CN202926297U - 驱动系统下置多功能立式抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种驱动系统下置多功能立式抽油机，属机电一体化应用新领域。该机包括置于机架底座上设有电动移机机构的驱动系统和置于机架顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮、后导向轮以及置于机架下部外接传感器实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器，其中驱动系统驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮、前动滑轮悬挂油井载荷，另一端经后导向轮、后动滑轮悬挂平衡重或另一口井油井载荷的驱动绳，保护绳槽内固定另一端连接平衡重或油井载荷的保护绳。该机具有一机多功能、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

驱动系统下置多功能立式抽油机

技术领域

本实用新型为一种驱动系统下置多功能立式抽油机，属机电一体化应用新领域。

背景技术

在油田开发中，实现机械采油的主要手段是传统四连杆游梁式抽油机和各类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、作业让位简单、卸载挂抽方便、失载保护可靠的的优点。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。与传统四连杆游梁式抽油机相比，天平平衡立式抽油机具有节能30-70％，省材30-60％，不停机智能调参提高工效大于1000倍，适于长冲程、低冲次的工作制度，维护工作量减少60％以上的明显技术优势，只要完善其技术细节，有更新传统四连杆游梁式抽油机的发展趋势。

上述传统四连杆游梁式抽油机和天平平衡立式抽油机在油田开发中的作用举足轻重，有着难以替代的技术优势和历史地位。

随着油田开发的深化，诸多矛盾严重制约着油田开发成本：

一是随着从式井越来越多，亟待开发一机双抽或一机多抽的抽油机；

二是油井小修作业需停机上专业作业队伍，既影响采油时率，又加大了采油成本；

三是示功图需专业监测队伍每井每月必测，工作量大，成本高，亟待改进和优化；

四是油水计量需建众多计量站，专人值守，每天必测，人力物力耗费巨大；

五是抽油机分布星罗棋布，野外运行无人值守，亟待性能可靠的远传遥控手段强化抽油机运行管理。

如果将一机多抽、示功图测试、油水计量、远传遥控等多项功能集于一机，将实现油田开发的革命性突破，具有极现实和深远的意义。

发明内容

针对上述油田开发暴露的矛盾，本实用新型的目的是在兼顾短链传动、作业让位、卸载挂抽、失载保护等技术环节优化的同时，通过双导向轮双向传递扭矩，实现一机单抽、一机双抽、油井小修等多项功能，并通过优化智能控制软件，解决示功图监测、油水计量、远传遥控等方面技术难题，实现机械采油的革命性突破，开创天平平衡立式抽油机多功能应用的里程碑。

本实用新型的技术解决方案是：

所述的驱动系统下置多功能立式抽油机包括置于机架(6)底座上设有电动移机机构的驱动系统(3)和置于机架(6)顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)下部外接传感器(11)实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器(10)，其中驱动系统(3)驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮(7)、前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)、后动滑轮(9)悬挂平衡重(13)或另一口井油井载荷的驱动绳(5)，保护绳槽内固定另一端连接平衡重(13)或油井载荷的保护绳。

所述的电动移机机构包括置于机架(6)底座四周骑在基础预埋轨道上设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(1)和驱动系统(3)输出轴一端或两端设置的移机备用轮(12)，移机备用轮(12)和移机滚轮(1)之间用三角带(2)或链条联接。

所述的前导向轮(7)、后导向轮(8)和前动滑轮(4)、后动滑轮(9)为钢制轮或高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面为光面绕带轮或多股绕绳槽，槽内镶嵌耐磨降噪可更换橡胶块，其中前导向轮(7)、后导向轮(8)轴向中部设置防坠落保护轮(32)。

所述的智能控制器(10)为集电机运行、传感器信号、油井动态优化于一体的数字智能控制器，内置示功图模拟模块、油水计量分析模块、数据和图像采集远传接口和接收、处理各传感器信号，随机指令电机优化运行的高性能单板机。

所述的驱动系统(3)包括通用电机、联轴器、减速器、驱动轮或异型直驱电机，其中所述的异型直驱电机为外转子或内转子低速大扭矩开关磁阻电机或永磁电机，其定、转子铁心、绕组和磁路至少为以下六种类型之一：

