲面啮合，将螺母的旋转运动转化成丝杠（8）的往复直线运动。
6.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，其特征在于所述永磁电机（2）带动行星滚柱丝杠副（12）的螺母进行旋转。
7.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，其特征在于所述行星滚柱丝杠副（12）底部安装一个推力轴承（13）。
8.如权利要求1所述的直驱滚柱丝杠采油装置，其特征在于所述竖筒（4）底部安装有弹簧（18），丝杆（8）在往下运动时可将其压缩。
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