CN2407158Y - 抽油机变速节能拖动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型技术属于石油钻采机械技术领域,是一种主要用于游梁抽油机的拖动装置,其结构特点是,在高转差率电动机的输出轴上分别固定安装一个具有合适转动惯量的飞轮和浮动安装一个带有离合器的皮带轮。在电动机变速的作用下,飞轮所产生较大的惯性扭矩能够有效地减小电动机所承受的最大载荷扭矩和扭矩的变化量,在离心离合器的作用下,电动机可接近空载荷启动,从而能够减少电动机的功率,达到节能的目的,具有20%—50%的节能效果。另外电动机具有较软的输出特性,减小抽油机的载荷冲击,从而提高抽油系统各部件的工作可靠性和使用寿命。

Description

抽油机变速节能拖动装置

本实用新型涉及石油钻采机械技术领域，特别适用于负载变化大的工作机，如广泛使用的游梁式抽油机。

目前各油田运行的游梁抽油机所配用的动力装置主要是一般的三相异步电动机，在电动机的轴伸上直接安装一个皮带轮，通过皮带传动带动抽油机减速器运转，从而使抽油机进行工作。由于游梁抽油机的结构特点和驴头悬点载荷变化大的状况，对于直接安装皮带轮的一般电动机，电动机承受较大的峰值扭矩，扭矩变化量大且有负扭矩存在，同时游梁抽油机也承受很大的变载荷和载荷冲击的作用，另外电动机满载荷启动，启动电流大。这样，一方面整个抽油机系统的可靠性差，使用寿命短；另一方面，抽油机需要配备较大功率的电动机，电动机工作效率低，电能浪费严重。因此改变游梁抽油机的载荷特性，提高抽油机的工作可靠性，节约电动机功率，对于采油企业的经济效益具有十分重要的意义。

针对这种状况，中国专利公布了惯性节能动力装置(ZL93243234)技术。其特点是在发动机和皮带轮之间，加装一个带有飞轮的离心离合器，其中的飞轮和皮带轮是固定在一起的，靠飞轮的惯性作用减少发动机的功率，达到节能的目的。这种技术的应用对抽油机有一定的节能作用。该专利技术存在两个问题，一是由于飞轮和皮带轮固定连接一起后通过离合器与发动机相连，发动机启动后需同时带动抽油机和飞轮运转，发动机需要较大的启动功率，启动困难；二是没有说明发动机必须是变速运动的，因此靠飞轮能量的变化来平衡减少发动机的功率，其节能效果是有限的。

本实用新型对上述技术存在的不足而提出了一种抽油机拖动装置。通过本实用新型技术的实施可以使游梁抽油机具有明显的节能效果，并且提高抽油机系统各部件的工作可靠性和使用寿命。

为实现本实用新型的目的而采用的技术方案是：在高转差率电动机的输出轴上直接固定安装一个飞轮装置，电动机皮带轮不直接固定安装在电动机输出轴上，而是通过一套装置使皮带轮浮动安装在电动机输出轴上。它主要由高转差电动机9、飞轮5、皮带轮1、轴承3、联轴盘6、从动盘7、摩擦块4、叶片13、卡环11、油封2、和油封8组成。飞轮5通过螺栓与联轴盘6固定连接一起，联轴盘6通过平键固定在电动机的轴头12上，从动盘通7通过轴承3、卡环11及轴套10浮动安装在联轴盘6上，皮带轮1通过螺栓固定安装在从动盘7上，叶片13固定连接在联轴盘6上，摩擦块4安装在联轴盘6和从动盘7之间。

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

图1是本实用新型的工作结构图。

参照图1，本实用新型的工作过程是：当电动机9启动时，首先带动联轴盘6、叶片13、摩擦块4和飞轮5转动，当电动机9转速达到一定值时，摩擦块4在其离心力作用下，开始带动从动盘7和皮带轮1运转，通过皮带传动，使抽油机进行正常工作。

游梁抽油机工作时所需电动机的功率分别与电动机所受的扭矩和电动机的转速成正比，由于游梁抽油机的结构特点和载荷特性决定了电动机承受较大的峰值扭矩和扭矩变化量，因此，降低电动机所受扭矩的峰值和变化范围，就能有效地减少电动机的功率。对游梁抽油机来说，电动机的节能效果分别与电动机转差率和抽油机旋转系统的转动惯量成正比。为此，本实用新型采用了两个措施：

一是用高转差电动机9代替常规转差的电动机。高转差电动机的特点是其具有软的输出特性，转速随着所受扭矩大小的变化而变化，扭矩大时，电动机的转速变小；扭矩小时，电动机的转速增大。从而能够减少抽油机承受的载荷，改善抽油机的受力状况，减小电动机的峰值扭矩和扭矩的变化量，减少电动机功率。

二是增加抽油机系统的转动惯量。由于采用了变速电动机，抽油机的运转速度是随着悬点载荷的变化而变化的，抽油机的转动惯量越大，其惯性扭矩也就越火，而惯性扭矩正好起着减小最大载荷扭矩和增大最小载荷扭矩的作用，也就是说，增大抽油机的转动惯量，也能减小电动机的峰值扭矩和扭矩变化量。本实用新型依靠在电动机的输出轴上固定安装一个飞轮5来增加抽油机系统的转动惯量。

上述两个措施缺一不可，否则，抽油机的能耗就大。常规的电动机的转差率一般在5％以内，并且抽油机的转动惯量也没有特别增大，所以目前的游梁抽油机的能耗较大。而惯性节能动力装置重视了增加转动惯量的，但忽视了抽油机转速也应变化的因素，所以其节能效果受到限制。

另一方面，由于电动机是带载荷启动，启动时所需扭矩要比正常工作时将近大许多，电动机启动困难。因此，本实用新型采用了皮带轮不直接固定安装在电动机输出轴上，而是通过一个离心离合器使皮带轮浮动安装在电动机输出轴上的方案。从而减小电动机的启动扭矩和功率。

与现有的抽油机拖动技术相比，本实用新型技术具有以下特点：

1)电动机承受的扭矩明显减小，并且消除负扭矩的存在；

2)游梁抽油机节能效果显著，可节电20％-50％；

3)电动机空载荷启动，启动电流小，电动机能得到过载保护，对电网和抽油设备冲击小；

4)抽油机系统具有软的工作特性，动载荷和冲击载荷小，提高各部件的工作可靠性。

Claims (1)

1.一种用于游梁抽油机的拖动装置，主要由高转差率电动机(9)、飞轮(5)、轴承(3)、联轴盘(6)、从动盘(7)、摩擦块(4)、叶片(13)、卡环(11)、皮带轮(1)等组成，其特征在于：飞轮(5)通过螺栓与联轴盘(6)固定连接一起，联轴盘(6)通过平键固定在电动机的轴头(12)上，从动盘通(7)通过轴承(3)、卡环(11)及轴套(10)浮动安装在联轴盘(6)上，皮带轮(1)通过螺栓固定安装在从动盘(7)上，叶片(13)固定连接在联轴盘(6)上，摩擦块(4)安装在联轴盘(6)和从动盘(7)之间。

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