專利名稱：永磁盤式電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種油田生產(chǎn)中有桿采油系統(tǒng)使用的抽油機(jī)，尤其涉及一種永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式無(wú)游梁抽油機(jī)，屬于采油機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的是游梁式抽油機(jī)。游梁式抽油機(jī)因傳動(dòng)機(jī)構(gòu)繁瑣導(dǎo)致了它的傳動(dòng)效率低，結(jié)構(gòu)笨重，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率大，能耗高，而且游梁式抽油機(jī)因其結(jié)構(gòu)限制調(diào)整沖程沖次困難。無(wú)游梁式抽油機(jī)主要有寬皮帶式抽油機(jī)、直線往復(fù)式抽油機(jī)、天輪式抽油機(jī)等等。由于無(wú)游梁式抽油機(jī)省去了笨重的游梁，容易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程，沖程相對(duì)損失小， 有效沖程大，相對(duì)沖次低，在提高泵效的同時(shí)還提高了系統(tǒng)的工作壽命。由于采用平衡塊直接平衡方式，配重調(diào)整方便、準(zhǔn)確、平衡效果好。但是現(xiàn)有的無(wú)游梁式抽油機(jī)普遍使用的是調(diào)速性能差的三相交流異步電機(jī)，在頻繁正反轉(zhuǎn)過(guò)程中加速度大，慣性載荷大，導(dǎo)致電機(jī)消耗功率大，且現(xiàn)有的無(wú)游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)件多，成本高，維修保養(yǎng)困難，故障率高。這些都大大限制了無(wú)游梁式抽油機(jī)的推廣應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠耐用、 操作簡(jiǎn)便、整機(jī)價(jià)格低、維護(hù)容易、節(jié)能效果好、調(diào)參方便的新型高效節(jié)能抽油機(jī)顯得越發(fā)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的抽油機(jī)存在的上述問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠耐用、操作簡(jiǎn)便、維護(hù)容易、節(jié)能效果好、調(diào)參方便的永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案如下一種永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，包括機(jī)架、永磁盤式伺服電機(jī)、制動(dòng)器、同步帶輪、驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)輪座、導(dǎo)向滑輪、滑輪座、開(kāi)口同步帶、鋼絲繩、配重箱、電氣控制柜、護(hù)欄、爬梯等，其特征是采用永磁盤式伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)電氣控制柜中的伺服調(diào)速系統(tǒng)控制該盤式電機(jī)做低速正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸直接驅(qū)動(dòng)同步帶輪正反轉(zhuǎn)，同步帶輪帶動(dòng)與其嚙合的開(kāi)口同步帶做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，開(kāi)口同步帶兩端各連若干根鋼絲繩，其中一端的鋼絲繩拉動(dòng)配重箱做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，另一端的鋼絲繩通過(guò)懸繩器拉動(dòng)光桿在井口中做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油作業(yè)。所述機(jī)架為整體焊接機(jī)架，它由型鋼及鋼板焊接而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠。所述控制柜中安裝有伺服調(diào)速系統(tǒng)，控制伺服電機(jī)按一定的速度模式曲線運(yùn)行。 當(dāng)需要改變抽油機(jī)的運(yùn)行模式時(shí)只需通過(guò)伺服調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)即可。所述永磁盤式電機(jī)為自行開(kāi)發(fā)的低速大扭矩電機(jī)，該永磁盤式伺服電機(jī)的輸出軸就是驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)徑向滾動(dòng)軸承安裝在驅(qū)動(dòng)輪座上，同步帶輪通過(guò)鍵與驅(qū)動(dòng)軸連接。 這樣就可以使永磁盤式電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)同步帶輪做低速大扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)輪座通過(guò)螺栓連接固定在機(jī)架的底板上。所述制動(dòng)器本身通過(guò)螺栓與驅(qū)動(dòng)輪座連接固定，驅(qū)動(dòng)軸的末端與制動(dòng)器的內(nèi)盤通過(guò)滑鍵連接，內(nèi)盤可以在驅(qū)動(dòng)軸上做軸向滑動(dòng)。摩擦塊鑲嵌在內(nèi)盤表面。內(nèi)盤由導(dǎo)磁材料制成。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，在制動(dòng)彈簧的作用下，內(nèi)盤將摩擦塊壓緊在制動(dòng)盤上，驅(qū)動(dòng)軸停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)可靠制動(dòng)。當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，在電磁力的作用下，內(nèi)盤壓縮制動(dòng)彈簧，從而使摩擦塊與制動(dòng)盤脫開(kāi)，制動(dòng)器失去制動(dòng)作用。 所述開(kāi)口同步帶與同步帶輪嚙合，且開(kāi)口同步帶的一端通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭與一段鋼絲繩連接，該段鋼絲繩繞過(guò)導(dǎo)向滑輪與懸繩器連接，開(kāi)口同步帶的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭與另一段鋼絲繩連接，該段鋼絲繩繞過(guò)導(dǎo)向滑輪與配重箱連接。