CN1425845A - 直驱式天轮抽油机 - Google Patents

Abstract

一种直驱式天轮抽油机及其控制方法，涉及一种石油开采机械，为了克服现有抽油机换向机构复杂、整机耗能大等不足，本发明包括电机(1)、机架(6)、机座(10)、平衡块(8)、控制柜(9)、悬绳器(11)、抽油光杆(13)，电机(1)的转子(2)和定子(3)通过轴(4)安装在机架(6)的上方，转子(2)相对于定子(3)作同轴转动；转子(2)的外圆为天轮(21)，柔性连接件(5)通过天轮(21)分别与平衡块(8)和悬绳器(11)连接；轴(4)上安装有角位移传感器(22)，角位移传感器(22)与控制柜(9)中的可编程控制器(14)连接。该抽油机通过对电机转向的控制，完成换向，结构简单、占地小、耗能少，便于操作。

Description

直驱式天轮抽油机

技术领域

本发明涉及一种开采石油用抽油机，特别是涉及一种直驱式天轮抽油机。

背景技术

随着有杆抽油技术的不断发展，各种新型抽油机相继研制成功，如前置型、偏置型、异向型、气动平衡式游梁式抽油机和链条式、皮带式、滚筒式、塔架式等无游梁抽油机，各式抽油机在生产现场投入使用，在一定程度上改善了抽油机的运行性能，降低了能耗，提高了系统效率。然而，由于游梁式抽油机受其结构约束，存在着平衡效果差、悬点运动速度较大、能耗多、系统效率低、参数调整困难等不足，同时长冲程抽油机的体积大且重量重；无游梁式抽油机中的链条抽油机、宽皮带式抽油机对上述游梁式抽油机的不足加以改进，但仍以旋转电机、天然气发动机及柴油机等高速旋转动力为驱动方式。

1999年12月22日公开的CN2355129中国发明专利《一种井架式长冲程抽油机》，由电动机、换向装置、减速器、举升链条、天轮、支架所组成。其主要技术特征是换向装置采用电磁调速离合器来实现动力输出轴的正反向转动；举升链条的一端通过天轮与悬绳器相连，另一端直接与平衡配重箱相连，采用直接平衡方式；2002年10月02日公开的CN2514114中国发明专利《天轮式长冲程抽油机》，该机设置有曲柄绳轮机构，是由曲柄、柔性件和与天轮同轴，并固定在天轮两侧且用于驱动天轮摆动的绳轮构成，绳轮与曲柄之间通过柔性件连接。当动力机驱动减速器并带动圆周运动的曲柄旋转时，受柔性件的牵制，使其带动绳轮进行往复摆动，天轮亦随之同步运动。上述技术的换向机构零部件多、结构复杂，占地面积大，由中间传动、变速、转换机构造成的机械能量损失，不可避免地降低了电机效率和机械系统效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足，提供一种由电机直接驱动、通过对电机转子旋转方向的控制完成抽油机换向的直驱式天轮抽油机。

为了达到上述目的，本发明直驱式天轮抽油机包括电机、机架、机座、平衡块、控制柜、悬绳器、抽油光杆，所述电机的转子和定子通过轴固定于机架的上方，转子相对于定子作同轴转动；所述转子的外圆为天轮，柔性连接件通过天轮分别与平衡块和悬绳器连接；所述的轴上安装有角位移传感器，角位移传感器与控制柜中的可编程控制器连接；所述的电机为低速电机，转速为0.5～30r/min；所述的柔性连接件与天轮固定连接。

本发明直驱式天轮抽油机的有益效果是：通过对电机转向的控制，完成抽油机换向，结构简单、占地小、耗能少，便于操作。

附图说明

图1是本发明直驱式天轮抽油机结构示意图。

图2是本发明直驱式天轮抽油机电机结构第一实施例示意图。

图3是本发明直驱式天轮抽油机电机结构第二实施例示意图。

图4是本发明直驱式天轮抽油机在斜井抽油工作示意图。

图5是本发明直驱式天轮抽油机在修井作业时状态图。

图6是本发明直驱式天轮抽油机电机另一实施例示意图。

图中1.电机，2.转子，3.定子，4.轴，5.柔性连接件，6.机架，7.支撑架，8.平衡块，9.控制柜，10.机座，11.悬绳器，12.拉力传感器，13.抽油光杆，14.可编程控制器，15.井口，21.天轮，22.角位移传感器，23.电机支架，24.键。

