一種井口抽油的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于油田采油機械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體提供了一種井口抽油機，包括抽油桿，還包括開關(guān)磁阻電機、減速器、轉(zhuǎn)盤、偏心軸和電機控制箱；所述開關(guān)磁阻電機一端與電機控制箱電連接，另一端與轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)動軸相連，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有偏心軸，所述抽油桿與偏心軸相連。該井口抽油機利用開關(guān)磁阻電機的優(yōu)點，取消皮帶傳動，減少動力傳動環(huán)節(jié)，提高傳動效率，同時消除三相異步電機用作抽油機動力時的不足，達到節(jié)能降耗的目的。
【專利說明】一種井口抽油機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于油田采油機械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種井口抽油機。

【背景技術(shù)】
[0002] 抽油機是有桿抽油系統(tǒng)的地面驅(qū)動設(shè)備，按其基本結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的抽油機可分為游 梁式和無游梁式兩大類。游梁式抽油機主要由游梁-連桿-曲柄機構(gòu)、減速機構(gòu)、動力設(shè)備 和輔助裝置等四部分組成，如圖1示；無游梁式抽油機是用柔性件等其他方式代替游梁的 抽油機，如圖2示。
[0003] 而不管是游梁式抽油機還是無游梁式抽油機均是采用皮帶傳動，皮帶與減速器一 起構(gòu)成抽油機的減速傳動裝置，以實現(xiàn)從電機到曲柄軸的動力傳遞和減速，抽油機常用的 皮帶以普通V帶和窄V帶為主，傳動效率一般為〇. 90?0. 95。然而，由于皮帶傳動是靠皮 帶與輪之間的摩擦力進行運動和動力傳遞，而抽油機承受交變載荷，存在輪面打滑現(xiàn)象，因 此皮帶的瞬時效率會發(fā)生變化。
[0004] 另外，現(xiàn)有的抽油機由三相異步電機作為抽油機動力，而三相異步電機用作抽油 機動力時，存在以下幾個方面的不足：
[0005] (1)抽油機起動時屬于重負荷啟動，需要的啟動扭矩大，必須配備大功率的三相異 步電機，系統(tǒng)能耗偏
[0006] (2)抽油機起動后正常運行時，需要的扭矩相對啟動時要小，導致按照啟動扭矩配 備的三相異步電機功率利用率和效率偏低。
[0007] (3)同一抽油機型，電機額定功率越大，其功率利用率越低。
[0008] 同時，三相異步電機長期處在低負荷工況下運行，能量損耗高，從而影響抽油機井 整體的系統(tǒng)效率提高。 實用新型內(nèi)容
[0009] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有抽油機皮帶傳動效率低，以及三相異步電機用作抽 油機動力時的上述不足的問題。
[0010] 為此，本實用新型提供了一種井口抽油機，包括抽油桿，還包括開關(guān)磁阻電機、轉(zhuǎn) 盤、偏心軸和電機控制箱；
[0011] 所述開關(guān)磁阻電機一端與電機控制箱電連接，另一端與轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)動軸相連，所 述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有偏心軸，所述抽油桿與偏心軸相連。
[0012] 上述偏心軸與轉(zhuǎn)盤之間活動連接。
[0013] 上述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有配重塊。
[0014] 上述電機控制箱由微電腦、節(jié)能控制模塊、功率變換器組成，節(jié)能控制模塊和功率 變換器分別與微電腦電連接。
[0015] 上述開關(guān)磁阻電機為定子、轉(zhuǎn)子雙凸極可變磁阻電機。
[0016] 所述開關(guān)磁阻電機、減速器和轉(zhuǎn)盤通過支架支撐于地面上。
[0017] 本實用新型的有益效果：
[0018] (1)取消皮帶和減速器傳動，減少了動力傳遞環(huán)節(jié)，提高了動力傳動機構(gòu)傳遞效 率。
[0019] (2)降低了電機運行電流、無功功率，減小了電機能量損耗，提升了抽油機系統(tǒng)地 面效率。
