一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，包括設(shè)于井口一側(cè)的開關(guān)磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜，所述磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜連接，所述開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸連接有滾筒，所述井口另一側(cè)設(shè)有支架，所述支架頂端連接有滑輪；本實(shí)用新型是一種去掉游梁式的抽油機(jī)，采用支架作為支撐，開關(guān)磁阻電機(jī)作為動(dòng)力，類似于吊車吊臂的采油裝置。這種結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)環(huán)節(jié)較少，傳動(dòng)效率高；實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)純扭矩傳輸，提高了傳動(dòng)效率；無皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，杜絕了皮帶打滑、丟轉(zhuǎn)和斷脫等情況，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；電機(jī)應(yīng)用開關(guān)磁阻電機(jī)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速可調(diào)、可正反轉(zhuǎn)和功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，降低抽油能耗；采油雙滑輪導(dǎo)向傳動(dòng)，將降低電機(jī)負(fù)載。
【專利說明】
一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于油田抽油井采油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]游梁式抽油機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，迄今已應(yīng)有100多年，且仍是目前最主要的采油方法，在國(guó)內(nèi)各油田應(yīng)有90%以上。游梁式抽油機(jī)主要由驢頭、游梁、連桿、曲柄、減速箱和電動(dòng)機(jī)等部分組成。抽油機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過皮帶減速箱減速后，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)將減速箱輸出軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為驢頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)抽油栗做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成采油過程。
[0003]游梁式抽油機(jī)在我國(guó)石油發(fā)展史上發(fā)揮了非常重要的作用。但是隨著科技的發(fā)展和采油技術(shù)的進(jìn)步，游梁式抽油機(jī)的弊端也逐漸顯著起來，存在的主要問題有以下幾點(diǎn):
[0004]1、傳動(dòng)效率低
[0005]游梁式抽油機(jī)傳動(dòng)環(huán)節(jié)多，包括皮帶、減速箱、連桿、曲柄、游梁、驢頭、井下桿柱等環(huán)節(jié)，自身機(jī)械傳動(dòng)能量損失約28%。常規(guī)型游梁式抽油機(jī)機(jī)采系統(tǒng)效率在國(guó)內(nèi)一般只有12%-23%，最高的僅30%左右。
[0006]2、慣性載荷過大的問題
[0007]游梁式抽油機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)使得驢頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律類似于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在上下死點(diǎn)位置加速度很大，造成慣性載荷大，使得抽油機(jī)承受載荷過大，減速箱轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大，加大了齒輪沖擊，縮短了減速箱和抽油機(jī)的使用壽命。
[0008]3、電機(jī)適應(yīng)性差
[0009]I)游梁式抽油機(jī)主要配套三相異步電機(jī)，抽油機(jī)的啟動(dòng)為全壓起動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流達(dá)到其額定電流的5-7倍，對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)電流沖擊大，電網(wǎng)電壓波動(dòng)大。
[0010]2)抽油機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)及抽汲工況變化，在上下沖程運(yùn)行中隨著負(fù)荷的變化會(huì)產(chǎn)生不平衡，并且差別較大，從而使電機(jī)在運(yùn)行中存在“倒發(fā)電”現(xiàn)象?！暗拱l(fā)電”既造成一定的能量損失，又對(duì)電網(wǎng)造成一定擾動(dòng)，電機(jī)燒毀事故較多，維修費(fèi)用高。同時(shí)還使電網(wǎng)和電機(jī)功率因數(shù)進(jìn)一步降低，從而造成能源浪費(fèi)。
[0011 ] 3)電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)“硬特性”，在負(fù)載大小變化轉(zhuǎn)換時(shí)沖擊損耗大，同時(shí)，掩蓋了不平衡狀態(tài)，導(dǎo)致抽油機(jī)把能量浪費(fèi)在“舉重”上。
[0012]4)功率因數(shù)低，線路和無功損耗大。普遍存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載變輕，所需的力矩較小，出現(xiàn)了抽油桿的負(fù)載特性與電動(dòng)機(jī)23的機(jī)械特性不匹配的問題，功率利用率很低。
[0013]4、調(diào)參工作量大
[0014]油井工作制度變化，需要調(diào)整沖次時(shí)，需要更換皮帶輪或減速箱，過程繁瑣，危險(xiǎn)性高，工作量較大。
[0015]5、其它問題
[0016]常規(guī)抽油機(jī)均安裝有減速箱，但減速箱作為減速機(jī)構(gòu)，運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象和鑄造缺陷造成的齒輪機(jī)械磨損，影響了油井正常生產(chǎn)和抽油機(jī)使用壽命。其次，皮帶作為電動(dòng)機(jī)與減速箱之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也有很多的缺點(diǎn)，如電動(dòng)機(jī)遇雨雪天氣或負(fù)荷增加時(shí)，皮帶易發(fā)生打滑、丟轉(zhuǎn)和斷脫等現(xiàn)象，導(dǎo)致工人勞動(dòng)強(qiáng)度增大，操作成本高，降低生產(chǎn)時(shí)率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前各油田叢式井組開發(fā)形式以及節(jié)能降耗的需要，提供了一種去掉游梁式抽油機(jī)，采用支架作為支撐，開關(guān)磁阻電機(jī)提供動(dòng)力的采油裝置。