第一种为图9所示的通电相为90°长磁路(35)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为双齿交错微重合齿铁心(33)，相绕组为隔二齿互绕三相绕组(34)；

第二种为图10所示的定子或转子铁心为子母齿(39)、转子或定子铁心为与之对应的转子多齿极(38)，通电相为短磁路(37)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为六齿交错微重合齿铁心，相绕组为子母齿邻齿互绕三相绕组(36)；

第三种为图11所示的定、转子铁心为对称多齿极铁心(40)，通电相为超短磁路(42)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为四齿交错微重合齿铁心，相绕组为邻齿互绕三相绕组(41)；

第四种为图12所示的定、转子铁心为对称镶嵌齿铁心(43)，通电相为超短磁路定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为四齿交错微重合齿铁心，相绕组为邻齿互绕三相绕组；

第五种为图5所示的在上述铁心构造和绕组类型的基础上，定、转子铁心和绕组为轴向和径向对称排列的组合式铁心和绕组。

第六种为在上述铁心构造和绕组类型的基础上，转子铁心改为与定子磁路相对应的按N、S极性交互排列的强磁体。

所述的异型直驱电机外转子或内转子壳体兼做驱动轮，其与油井载荷、平衡重(13)的连接关系至少为以下五种类型之一：

第一种为等外径筒式异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为一级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与井油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置；

第二种为图4所示的轴向两端大直径、中部小直径的凹式双轮轴异型直驱电机，其内转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为三级减载装置；

第三种为图5所示的轴向两端小直径、中部大直径的凸式双轮轴异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为三级减载装置；

第四种为一端小直径、另一端大直径的台阶式单轮轴异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为三级减载装置；

第五种为一端大直径、另一端小直径内置倒链式减速齿轮的异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)分别与油井载荷、平衡重(13)、前动滑轮(4)、后动滑轮(9)组合为多级减载装置。

所述的联轴器为永磁联轴器，其结构最少为以下三种类型之一：

第一种为图13所示的主动盘(44)和从动盘(45)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(46)的同步式永磁联轴器，两盘之间用压力轴承(48)间隔，主动盘(44)外缘设置拆装调节螺杆(47)；

第二种为图14所示的永磁吸盘(49)和从动吸盘(50)盘面外环上设置独立磁极总成或偶数组合磁极总成(51)的吸盘式永磁联轴器，其中磁极总成(51)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，两盘之间用双排滚子压力轴承间隔；

第三种为在永磁同步联轴器的的基础上，主动盘(44)或从动盘(45)上的强磁体(46)改为铜环，靠涡流感应产生扭矩的涡流式永磁联轴器。

所述的减速器为标准系列减速器或双驱四保险减速机(21)，其与传动系统的联接方式为以下六种类型之一：

第一种为驱动轮、减速器、永磁联轴器、带电磁刹车的电动机依次用同步式永磁连轴器(28)或刚性联轴器串联；

第二种为图7所示的减速器(27)输出轴与单一驱动轮(26)为同轴一体联接，减速器(27)输入轴与带电磁刹车(30)的电动机(29)输出轴用同步式永磁联轴器(28)非接触联接；

第三种减速器、电动机为机电一体的内置式密闭电动滚筒，其外壳兼做驱动轮；

第四种外壳兼做驱动轮的减速器为内置式密闭滚筒，其输入轴用同步式永磁联轴器(28)或刚性联轴器与电动机串联；

第五种驱动轮、减速器、电动机为由电动葫芦改装的带断电制动器机电轮一体式联接的电动驱动轮；

第六种为图6所示的带二合一驱动轮(25)的双驱四保险减速机(21)，该机用同一条输入轴和同一条空心输出轴对称串联2台起双保险作用的同规格减速机，减速机箱体内各设置2组起双保险作用的减速齿轮，其输入轴两端用2台吸盘式永磁联轴器(22)与带电磁刹车(24)的双驱电动机(23)非接触联接。

所述的驱动轮为如图4所示的驱动、制动、保护三合一驱动轮(14))或如图6所示的驱动、保护二合一驱动轮(25)或如图7所示的单一驱动轮(26)，其外圆表面为披复宽皮带的光面绕带轮或披复驱动绳(5)的凹面槽轮，槽内镶嵌耐磨可更换的橡胶块，驱动轮轴向由边部到中部或中部到边部依次对称设置刹车毂、驱动绳槽和卸载挂抽、失载保护、防打滑三用保护绳槽，与驱动绳(5)的传动方式至少为以下三种类型之一：