[0020] (3)開關(guān)磁阻電機由微電腦控制，可以根據(jù)抽油機的負載變化進行智能調(diào)速運轉(zhuǎn)， 克服了現(xiàn)有抽油機調(diào)參困難、維護調(diào)參勞動強度高等缺點。
[0021] (4)開關(guān)磁阻電機配有制動保護器，電機運行安全可靠。
[0022] 以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是常規(guī)型游梁式抽油機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2是曲柄連桿型無游梁式抽油機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖3是開關(guān)磁阻電機工作原理示意圖。
[0026] 圖4是開關(guān)磁阻電機初始運行曲線圖。
[0027] 圖5是本實用新型不需要皮帶傳動的井口抽油機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 附圖標記說明：1、開關(guān)磁阻電機；2、轉(zhuǎn)盤；3、偏心軸；4、抽油桿；5、配重塊；6、電 機控制箱。

【具體實施方式】
[0029] 實施例1 :
[0030] 為了克服現(xiàn)有抽油機皮帶傳動效率低，以及三相異步電機用作抽油機動力時存在 不足的問題，本實施例提供了一種如圖5所示的井口抽油機，包括抽油桿4,還包括開關(guān)磁 阻電機1、轉(zhuǎn)盤2、偏心軸3和電機控制箱6 ;
[0031] 所述開關(guān)磁阻電機1 一端與電機控制箱6電連接，另一端與轉(zhuǎn)盤2通過聯(lián)動軸相 連，所述轉(zhuǎn)盤2上設(shè)置有偏心軸3,所述抽油桿4與偏心軸3相連。
[0032] 所述開關(guān)磁阻電機1和轉(zhuǎn)盤2通過支架支撐于地面上；所述偏心軸3與轉(zhuǎn)盤2之 間活動連接，抽油桿4通過轉(zhuǎn)盤2上不同的懸掛位置實現(xiàn)不同沖程，通過轉(zhuǎn)盤2不停的旋 轉(zhuǎn)，帶動抽油桿4上下運動，實現(xiàn)抽油泵的抽汲過程。同時，所述轉(zhuǎn)盤2上設(shè)置有配重塊5， 該配重塊5置于轉(zhuǎn)盤2上抽油桿4懸掛位置的徑向遠端，起到平衡作用。
[0033] 而其中，所述開關(guān)磁阻電機1是定子、轉(zhuǎn)子雙凸極可變磁阻電機，由定子、轉(zhuǎn)子、位 置傳感器、風扇、機殼組成，定子、轉(zhuǎn)子均由普通硅鋼片疊壓而成，定子上裝有集中繞組，轉(zhuǎn) 子上沒有繞組和永磁體，轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)部，位置傳感器安裝于電機內(nèi)部非出力端，向電機 控制箱7傳輸相對位置信號，機殼包裹著定子、轉(zhuǎn)子、位置傳感器，轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁 體，定子極上繞有集中繞組，徑向相對的兩個繞組串聯(lián)構(gòu)成一個兩極磁極，稱為"一相"。
[0034] 如圖3所示，開關(guān)磁阻電機1的工作原理是磁阻最小原理，即當定子某相繞組通電 時，所產(chǎn)生的磁場由于磁力線扭曲而產(chǎn)生切向磁拉力，試圖使相近的轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)到其軸 線與該定子磁極軸線對齊的位置，即磁阻最小位置。
[0035] 圖3中N、S極表示電機定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，以轉(zhuǎn)速ηι逆時針方向旋轉(zhuǎn)，中 間為電機轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子凸極方向上的軸線稱為d軸，與d軸正交的軸線稱為q軸；當旋轉(zhuǎn)磁場 的軸線與轉(zhuǎn)子d軸方向一致時，磁通所通過路徑的磁阻最?。划斝D(zhuǎn)磁場的軸線與轉(zhuǎn)子q軸 方向一致時，磁通所通過的路徑的磁阻最大；而當轉(zhuǎn)子與定子磁場處于其他相對位置時，磁 阻在兩者之間變化，開關(guān)磁阻電機定子繞組依次通電，產(chǎn)生磁場使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0036] 開關(guān)磁阻電機1具有以下特點：⑴電機效率高，損耗小，開關(guān)磁阻電機在寬廣的 轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)具有高輸出和高效率，電機轉(zhuǎn)子不存在繞組銅耗，電機空載運行時電流 ??