所述導(dǎo)向滑輪安裝在滑輪座上。所述滑輪座通過(guò)螺栓安裝固定在機(jī)架頂部鋼板上。所述護(hù)欄通過(guò)螺栓安裝在機(jī)架頂部。所述爬梯通過(guò)螺栓安裝在機(jī)架一側(cè)。本發(fā)明的有益效果1、傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用直驅(qū)技術(shù)，無(wú)中間減速機(jī)構(gòu)，采用調(diào)速性能優(yōu)良的永磁盤式伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、換向，提高了系統(tǒng)的傳動(dòng)效率及其可靠性。2、通過(guò)伺服調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)抽油機(jī)運(yùn)行速度模式方便，使其以較理想的速度曲線運(yùn)行，減小了抽油機(jī)的運(yùn)行功率，節(jié)能效果顯著。3、采用配重箱直接平衡技術(shù)，平衡效果好，調(diào)整配重方便。4、通過(guò)伺服調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)改變抽油機(jī)的運(yùn)行模式，無(wú)需任何機(jī)械調(diào)整，調(diào)節(jié)參數(shù)簡(jiǎn)單、方便。5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)系統(tǒng)精簡(jiǎn)，同時(shí)兼有爬梯護(hù)欄等輔助設(shè)施，安裝維護(hù)容易。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是本發(fā)明主驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是制動(dòng)器部分的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述參照?qǐng)D1與圖2，一種永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，包括機(jī)架7、永磁盤式電機(jī) 17、制動(dòng)器14、同步帶輪16、驅(qū)動(dòng)軸19、驅(qū)動(dòng)輪座18、導(dǎo)向滑輪8、滑輪座10、開(kāi)口同步帶4、 鋼絲繩6、配重箱12、電氣控制柜13、護(hù)欄9、爬梯11等。所述機(jī)架7為整體焊接機(jī)架，它由型鋼及鋼板焊接而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠。所述永磁盤式電機(jī)17為自行開(kāi)發(fā)的低速大扭矩電機(jī)。所述制動(dòng)器14為電磁型摩擦制動(dòng)器，失電制動(dòng)。所述護(hù)欄9通過(guò)螺栓安裝在機(jī)架 7頂部。所述爬梯11通過(guò)螺栓安裝在機(jī)架一側(cè)。參照?qǐng)D3，永磁盤式電機(jī)17、制動(dòng)器14、同步帶輪16、驅(qū)動(dòng)輪座18、驅(qū)動(dòng)軸19組成了該抽油機(jī)的主驅(qū)動(dòng)部分。該永磁盤式伺服電機(jī)17的輸出軸就是驅(qū)動(dòng)軸19，驅(qū)動(dòng)軸19通過(guò)徑向滾動(dòng)軸承安裝在驅(qū)動(dòng)輪座18上，同步帶輪16通過(guò)鍵與驅(qū)動(dòng)軸19連接。這樣就可以使永磁盤式電機(jī)17直接驅(qū)動(dòng)同步帶輪16做低速大扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)。
開(kāi)口同步帶4與同步帶輪16嚙合，且開(kāi)口同步帶4的一端通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭5與一段鋼絲繩6連接，該段鋼絲繩6繞過(guò)導(dǎo)向滑輪8與懸繩器3連接，開(kāi)口同步帶4的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭5與另一段鋼絲繩6連接，該段鋼絲繩6繞過(guò)導(dǎo)向滑輪8與配重箱12連接。所述導(dǎo)向滑輪8安裝在滑輪座10上，滑輪座10通過(guò)螺栓安裝固定在機(jī)架7頂部鋼板上。參照?qǐng)D4，制動(dòng)器14本身通過(guò)螺栓15將制動(dòng)器主體沈與驅(qū)動(dòng)輪座18連接固定， 驅(qū)動(dòng)軸19的末端與制動(dòng)器14的內(nèi)盤21通過(guò)滑鍵25連接，內(nèi)盤21可以在驅(qū)動(dòng)軸19上做軸向滑動(dòng)。摩擦塊22鑲嵌在內(nèi)盤21表面。內(nèi)盤21由導(dǎo)磁材料制成。當(dāng)電磁線圈23斷電時(shí)，在制動(dòng)彈簧M的作用下，內(nèi)盤21將摩擦塊22壓緊在制動(dòng)盤20上，驅(qū)動(dòng)軸19停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)可靠制動(dòng)。當(dāng)電磁線圈23通電時(shí)，在電磁力的作用下，內(nèi)盤21壓縮制動(dòng)彈簧M，從而使摩擦塊22與制動(dòng)盤20脫開(kāi)，制動(dòng)器失去制動(dòng)作用。本發(fā)明的工作原理為本發(fā)明采用自行研發(fā)的永磁盤式伺服電機(jī)17作為動(dòng)力源，該永磁盤式伺服直驅(qū)式抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)電氣控制柜13控制該盤式電機(jī)做低速正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)17通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸19帶動(dòng)同步帶輪16做低速正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同步帶輪16帶動(dòng)與其嚙合的開(kāi)口同步帶4做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，開(kāi)口同步帶4 一端通過(guò)與其連接的鋼絲繩6拉動(dòng)配重箱12做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 同時(shí)開(kāi)口同步帶4另一端通過(guò)與其連接的鋼絲繩6及懸繩器3拉動(dòng)光桿2在井口 1中做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油作業(yè)。