第一种为驱动绳(5)直接披复在驱动绳槽内，其一端经前导向轮(7)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)悬挂平衡重(13)的摩擦传动；

第二种为一条悬挂油井载荷与另一条悬挂平衡重(13)的驱动绳(5)死绳头分别经前导向轮(7)、后导向轮(8)呈相反方向固定在驱动轮上的同步传动；

第三种为驱动绳(5)直接披复在驱动绳槽内，其死绳头经前导向轮(7)和后导向轮(8)通过悬挂油井载荷和平衡重(13)的前动滑轮(4)、后动滑轮(9)固定在顶平台上的减载摩擦传动。

采用以上技术方案，本实用新型不但比传统四连杆游梁机具有节能增效、安全环保、智能调参的明显技术优势，而且具有一机单抽、一机双抽、油井小修作业和示功图模拟、油水计量、远传遥控的多功能技术优势，同时克服了立式抽油机作业让位、卸载挂抽、失载保护诸多制约瓶颈，是总结百多年管式泵机械采油理论和经验发明创新的理想的全天候免维护方向性换代机型。

附图说明

图1为驱动系统下置多功能立式抽油机动滑轮挂载一机双抽结构示意图；

图2为图1的导向轮挂载一机单抽结构示意图；

图3为图1的动滑轮挂载一机单抽结构示意图；

图4为图1的凹式双轮轴异型直驱电机结构示意图；

图5为图1的凸式双轮轴异型直驱电机结构示意图；

图6为图1的吸盘式永磁联轴器非接触传动双驱四保险减速机驱动系统结构示意图；

图7为图1的同步式永磁联轴器非接触传动减速器驱动系统结构示意图；

图8为图1的导向轮结构示意图；

图9为图4或图5的双齿交错微重合齿铁心、绕组、磁路结构示意图；

图10为图4或图5的子母齿多齿极铁心、绕组、磁路结构示意图；

图11为图4或图5的对称多齿极铁心、绕组、磁路结构示意图；

图12为图4或图5的镶嵌齿铁心、绕组、磁路结构示意图；

图13为图7的同步式永磁联轴器结构示意图；

图14为图6的吸盘式永磁联轴器结构示意图。

图中：1.移机滚轮；2.三角带；3.驱动系统；4.前动滑轮；5.驱动绳；6.机架；7.前导向轮；8.后导向轮；9.后动滑轮；10.智能控制器；11.传感器；12.移机备用轮；13.平衡重；14.三合一驱动轮；15.转子铁心；16.定子绕组；17.轴向定子绕组；18.轴向转子铁心；19.径向转子铁心；20.径向定子绕组；21.双驱四保险减速机；22.吸盘式永磁联轴器；23.双驱电机；24.双驱电机电磁刹车；25.二合一驱动轮；26.单一驱动轮；27.减速器；28.同步式永磁联轴器；29.电机；30.电磁刹车；31.导向轮槽；32.保护轮；33.双齿交错微重合齿铁心；34.隔二齿互绕三相绕组；35.长磁路；36.子母齿邻齿互绕三相绕组；37.短磁路；38.转子多齿极；39.子母齿；40.对称多齿极铁心；41.邻齿互绕三相绕组；42.超短磁路；43.镶嵌齿铁心；44.主动盘；45.从动盘；46.强磁体；47.调节螺杆；48.压力轴承；49.永磁吸盘；50.从动吸盘；51.磁极总成。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：本实用新型驱动系统下置多功能立式抽油机包括置于机架(6)底座上设有电动移机机构的驱动系统(3)和置于机架(6)顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)下部外接传感器(11)实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器(10)，其中驱动系统(3)驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮(7)、前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)、后动滑轮(9)悬挂另一口井油井载荷的驱动绳(5)，保护绳槽内固定另一端连接平衡重(13)或油井载荷的保护绳。

所述的电动移机机构包括置于机架(6)底座四周骑在基础预埋轨道上设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(1)和驱动系统(3)输出轴一端或两端设置的移机备用轮(12)，移机备用轮(12)和移机滚轮(1)之间用三角带(2)或链条联接。