[0018]為此，本實(shí)用新型提供了一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，包括設(shè)于井口一側(cè)的開關(guān)磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜，所述磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜連接，所述開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸連接有滾筒，所述井口另一側(cè)設(shè)有支架，所述支架頂端連接有滑輪；
[0019]所述滾筒包括滾筒軸和滾筒輥?zhàn)樱摑L筒輥?zhàn)由侠p繞有纜繩，所述纜繩另一端繞過支架頂端的滑輪與光桿連接，所述光桿與油井內(nèi)的抽油栗連接。
[0020]所述支架底部設(shè)有支架底座。
[0021]所述采油裝置的沖次、沖程分別通過開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜調(diào)節(jié)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速、正反轉(zhuǎn)變換時(shí)間來調(diào)節(jié)。
[0022]所述纜繩與光桿通過懸繩器連接。
[0023]所述滑輪為雙滑輪。
[0024]所述開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與滾筒軸連接。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供的這種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，是一種去掉游梁式的抽油機(jī)，采用支架作為支撐，開關(guān)磁阻電機(jī)作為動(dòng)力，類似于吊車吊臂的采油裝置。這種結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)環(huán)節(jié)較少，傳動(dòng)效率高;實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)純扭矩傳輸，提高了傳動(dòng)效率;無皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，杜絕了皮帶打滑、丟轉(zhuǎn)和斷脫等情況，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；電機(jī)應(yīng)用開關(guān)磁阻電機(jī)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速可調(diào)、可正反轉(zhuǎn)和功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，降低抽油能耗;采油雙滑輪導(dǎo)向傳動(dòng)，將降低電機(jī)負(fù)載。
[0026]下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)滾筒示意圖；
[0029]圖3是常規(guī)游梁式抽油機(jī)示意圖。
[0030]圖中:1、開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜;2、開關(guān)磁阻電機(jī);3、滾筒;4、纜繩;5、雙滑輪;6、懸繩器;7、光桿;8、井口；9、支架；10、支架底座；11、開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸；12、聯(lián)軸器;13、滾筒軸；14、滾筒輥?zhàn)樱?5、剎車；16、電動(dòng)機(jī)；17、驢頭；18、游梁；19、橫梁;20、連桿;21、曲柄;22、
減速箱。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1:
[0032]本實(shí)施例提供了一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，包括設(shè)于井口8—側(cè)的開關(guān)磁阻電機(jī)2和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜I，所述磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜I連接，所述開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸連接有滾筒3，所述井口 8另一側(cè)設(shè)有支架9，所述支架9頂端連接有滑輪；
[0033]所述滾筒3包括滾筒軸13和滾筒輥?zhàn)?4，該滾筒輥?zhàn)?4上纏繞有纜繩4，所述纜繩4另一端繞過支架9頂端的滑輪與光桿7連接，所述光桿7與油井內(nèi)的抽油栗連接。
[0034]本實(shí)施例提供的這種支架9式采油裝置，由開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)16、支架9、滑輪和滾筒3等部分組成，開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸與滾筒軸13連接，滾筒輥?zhàn)?4上纏繞的纜繩4繞過滑輪與光桿7連接。采油裝置工作時(shí)，開關(guān)磁阻電機(jī)2帶動(dòng)滾筒軸13，滾筒軸13旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾筒3旋轉(zhuǎn)，當(dāng)開關(guān)磁阻電機(jī)2正轉(zhuǎn)時(shí)，纜繩4纏繞于滾筒輥?zhàn)?4上，完成抽油下行程;開關(guān)磁阻電機(jī)2電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，纜繩4被放開，完成抽油上行程;開關(guān)磁阻電機(jī)2在設(shè)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換，帶動(dòng)前驢頭拉動(dòng)抽油桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了抽油栗的抽汲采油。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，實(shí)施例提供了一種如圖1所示的開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，所述支架9底部設(shè)有支架底座10，纜繩4與光桿7通過懸繩器6連接。采油裝置的沖次、沖程分別通過開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜I調(diào)節(jié)開關(guān)磁阻電機(jī)2轉(zhuǎn)速、正反轉(zhuǎn)變換時(shí)間來調(diào)節(jié)?；啚殡p滑輪5，采用雙滑輪5組導(dǎo)向傳動(dòng)，降低了電動(dòng)機(jī)16的輸出力，降低電機(jī)運(yùn)行能耗。
