CN209293760U - 一种双电机驱动的塔式抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种双电机驱动的塔式抽油机，该塔式抽油机的驱动系统由两侧对置、结构相同的驱动单元组成。单侧的驱动单元中三相异步电机经过减速器和离合器后带动驱动齿轮旋转，机架中央立柱表面设置有与驱动齿轮配合的竖直驱动齿条，通过驱动齿轮与驱动齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。配重系统由两侧对置、结构相同的配重单元组成，单侧配重单元左右两端分别与两个驱动单元的驱动平台连接，使驱动系统与配重系统连接在一起。两侧配重单元分别通过吊环与两根驱动绳相连，驱动系统与配重系统整体上下往复运动，驱动绳通过前、后导轮组拉动抽油杆上下往复运动。

Description

一种双电机驱动的塔式抽油机

技术领域

本实用新型为一种双电机驱动的塔式抽油机，属机电一体化应用新领域。

背景技术

目前，游梁式抽油机是各大油田广泛使用的一种采油设备，其变异产品较多，但原理基本都是一样的，都是利用四连杆机构，将减速箱的旋转运动转变为游梁的上下往复运动。塔式抽油是根据抽油机外形命名的，这种抽油机近年发展较快，且种类繁多。与传统的游梁式抽油机相比，塔式抽油机的发展起来的主要原因有以下几点：一是冲程大，如20吨抽油机最大冲程可达8米。能满足产液量高，需要靠长冲程排液的油井；二是动载负荷小，运行平稳；对管杆系统冲击小；三是省电节能，节电率在40％左右；四是占地面积小，节约土地；五是节约钢材。

抽油机的设计本身决定了其配置功率较大的电机，因此在运行过程中普遍存在“大马拉小车”现象，浪费了大量电能，同时在供液不足情况下发生抽油泵空抽的现象以及液击现象，导致抽油泵磨损，其寿命降低，作业成本增加。如何节省电能、提高经济效益是目前油田生产中最重要的课题，以中石化胜利油田为例，其机械采油抽油机用量大、耗能高，约占油田总用电量的70％，是影响采油成本的重要因素。在考虑节能的同时，也要保证抽油机的功率满足需求。当抽油机启动运行后，由于存在配重块，电机需要的功率并不是很大，但为了在卸载挂抽时承担载荷以及应对由阻力突变油井中形成石蜡等干扰造成的载荷，抽油机上仍旧配备了大功率电机。在电机功率不够时，卸载挂抽就需要借助吊车，不便的同时大大增加了维护成本。因此，若能调节工作时抽油机电机的功率，保证运行的节能，又能够在卸载挂抽或大负载工作时依靠自身系统的提高动力，就能大大的降低抽油机的采油成本和维护成本。

专利号为CN104675368A授权的“直线驱动抽油机”公开了一种通过发电机和电动机配合，由渐开线齿条直线驱动的抽油机，电动机提供驱动力，发电机吸收抽油杆下降的势能进行发电，有一定的节能效果。但存在的问题是采用单个电机进行驱动，其功率是固定的，在负载较小的情况也以此功率工作，依然存在“大马拉小车”现象，并且在卸载挂抽时承担载荷以及应对由阻力突变造成的载荷，还需要借助外部大功率电机或吊车，极大地增加了成本。

本实用新型将根据上述问题，研发一台可根据抽油工况采用单电机或双电机模式进行驱动，能提供大载荷动力，且具有明显的节能效果，并且冲程长，机械效率高，结构简单，控制方便，适用范围广的塔式抽油机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可根据抽油工况的需求，采用单电机或双电机模式进行驱动，既能提供大载荷动力，又具有明显节能效果的塔式抽油机。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：一种双电机驱动的塔式抽油机，包括驱动绳导向机构、驱动绳、悬绳器、抽油杆光杆、配重系统、驱动系统、机架。

所述驱动绳导向机构主要用于通过前导轮组和后导轮组传导驱动绳运动。考虑到修井让位的需要，该驱动绳导向机构可通过外设卷扬机拉起第一传动架，随着传动架的抬升运动，前导轮组将往机架方向靠拢，从而让出修井空间。

所述机架为桁架结构，机架整体安装在底部平台上。机架中央设置有机架中央立柱，其下部安装在底部平台上，上部对称焊接有两块限位挡板，限位挡板两端分别焊接到机架主框架上表面。