所述的前导向轮(7)、后导向轮(8)和前动滑轮(4)、后动滑轮(9)为高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面多股绕绳槽，其中前导向轮(7)、后导向轮(8)轴向中部设置防坠落保护轮(32)。

所述的智能控制器(10)为集电机运行、传感器信号、油井动态优化于一体的数字智能控制器，内置示功图模拟模块、油水计量分析模块、数据和图像采集远传接口和接收、处理各传感器信号，随机指令电机优化运行的高性能单板机。

所述的驱动系统(3)为图4所示的轴向两端大直径、中部小直径的凹式双轮轴异型直驱电机，其定子或转子铁心为图10所示的子母齿(39)、转子或定子铁心为与之对应的转子多齿极(38)，通电相为短磁路(37)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为六齿交错微重合齿铁心，相绕组为子母齿邻齿互绕三相绕组(36)；

所述的凹式双轮轴异型直驱电机其内转子壳体兼做驱动、制动、保护三合一驱动轮(14))，其外圆表面为披复驱动绳(5)的凹面槽轮，槽内镶嵌耐磨可更换的橡胶块，驱动轮轴向由边部到中部依次对称设置刹车毂、驱动绳槽和卸载挂抽、失载保护、防打滑三用保护绳槽，驱动绳(5)直接披复在三合一驱动轮(14))绳槽内，通过前导向轮(7)、前动滑轮(4)和后导向轮(8)、后动滑轮(9)悬挂2口井油井载荷组合为三级减载装置，实现摩擦减载传动。

所述的驱动系统下置多功能立式抽油机设计参数为：

最大提升载荷：50kn；

电动机功率：10kw；

冲程：1-3m无级调节；

冲次：0-5r/min无级调节；

整机重量：5000kg；

外型尺寸：2.0×1.2×6(m)。

实施例2：

如图2所示：本实用新型驱动系统下置多功能立式抽油机包括置于机架(6)底座上设有电动移机机构的驱动系统(3)和置于机架(6)顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)下部外接传感器(11)实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器(10)，其中驱动系统(3)驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮(7)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)悬挂平衡重(13)的驱动绳(5)，保护绳槽内固定另一端连接平衡重(13)的保护绳。

所述的电动移机机构包括置于机架(6)底座四周骑在基础预埋轨道上设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(1)和驱动系统(3)输出轴一端或两端设置的移机备用轮(12)，移机备用轮(12)和移机滚轮(1)之间用三角带(2)或链条联接。

所述的前导向轮(7)、后导向轮(8)为高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面多股绕绳槽，其中前导向轮(7)、后导向轮(8)轴向中部设置防坠落保护轮(32)。

所述的智能控制器(10)为集电机运行、传感器信号、油井动态优化于一体的数字智能控制器，内置示功图模拟模块、油水计量分析模块、数据和图像采集远传接口和接收、处理各传感器信号，随机指令电机优化运行的高性能单板机。

所述的驱动系统(3)为为图5所示的轴向两端小直径、中部大直径的凸式双轮轴异型直驱电机，其定、转子铁心为图11所示的对称多齿极铁心(40)，通电相为超短磁路(42)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为四齿交错微重合齿铁心，相绕组为邻齿互绕三相绕组(41)；

所述的凸式双轮轴异型直驱电机其外转子壳体兼做驱动、制动、保护三合一驱动轮，其外圆表面为披复驱动绳(5)的凹面槽轮，槽内镶嵌耐磨可更换的橡胶块，驱动轮轴向由边部到中部依次对称设置驱动绳槽，卸载挂抽、失载保护、防打滑三用保护绳槽和刹车毂，驱动绳(5)直接披复在三合一驱动轮绳槽内，通过前导向轮(7)悬挂油井载荷，通过后导向轮(8)悬挂平衡重(13)组合为二级减载装置，实现摩擦减载传动。

所述的驱动系统下置多功能立式抽油机设计参数为：

最大提升载荷：120kn；

电动机功率：30kw；

冲程：1-6m无级调节；

冲次：0-5r/min无级调节；

整机重量：12000kg；

外型尺寸：2.5×1.4×9(m)。

实施例3：

如图3所示：本实用新型驱动系统下置多功能立式抽油机包括置于机架(6)底座上设有电动移机机构的驱动系统(3)和置于机架(6)顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)下部外接传感器(11)实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器(10)，其中驱动系统(3)驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮(7)、前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)、后动滑轮(9)悬挂平衡重(13)的驱动绳(5)，保护绳槽内固定另一端连接平衡重(13)的保护绳。