具体实施方式

参照图1，本发明直驱式天轮抽油机包括电机1、机架6、机座10、平衡块8、控制柜9、悬绳器11、抽油光杆13。电机1的转子2和定子3通过轴4固定于机架6的上方，转子2相对于定子3作同轴转动。转子2的外圆为天轮21，柔性连接件5通过天轮21分别与平衡块8和悬绳器11连接。轴4上安装有角位移传感器22，角位移传感器的型号可以是NSRO-3、Л12LD等，角位移传感器22与控制柜9中的可编程控制器14连接，由可编程控制器14控制电机1的转速与转角的大小，并控制电机1的换向，通过控制转子2旋转角度及旋转方向实现抽油机的换向。

电机1结构参见图3，电机1的转子2和定子3安装在轴4上，转子2安装在定子3中间，轴4安装在电机支架23上，转子2通过键24带动轴4转动，轴24上安装有角位移传感器22。电机1的结构还可以如图2所示，轴4位于电机支架23上；定子3为两体，分别位于电机支架23两侧；转子2也为两体，分别位于定子3的外侧，并通过键24带动轴4转动，轴24上安装有角位移传感器22。电机支架23固定安装在机架6的上方。上述两中结构的电机，转子2的外圆轮廓间作天轮21，柔性连接件5为2根或2组，分别与天轮21固定连接，其中1根或1组柔性连接件5的一端与天轮21固定后，另一端与平衡块8连接；另1根或1组柔性连接件5的-端与天轮21固定后，另一端与悬绳器11连接，悬绳器11带动抽油光杆13上下往复运动，由抽油光杆13带动井下抽油装置完成抽汲过程。柔性连接件5可以是钢丝绳，也可以是链条，还可以是皮带。

参照图1和图5，为了便于油井修井作业，本发明中机架6的下端可以为“V”型，且与机座10铰接；有一个可伸缩的支撑架7，支撑架7的一端与机架6的中部铰接，另一端与机座10铰接；与机座10铰接的支撑架7一端可沿滑道滑动。通过调整支撑架7的长度，以及与滑道配合，可调整机架6的角度。当进行修井等作业时，支撑架7沿滑道向远离井口的方向移动，使井架6偏离井口15一个角度，为修井提供作业空间。

本发明还可以完成斜井抽油作业(如图4所示)，但需要调整抽油机与井口的距离，或调整机架6倾斜的角度。

在悬绳器11上还可以安装拉力传感器12，拉力传感器12的型号为CSCYG105(115)、P19、或AK-4等。拉力传感器12与可编程控制器14连接，通过对拉力传感器12的数据分析，可确定平衡块8的重量。

本发明的又一实施例是将电机1安装在底座10上，如图6所示。将电机1固定安装在底座10上，天轮21安装在机架6的上方，柔性连接件5固定于转子2上，一端与平衡块8连接，另一端通过转子2、再绕过天轮21后，与悬绳器11连接，机架6可适当倾斜一个角度。

Claims (4)

1.一种直驱式天轮抽油机，包括电机、机架、机座、平衡块、控制柜、悬绳器、抽油光杆，其特征在于：所述电机(1)的转子(2)和定子(3)通过轴(4)安装在机架(6)的上方，转子(2)相对于定子(3)作同轴转动；所述转子(2)的外圆为天轮(21)，柔性连接件(5)通过天轮(21)分别与平衡块(8)和悬绳器(11)连接；所述的轴(4)上安装有角位移传感器(22)。

2.根据权利要求1所述的直驱式天轮抽油机，其特征在于：所述的电机(1)的转速为0.5～30r/min。

3.根据权利要求1所述的直驱式天轮抽油机，其特征在于：所述的柔性连接件(5)与天轮(21)固定连接。

4.根据权利要求1所述的直驱式天轮抽油机，其特征在于：所述的电机(1)固定安装在底座(10)上，天轮(21)安装在机架(6)的上方，柔性连接件(5)固定于转子(2)上，一端与平衡块(8)连接，另一端通过转子(2)、再绕过天轮(21)，与悬绳器(11)连接。

Images