；（2)啟動扭矩大、啟動電流低，開關(guān)磁阻電機與三相異步電機相比，其帶負荷啟動扭矩 達到額定扭矩的1.5倍時，啟動電流僅為額定電流的三分之一；（3)功率因數(shù)高，開關(guān)磁阻 電機運行時由于是位置的閉環(huán)控制，不會出現(xiàn)丟步和失步現(xiàn)象，無功功率小，功率因數(shù)接近 1，而三相異步電機功率因數(shù)與負載率有關(guān)，一般在0.9以下；(4)可控參數(shù)多，調(diào)速性能好， 開關(guān)磁阻電機可以通過控制相繞組的通斷電時刻、相電流脈沖的幅值和寬度等來控制電磁 矩的方向和大小，實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
[0037] 綜上所述，本實用新型利用開關(guān)磁阻電機的優(yōu)點，取消皮帶和減速器，減少動力傳 動環(huán)節(jié)，提高傳動效率，同時消除三相異步電機用作抽油機動力時的不足，達到節(jié)能降耗的 目的。
[0038] 實施例2 :
[0039] 在實施例1的基礎(chǔ)上，所述電機控制箱6由微電腦、節(jié)能控制模塊、功率變換器組 成，節(jié)能控制模塊和功率變換器分別與微電腦電連接。所述電機控制箱6用于實現(xiàn)控制開 關(guān)磁阻電機1的連續(xù)運轉(zhuǎn)，其具體工作原理如下：微電腦綜合處理速度指令、速度反饋信號 及通過位置傳感器的反饋信息控制功率變換器中主開關(guān)器件的通斷，實現(xiàn)對開關(guān)磁阻電機 1運行狀態(tài)的控制。節(jié)能控制模塊根據(jù)速度反饋信號，運行智能調(diào)速算法，進行優(yōu)化運行分 析計算，形成控制策略，并生成運行指令。功率變換器根據(jù)下達的指令實時控制開關(guān)磁阻電 機1線組的開通與關(guān)斷，實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機1的連續(xù)運轉(zhuǎn)。電機控制箱及電機控制中的箱 微電腦、節(jié)能控制模塊采用本【技術(shù)領(lǐng)域】公知的技術(shù)實現(xiàn)上述功能均可。
[0040] 而智能調(diào)速原理如下：
[0041] 開關(guān)磁阻電機1的輸出功率與開關(guān)磁阻電機1的輸出扭矩及角速度成正比關(guān)系， 即：
[0042]

【權(quán)利要求】
1. 一種井口抽油機，包括抽油桿⑷，其特征在于：還包括開關(guān)磁阻電機⑴、轉(zhuǎn)盤⑵、 偏心軸（3)和電機控制箱（6); 所述開關(guān)磁阻電機（1) 一端與電機控制箱（6)電連接，另一端與轉(zhuǎn)盤（2)通過聯(lián)動軸 相連，所述轉(zhuǎn)盤（2)上設(shè)置有偏心軸（3)，所述抽油桿（4)與偏心軸（3)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的井口抽油機，其特征在于：所述偏心軸⑶與轉(zhuǎn)盤⑵之間活 動連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的井口抽油機，其特征在于：所述轉(zhuǎn)盤（2)上設(shè)置有配重塊（5)。
4. 如權(quán)利要求1所述的井口抽油機，其特征在于：所述電機控制箱（6)由微電腦、節(jié)能 控制模塊、功率變換器組成，節(jié)能控制模塊和功率變換器分別與微電腦電連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的井口抽油機，其特征在于：所述開關(guān)磁阻電機⑴為定子、轉(zhuǎn)子 雙凸極可變磁阻電機。
6. 如權(quán)利要求1所述的井口抽油機，其特征在于：所述開關(guān)磁阻電機（1)和轉(zhuǎn)盤（2)通 過支架支撐于地面上。
【文檔編號】E21B43/00GK204113235SQ201420671143
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】韓二濤, 李明, 甘慶明, 曾亞勤, 黃偉, 辛宏, 張磊, 楊海濤, 劉天宇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司