[0037]如圖2所示，開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器12與滾筒軸13連接。油井井口8兩側(cè)分別放置開關(guān)磁阻電機(jī)2和支架9，開關(guān)磁阻電機(jī)2輸出端與滾筒軸13軸相對(duì)，中間通過聯(lián)軸器12連接，滾筒軸13中心與井口 8、滑輪處于同一平面，纜繩4通過支架9頂端雙滑輪5與懸繩器6連接，懸繩器6下端連接光桿7與井下桿柱。采油裝置工作時(shí)，開關(guān)磁阻電機(jī)2通過聯(lián)軸器12將動(dòng)力傳遞給滾筒3，滾筒3的正反旋轉(zhuǎn)完成了纜繩4的收放過程。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，纜繩4是收的過程，帶動(dòng)桿柱實(shí)現(xiàn)了抽油下沖程;電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，纜繩4是放的過程，帶動(dòng)桿柱實(shí)現(xiàn)了抽油上沖程，完成一次抽汲過程。如此反復(fù)循環(huán)，將不斷地將井底液體舉升至地面。而抽油沖次可在開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜I內(nèi)通過設(shè)定轉(zhuǎn)速來控制，沖程通過調(diào)節(jié)開關(guān)磁阻電機(jī)2正反轉(zhuǎn)切換時(shí)間來控制。
[0038]常規(guī)游梁18式抽油機(jī)如圖3所示，由驢頭17、游梁18、連桿20、橫梁19、曲柄21、減速箱22和電動(dòng)機(jī)16、剎車15等部分組成。抽油機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)16通過皮帶減速箱22減速后，由曲柄21連桿20機(jī)構(gòu)將減速箱22輸出軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為驢頭17的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)抽油栗做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成采油過程。
[0039]綜上所述，本實(shí)用新型提供的采油裝置與相比，有以下有益效果:
[0040]1、去掉游梁18，無抽油機(jī)皮帶傳動(dòng)、減速箱22、連桿20和游量和驢頭17等結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)16純扭矩輸出，提高了電動(dòng)機(jī)16傳動(dòng)效率;無需再進(jìn)行更換皮帶、減速箱22保養(yǎng)等工作，降低工作強(qiáng)度和操作成本，保證了生產(chǎn)時(shí)率，減少了地面系統(tǒng)機(jī)械損耗，使系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠；
[0041]2、應(yīng)用開關(guān)磁阻電機(jī)2調(diào)速系統(tǒng)作為動(dòng)力，降低了電機(jī)運(yùn)行電流、有功和無功功率，減小了電機(jī)能量損耗；同時(shí)，開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜I配有過流、過壓和過載保護(hù)，保證了運(yùn)行安全可靠；
[0042]3、較大幅度降低了電機(jī)轉(zhuǎn)速，降低了電動(dòng)機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)耗，提高了機(jī)采系統(tǒng)地面效率；
[0043]4、開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜由微電腦控制，可以根據(jù)抽油機(jī)的負(fù)載變化進(jìn)行智能調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。便于抽油機(jī)調(diào)參，通過設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)沖次和沖程的調(diào)節(jié)；
[0044]5、采用雙滑輪5組導(dǎo)向傳動(dòng)，降低了電動(dòng)機(jī)16的輸出力，降低電機(jī)運(yùn)行能耗。
[0045]本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)，開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不一一敘述。
[0046]以上例舉僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，其特征在于:包括設(shè)于井口(8)—側(cè)的開關(guān)磁阻電機(jī)(2)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜(I)，所述磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)控制柜(I)連接，所述開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸(11)連接有滾筒(3)，所述井口(8)另一側(cè)設(shè)有支架(9)，所述支架(9)頂端連接有滑輪； 所述滾筒(3)包括滾筒軸(13)和滾筒輥?zhàn)?14)，該滾筒輥?zhàn)?14)上纏繞有纜繩(4)，所述纜繩(4)另一端繞過支架(9)頂端的滑輪與光桿(7)連接，所述光桿(7)與油井內(nèi)的抽油栗連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，其特征在于:所述支架(9)底部設(shè)有支架底座(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，其特征在于:所述纜繩(4)與光桿(7)通過懸繩器(6)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，其特征在于:所述滑輪為雙滑輪(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的一種開關(guān)磁阻電機(jī)拖動(dòng)的支架式采油裝置，其特征在于:所述開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸(11)通過聯(lián)軸器(12)與滾筒軸(13)連接。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK205638379SQ201620357697
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】劉濤, 黃偉, 陸梅, 李大建, 辛宏, 韓二濤, 張巖, 郭靖
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司