該永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)往配重箱12中增加或者減少沙石來(lái)調(diào)節(jié)配重，直接平衡工作載荷，平衡效果好。通過(guò)電氣控制柜13中的伺服調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程沖次等運(yùn)行參數(shù)，調(diào)節(jié)參數(shù)簡(jiǎn)單方便，避免了傳統(tǒng)抽油機(jī)調(diào)整運(yùn)行狀況時(shí)還需調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要制動(dòng)或緊急制動(dòng)時(shí)，永磁盤式伺服電機(jī)17斷電的同時(shí)制動(dòng)器14 通過(guò)制動(dòng)彈簧M把摩擦塊22與制動(dòng)盤20壓緊從而使驅(qū)動(dòng)軸19停止轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可靠制動(dòng)。 該永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)系統(tǒng)精簡(jiǎn)，同時(shí)兼有爬梯護(hù)欄等輔助設(shè)施，安裝維護(hù)容易。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，包括機(jī)架、永磁盤式伺服電機(jī)、制動(dòng)器、同步帶輪、驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)輪座、導(dǎo)向滑輪、滑輪座、開(kāi)口同步帶、鋼絲繩、配重箱、電氣控制柜、護(hù)欄和爬梯；其特征在于采用永磁盤式伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，電機(jī)輸出軸就是驅(qū)動(dòng)軸，直接驅(qū)動(dòng)與其鍵連接的同步帶輪正反轉(zhuǎn)，同步帶輪又拉動(dòng)與其嚙合的開(kāi)口同步帶來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，開(kāi)口同步帶兩端各連若干根鋼絲繩，其中一端的鋼絲繩通過(guò)懸繩器與光桿連接，另一端的鋼絲繩與配重箱連接，配重箱中裝填沙石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，其特征在于所述永磁盤式伺服電機(jī)的輸出軸就是驅(qū)動(dòng)軸，永磁盤式伺服電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)同步帶輪正反轉(zhuǎn)；制動(dòng)器為電磁型摩擦制動(dòng)器，為失電制動(dòng)器；制動(dòng)器內(nèi)盤通過(guò)滑鍵直接安裝在驅(qū)動(dòng)軸上，內(nèi)盤可以在驅(qū)動(dòng)軸上做軸向滑動(dòng)；摩擦塊鑲嵌在內(nèi)盤表面；內(nèi)盤由導(dǎo)磁材料制成；當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，在制動(dòng)彈簧的作用下，內(nèi)盤將摩擦塊壓緊在制動(dòng)盤上，驅(qū)動(dòng)軸停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)可靠制動(dòng)。當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，在電磁力的作用下，內(nèi)盤壓縮制動(dòng)彈簧，從而使摩擦塊與制動(dòng)盤脫開(kāi)，制動(dòng)器失去制動(dòng)作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，其特征在于所述同步帶輪與驅(qū)動(dòng)軸鍵連接，通過(guò)開(kāi)口同步帶與同步帶輪的嚙合運(yùn)動(dòng)把永磁盤式伺服電機(jī)輸出的正反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成開(kāi)口同步帶的來(lái)回往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，開(kāi)口同步帶兩端各通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭與若干根鋼絲繩連接，鋼絲繩繞過(guò)若干個(gè)導(dǎo)向滑輪拉動(dòng)光桿做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)輪座通過(guò)螺栓連接固定在機(jī)架的底板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)向滑輪安裝在滑輪座上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，其特征在于所述滑輪座通過(guò)螺栓安裝固定在機(jī)架頂部鋼板上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種永磁盤式伺服電機(jī)直驅(qū)式抽油機(jī)，包括機(jī)架、永磁盤式伺服電機(jī)、制動(dòng)器、同步帶輪、驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)輪座、導(dǎo)向滑輪、滑輪座和開(kāi)口同步帶等。采用永磁盤式伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，電機(jī)輸出軸就是驅(qū)動(dòng)軸，直接驅(qū)動(dòng)與其鍵連接的同步帶輪正反轉(zhuǎn)，同步帶輪又拉動(dòng)與其嚙合的開(kāi)口同步帶來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，開(kāi)口同步帶兩端各連若干根鋼絲繩。本發(fā)明的有益效果傳動(dòng)系統(tǒng)超級(jí)精簡(jiǎn)，無(wú)中間減速機(jī)構(gòu)，采用調(diào)速性能優(yōu)良的永磁盤式伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、換向，并配以伺服調(diào)速系統(tǒng)，采用配重箱直接平衡，使抽油機(jī)具有長(zhǎng)沖程、低沖次、高效率、低功耗、調(diào)參容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/00GK102562002SQ20121001264
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者趙升噸, 邵中魁 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)