所述驱动系统由两侧对置、结构相同的驱动单元组成。单侧的驱动单元由三相异步电机、减速器、离合器、驱动齿轮、驱动齿条、驱动平台、线性滑块、线性滑轨、减速器支撑板组成。三相异步电机经过减速器和离合器后带动驱动齿轮旋转，与驱动齿轮配合的竖直驱动齿条安装于机架中央立柱表面，通过齿轮齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。

所述配重系统由两侧对置、结构相同的配重单元组成，单侧配重单元的左右两端分别与两个驱动单元相连接。单侧的配重单元由配重架压板、吊环、悬挂板、配重块、配重架组成。配重架为用以承载配重块的承重钢架。配重架的一侧焊接有两块对称悬挂板用以分别与两侧的驱动单元连接。配重架上端用螺栓固定两块对称的配重架压板。在配重架上端还设置有吊环用以连接驱动绳。

采取以上技术方案，本实用新型的优势在于：两个驱动单元相互独立，可根据抽油工况或卸载需求，选取单电机或双电机两种模式进行驱动。采用双电机模式驱动时，两个驱动单元同步工作，两台三相异步电机同时提供动力，能提供大载荷动力；采用单电机模式驱动时，一侧的驱动单元通过其内部的离合器切断驱动齿轮与驱动轴的连接，在电机停转的情况下，随另一侧工作的驱动单元上下往复运动，在负载不大的情况下单电机工作，极大地节约能源，节能效果显著。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图的左视图

图2为本实用新型整体结构图的正视图

图3为本实用新型整体结构图的俯视图

图4为本实用新型单侧的驱动单元

图5为本实用新型驱动单元的驱动齿轮与齿条配合示意图

图6为本实用新型单侧的配重单元

图7为本实用新型驱动系统与配重系统连接示意图

图8为本实用新型驱动绳导向机构

图9为本实用新型驱动系统与配重系统整结构示意图

图10为本实用新型整体结构示意图

图中：1.驱动绳导向机构；2.驱动绳；3.悬绳器；4.抽油杆光杆；5.油井口；6.配重系统；7.驱动系统；8.机架；9.机架中央立柱；1-1.前导轮组；1-2.后导轮组；1-3.第一传动架；1-4.第二传动架；1-5.让位轴承；1-6.限位块；1-7.限位挡板；6-1.配重架压板；6-2.吊环；6-3.悬挂板；6-4.配重块；6-5.配重架；7-1.三相异步电机；7-2.减速器；7-3.离合器；7-4.驱动齿条；7-5.线性滑轨；7-6.线性滑块；7-7.驱动平台；7-8.减速器支撑板；7-9.驱动齿轮。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种双电机驱动的塔式抽油机包括机架8、可沿机架中央立柱9运动的驱动系统7、传递动力的驱动绳2、置于机架8顶平台上的驱动绳导向机构1以及与驱动系统平台连接的配重系统6。

如图4、5所示，驱动系统7由两侧对置、结构相同的驱动单元组成。单侧的驱动单元由三相异步电机7-1、减速器7-2、离合器7-3、驱动齿轮7-9、驱动齿条7-4、驱动平台7-7、线性滑块7-6、线性滑轨7-5、减速器支撑板7-8组成。三相异步电机7-1连接在减速器7-2动力输入端，减速器7-2通过螺栓固定在减速器支撑板7-8上表面，减速器支撑板7-8通过螺栓垂直固定在驱动平台7-7外侧，离合器7-3通过螺栓固定于驱动平台7-7外侧，驱动平台7-7内侧对称安装有两组线性滑块7-6，与竖直安装于机架中央立柱9表面的线性滑轨7-5相配合，驱动平台7-7可在驱动力的作用下沿线性滑轨7-5作直线运动，三相异步电机7-1的动力经过减速器7-2后，通过离合器7-3输出到驱动齿轮7-9，离合器7-3可以切断驱动齿轮7-9与驱动轴的动力连接，机架中央立柱9表面通过螺栓固定有与驱动齿轮7-9配合的竖直驱动齿条7-4，通过齿轮齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。