所述的电动移机机构包括置于机架(6)底座四周骑在基础预埋轨道上设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(1)和驱动系统(3)输出轴一端或两端设置的移机备用轮(12)，移机备用轮(12)和移机滚轮(1)之间用三角带(2)或链条联接。

所述的前导向轮(7)、后导向轮(8)和前动滑轮(4)、后动滑轮(9)为高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面为多股绕绳槽，其中前导向轮(7)、后导向轮(8)轴向中部设置防坠落保护轮(32)。

所述的智能控制器(10)为集电机运行、传感器信号、油井动态优化于一体的数字智能控制器，内置示功图模拟模块、油水计量分析模块、数据和图像采集远传接口和接收、处理各传感器信号，随机指令电机优化运行的高性能单板机。

所述的驱动系统(3)包括通用电机、联轴器、减速器、驱动轮。

所述的联轴器为永磁联轴器，其结构为图13所示的主动盘(44)和从动盘(45)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(46)的同步式永磁联轴器，两盘之间用压力轴承(48)间隔，主动盘(44)外缘设置拆装调节螺杆(47)。

所述的减速器为标准系列减速器(27)，其与传动系统的联接方式为图7所示的减速器(27)输出轴与单一驱动轮(26)为同轴一体联接，减速器(27)输入轴与带电磁刹车(30)的电动机(29)输出轴用同步式永磁联轴器(28)非接触联接。

所述的驱动轮为单一驱动轮(26)，其外圆表面为披复驱动绳(5)的凹面槽轮，槽内镶嵌耐磨可更换的橡胶块，驱动绳(5)直接披复在驱动绳槽内，其死绳头经前导向轮(7)和后导向轮(8)通过悬挂油井载荷和平衡重的前动滑轮(4)、后动滑轮(9)固定在顶平台上，实现多级减载摩擦传动。

所述的驱动系统下置多功能立式抽油机设计参数为：

最大提升载荷：160kn；

电动机功率：45kw；

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)。

实施例4：

本实用新型驱动系统下置多功能立式抽油机包括置于机架(6)底座上设有电动移机机构的驱动系统(3)和置于机架(6)顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)下部外接传感器(11)实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器(10)，其中驱动系统(3)驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮(7)、前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)、后动滑轮(9)悬挂平衡重(13)的驱动绳(5)，保护绳槽内固定另一端连接平衡重(13)的保护绳。

所述的电动移机机构包括置于机架(6)底座四周骑在基础预埋轨道上设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(1)和驱动系统(3)输出轴一端或两端设置的移机备用轮(12)，移机备用轮(12)和移机滚轮(1)之间用三角带(2)或链条联接。

所述的前导向轮(7)、后导向轮(8)和前动滑轮(4)、后动滑轮(9)为高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面为多股绕绳槽，其中前导向轮(7)、后导向轮(8)轴向中部设置防坠落保护轮(32)。

所述的智能控制器(10)为集电机运行、传感器信号、油井动态优化于一体的数字智能控制器，内置示功图模拟模块、油水计量分析模块、数据和图像采集远传接口和接收、处理各传感器信号，随机指令电机优化运行的高性能单板机。

所述的驱动系统(3)包括通用电机、联轴器、减速器、驱动轮。

所述的联轴器为永磁联轴器，其结构为图14所示的永磁吸盘(49)和从动吸盘(50)盘面外环上设置独立磁极总成或偶数组合磁极总成(51)的吸盘式永磁联轴器，其中磁极总成(51)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，两盘之间用双排滚子压力轴承间隔。

所述的减速器为图6所示的带二合一驱动轮(25)的双驱四保险减速机(21)，该机用同一条输入轴和同一条空心输出轴对称串联2台起双保险作用的同规格减速机，减速机箱体内各设置2组起双保险作用的减速齿轮，其输入轴两端用2台吸盘式永磁联轴器(22)与带电磁刹车(24)的双驱电动机(23)非接触联接。

所述的驱动、保护二合一驱动轮(25)，其外圆表面为披复驱动绳(5)的凹面槽轮，槽内镶嵌耐磨可更换的橡胶块，驱动轮轴向由边部到中部依次对称设置驱动绳槽和卸载挂抽、失载保护、防打滑三用保护绳槽，驱动绳(5)直接披复在驱动绳槽内，其死绳头经前导向轮(7)和后导向轮(8)通过悬挂油井载荷和平衡重(13)的前动滑轮(4)、后动滑轮(9)固定在顶平台上，实现多级减载摩擦传动。

所述的驱动系统下置多功能立式抽油机设计参数为：

最大提升载荷：200kn；

电动机功率：50kw；

冲程：1-8m无级调节；

冲次：0-3次/分无级调节；

整机重量：18000kg；

外型尺寸：2.5×1.6×10(m)。

上述4例实施方案为本实用新型驱动系统下置多功能立式抽油机以驱动载荷50、120、160、200kn为设计模板的标准化设计，根据上述设计模板软件可优化载荷为30、50、80、100、120、140、160、180、200kn驱动系统下置多功能立式抽油机的技术系列。

Claims (9)

1.一种驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：该机包括置于机架(6)底座上设有电动移机机构的驱动系统(3)和置于机架(6)顶平台上实现一机单抽、一机双抽、油井小修一机三功能的前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)下部外接传感器(11)实现抽油机运行控制、示功图模拟、油水计量、远传遥控一器多用的智能控制器(10)，其中驱动系统(3)驱动轮绳槽内披复一端经前导向轮(7)、前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)、后动滑轮(9)悬挂平衡重(13)或另一口井油井载荷的驱动绳(5)，保护绳槽内固定另一端连接平衡重(13)或油井载荷的保护绳。

2.根据权利要求1所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的电动移机机构包括置于机架(6)底座四周骑在基础预埋轨道上设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(1)和驱动系统(3)输出轴一端或两端设置的移机备用轮(12)，移机备用轮(12)和移机滚轮(1)之间用三角带(2)或链条联接。

3.根据权利要求1所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的前导向轮(7)、后导向轮(8)和前动滑轮(4)、后动滑轮(9)为钢制轮或高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面为光面绕带轮或多股绕绳槽，槽内镶嵌耐磨降噪可更换橡胶块，其中前导向轮(7)、后导向轮(8)轴向中部设置防坠落保护轮(32)。

4.根据权利要求1所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的智能控制器(10)为集电机运行、传感器信号、油井动态优化于一体的数字智能控制器，内置示功图模拟模块、油水计量分析模块、数据和图像采集远传接口和接收、处理各传感器信号，随机指令电机优化运行的高性能单板机。

5.根据权利要求1所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的驱动系统(3)包括通用电机、联轴器、减速器、驱动轮或异型直驱电机，其中所述的异型直驱电机为外转子或内转子低速大扭矩开关磁阻电机或永磁电机，其定、转子铁心、绕组和磁路至少为以下六种类型之一：

第一种通电相为90°长磁路(35)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为双齿交错微重合齿铁心(33)，相绕组为隔二齿互绕三相绕组(34)；

第二种定子或转子铁心为子母齿(39)、转子或定子铁心为与之对应的转子多齿极(38)，通电相为短磁路(37)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为六齿交错微重合齿铁心，相绕组为子母齿邻齿互绕三相绕组(36)；

第三种定、转子铁心为对称多齿极铁心(40)，通电相为超短磁路(42)定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为四齿交错微重合齿铁心，相绕组为邻齿互绕三相绕组(41)；

第四种定、转子铁心为对称镶嵌齿铁心(43)，通电相为超短磁路定、转子铁心齿重合，非通电相转子铁心齿与定子铁心齿为四齿交错微重合齿铁心，相绕组为邻齿互绕三相绕组；

第五种为在上述铁心构造和绕组类型的基础上，定、转子铁心和绕组为轴向和径向对称排列的组合式铁心和绕组。

第六种为在上述铁心构造和绕组类型的基础上，转子铁心改为与定子磁路相对应的按N、S极性交互排列的强磁体。

6.根据权利要求1或权利要求5所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的异型直驱电机外转子或内转子壳体兼做驱动轮，其与油井载荷、平衡重(13)的连接关系至少为以下五种类型之一：