如图6所示，配重系统6由两侧对置、结构相同的配重单元组成，单侧的配重单元由配重架压板6-1、吊环6-2、悬挂板6-3、配重块6-4、配重架6-5组成，配重架6-5由方钢焊接用以承载配重块，配重架6-5一侧焊接两块对称悬挂板6-3用以连接到两侧的驱动单元，配重架6-5上端用螺栓固定两块对称的配重架压板6-1，在配重架6-5上端还设置有吊环6-2用以连接驱动绳2，如图7所示，单侧配重单元的左右两端的悬挂板6-3分别与两侧的驱动单元的驱动平台7-7通过螺栓连接，使两侧的驱动单元与配重单元连接为一体，驱动系统7与配重系统6整体在机架中央立柱9上的运动位置关系如图9所示。

如图8所示，驱动绳导向机构1通过前导轮组1-1和后导轮组1-2传导驱动绳2运动。所述前导轮组1-1和后导轮组1-2各自由两个或两个以上导轮组成，对称分布于第一传动架1-3上。各导轮为钢制轮或高强度无油自润滑MC尼龙轮，其外圆表面为多股绕绳槽。第一传动架1-3前端通过转动副与第二传动架1-4连接，后端通过第一传动架1-3上设置的限位块1-6与机架8顶平台上的限位挡板1-7配合，在驱动绳2压力的作用下稳定在固定位置。第二传动架1-4与机架2之间通过让位轴承1-5连接，在修井需要让位时，可通过外设的卷扬机拉起第一传动架1-3。

机架8安装在底部平台上。机架中央立柱9位于机架8中央，其下部安装在底部平台上，上部对称焊接有两块限位挡板1-7，限位挡板1-7两端分别焊接到机架8主框架上表面。驱动绳2一端连接配重系统6上的吊环6-2，另一端连接悬绳器3，对称分布于驱动绳导向机构1上。悬绳器3中央连接抽油杆光杆4。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种双电机驱动的塔式抽油机，该机包括机架(8)、可沿机架中央立柱(9)运动的驱动系统(7)、传递动力的驱动绳(2)、置于机架(8)顶平台上的驱动绳导向机构(1)以及与驱动系统平台连接的配重系统(6)，其特征在于：所述的驱动系统(7)由两侧对置、结构相同的驱动单元组成，单侧的驱动单元由三相异步电机(7-1)、减速器(7-2)、离合器(7-3)、驱动齿轮(7-9)、驱动齿条(7-4)、驱动平台(7-7)、线性滑块(7-6)、线性滑轨(7-5)、减速器支撑板(7-8)组成，三相异步电机(7-1)经过减速器(7-2)和离合器(7-3)后带动驱动齿轮(7-9)旋转，机架中央立柱(9)表面设置有与驱动齿轮(7-9)配合的竖直驱动齿条(7-4)，通过齿轮齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。

2.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的塔式抽油机，其特征在于：所述驱动绳导向机构(1)通过前导轮组(1-1)和后导轮组(1-2)传导驱动绳(2)运动，所述前导轮组(1-1)和后导轮组(1-2)各自由两个或两个以上导轮组成，对称分布于第一传动架(1-3)上，进一步，第一传动架(1-3)前端通过转动副与第二传动架(1-4)连接，后端通过第一传动架(1-3)上设置的限位块(1-6)与机架(8)顶平台上的限位挡板(1-7)配合，在驱动绳(2)压力的作用下稳定在固定位置，进一步，第二传动架(1-4)与机架(8)之间通过让位轴承(1-5)连接。

3.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的塔式抽油机，其特征在于：所述配重系统(6)由两侧对置、结构相同的配重单元组成，单侧配重单元的左右两端分别与两个驱动单元相连接，单侧的配重单元由配重架压板(6-1)、吊环(6-2)、悬挂板(6-3)、配重块(6-4)、配重架(6-5)组成，配重架(6-5)由方钢焊接用以承载配重块，配重架(6-5)一侧焊接两块对称悬挂板(6-3)用以连接到两侧的驱动单元，配重架(6-5)上端用螺栓固定两块对称的配重架压板(6-1)，在配重架(6-5)上端还设置有吊环(6-2)用以连接驱动绳(2)。

4.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的塔式抽油机，其特征在于：所述机架(8)安装在底部平台上，机架中央立柱(9)位于机架(8)中央，其下部安装在底部平台上，上部对称焊接有两块限位挡板(1-7)，限位挡板(1-7)两端分别焊接到机架(8)主框架上表面。

5.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的塔式抽油机，其特征在于：所述驱动绳(2)一端连接配重系统(6)上的吊环(6-2)，另一端连接悬绳器(3)，对称分布于驱动绳导向机构(1)上，悬绳器(3)中央连接抽油杆光杆(4)。