第一种为等外径筒式异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为一级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置；

第二种为轴向两端大直径、中部小直径的凹式双轮轴异型直驱电机，其内转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为三级减载装置；

第三种为轴向两端小直径、中部大直径的凸式双轮轴异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为三级减载装置；

第四种为一端小直径、另一端大直径的台阶式单轮轴异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)与油井载荷、平衡重(13)组合为二级减载装置，或用驱动绳(5)通过前动滑轮(4)、后动滑轮(9)与油井载荷、平衡重(13)组合为三级减载装置；

第五种为一端大直径、另一端小直径内置倒链式减速齿轮的异型直驱电机，其外转子用驱动绳(5)分别与油井载荷、平衡重(13)、前动滑轮(4)、后动滑轮(9)组合为多级减载装置。

7.根据权利要求1或权利要求5所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的联轴器为永磁联轴器，其结构最少为以下三种类型之一：

第一种为主动盘(44)和从动盘(45)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(46)的同步式永磁联轴器，两盘之间用压力轴承(48)间隔，主动盘(44)外缘设置拆装调节螺杆(47)；

第二种为永磁吸盘(49)和从动吸盘(50)盘面外环上设置独立磁极总成或偶数组合磁极总成(51)的吸盘式永磁联轴器，其中磁极总成(51)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，两盘之间用双排滚子压力轴承间隔；

第三种为在永磁同步联轴器的的基础上，主动盘(44)或从动盘(45)上的强磁体(46)改为铜环，靠涡流感应产生扭矩的涡流式永磁联轴器。

8.根据权利要求1或权利要求5所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的减速器为标准系列减速器或双驱四保险减速机(21)，其与传动系统的联接方式为以下六种类型之一：

第一种为驱动轮、减速器、永磁联轴器、带电磁刹车的电动机依次用同步式永磁连轴器(28)或刚性联轴器串联；

第二种为减速器(27)输出轴与单一驱动轮(26)为同轴一体联接，减速器(27)输入轴与带电磁刹车(30)的电动机(29)输出轴用同步式永磁联轴器(28)非接触联接；

第三种减速器、电动机为机电一体的内置式密闭电动滚筒，其外壳兼做驱动轮；

第四种外壳兼做驱动轮的减速器为内置式密闭滚筒，其输入轴用同步式永磁联轴器(28)或刚性联轴器与电动机串联；

第五种驱动轮、减速器、电动机为由电动葫芦改装的带断电制动器机电轮一体式联接的电动驱动轮；

第六种为带二合一驱动轮(25)的双驱四保险减速机(21)，该机用同一条输入轴和同一条空心输出轴对称串联2台起双保险作用的同规格减速机，减速机箱体内各设置2组起双保险作用的减速齿轮，其输入轴两端用2台吸盘式永磁联轴器(22)与带电磁刹车(24)的双驱电动机(23)非接触联接。

9.根据权利要求1或权利要求5所述的驱动系统下置多功能立式抽油机，其特征在于：所述的驱动轮为驱动、制动、保护三合一驱动轮(14))或驱动、保护二合一驱动轮(25)或单一驱动轮(26)，其外圆表面为披复宽皮带的光面绕带轮或披复驱动绳(5)的凹面槽轮，槽内镶嵌耐磨可更换的橡胶块，驱动轮轴向由边部到中部或中部到边部依次对称设置刹车毂、驱动绳槽和卸载挂抽、失载保护、防打滑三用保护绳槽，与驱动绳(5)的传动方式至少为以下三种类型之一：

第一种为驱动绳(5)直接披复在驱动绳槽内，其一端经前导向轮(7)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)悬挂平衡重(13)的摩擦传动；

第二种为一条悬挂油井载荷与另一条悬挂平衡重(13)的驱动绳(5)死绳头分别经前导向轮(7)、后导向轮(8)呈相反方向固定在驱动轮上的同步传动；

第三种为驱动绳(5)直接披复在驱动绳槽内，其死绳头经前导向轮(7)和后导向轮(8)通过悬挂油井载荷和平衡重(13)的前动滑轮(4)、后动滑轮(9)固定在顶平台上的减载摩擦传动。

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