專利名稱：一種往復(fù)式齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于抽油機(jī)，一種往復(fù)式齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明屬于抽油機(jī)，一種往復(fù)式感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動、具有氣動平衡系統(tǒng)和電容儲能系統(tǒng)、齒條直線驅(qū)動的抽油機(jī)。目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的是游梁式抽油機(jī)，這種傳統(tǒng)抽油機(jī)技術(shù)成熟、可靠，應(yīng)用也非常廣泛。但是它笨重，調(diào)節(jié)困難，耗電量大，對油井工況監(jiān)測和調(diào)節(jié)能力差，對稠油井和低產(chǎn)井等復(fù)雜油井適應(yīng)能力差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能克服上述傳統(tǒng)抽油機(jī)缺點(diǎn)，又可廣泛應(yīng)用的新型抽油機(jī)。本發(fā)明的抽油機(jī)，由七部分組成。如附圖。機(jī)架部分，包括底座1和機(jī)架5。游梁部分，包括基座6和游梁7。驅(qū)動和傳動部分，包括電動機(jī)20、齒輪傳動箱8和齒輪9。機(jī)體部分，包括抽油機(jī)機(jī)體外殼12、油浴缸21、齒條10、齒條滑軌15、光桿卡箍12、 機(jī)體上下密封法蘭11，22。氣動平衡部分，包括活塞16和氣缸17。能量儲存部分，包括電容器2?？刂撇糠?，包括控制器3、信號發(fā)射和接收器4、傳感器14、信號傳輸電纜19和動力電纜24。本發(fā)明整機(jī)采用立式結(jié)構(gòu)，機(jī)架底部有底座，上部安裝具有基座的游梁，齒輪傳動箱等傳動機(jī)構(gòu)、動力平衡機(jī)構(gòu)和立式機(jī)體部分與游梁相連接，電動機(jī)與齒輪傳動箱相連接， 電容器與電動機(jī)和控制器相連接。驅(qū)動和傳動部分是一種將電動機(jī)轉(zhuǎn)動經(jīng)過轉(zhuǎn)向和齒輪傳動后驅(qū)動齒條上下往復(fù)直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。電動機(jī)圍繞豎直軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)過齒輪傳動箱中的轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)換為齒輪圍繞水平軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，齒輪再將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成齒條帶動光桿的上下直線運(yùn)動。通過調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速和換向可以控制齒條上下運(yùn)動的速度和距離，來調(diào)整抽油機(jī)的沖程和沖次。控制系統(tǒng)根據(jù)采集傳感器測量的光桿載荷等數(shù)據(jù)信號來實(shí)時監(jiān)測抽油機(jī)運(yùn)行狀況，調(diào)整電動機(jī)運(yùn)行參數(shù)來實(shí)時精確調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能抽油。氣動平衡部分是一個氣體壓縮系統(tǒng)，壓縮系統(tǒng)的活塞與齒條相連接固定，當(dāng)齒條下行時利用抽油桿和抽油泵的重量壓縮氣缸內(nèi)氣體，當(dāng)齒條上行時，壓縮氣體膨脹輔助舉升，降低電機(jī)功率要求、節(jié)約能量。能量儲存部分是一個電容器，儲存抽油機(jī)下沖程時電動機(jī)產(chǎn)生的電能，并在上沖程為電動機(jī)供電，起到節(jié)約電能的作用?？刂撇糠职刂破骶?、傳感器、信號傳輸電纜、動力電纜及與信號發(fā)射和接收器。通過采集傳感器測量的光桿載荷等數(shù)據(jù)信號實(shí)時監(jiān)測抽油機(jī)和電動機(jī)的運(yùn)行狀況，實(shí)時優(yōu)化和調(diào)整抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并可將采集的數(shù)據(jù)信號傳送給生產(chǎn)管理部門，實(shí)現(xiàn)人工遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。由控制器控制的電動機(jī)往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)通過齒輪傳動箱中的齒輪驅(qū)動抽油機(jī)機(jī)體中的齒條上下往復(fù)直線運(yùn)動，帶動光桿上下往復(fù)運(yùn)動采油?？刂破鞲鶕?jù)傳感器測量參數(shù)確定抽油機(jī)運(yùn)行狀況，優(yōu)化和調(diào)整抽油機(jī)的沖程和沖次。抽油機(jī)下沖程運(yùn)行時，抽油桿和抽油泵的重量帶動活塞壓縮氣缸中的氣體，還可帶動電動機(jī)發(fā)電，將產(chǎn)生電能存儲在電容器中。抽油機(jī)上沖程運(yùn)行時，氣缸中氣體膨脹驅(qū)動齒條上行，電容器則為電動機(jī)供電，與外接電源一起帶動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。采用往復(fù)式感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動、齒條直線驅(qū)動、實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整、氣動平衡和電容器儲能等技術(shù)，使整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、電流波動小、電機(jī)無功電量損耗低。本發(fā)明的抽油機(jī)具有機(jī)理簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡便、控制高級、占地小、重量輕、 成本低和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于低產(chǎn)低效井、稠油井和邊緣地區(qū)的采油井。


附圖1為本發(fā)明的齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)原理圖。圖中，1是機(jī)架底座，2是電容器， 3是控制器，4是信號發(fā)射和接收器，5是機(jī)架，6是游梁基座，7是游梁，8是齒輪傳動箱，9是齒輪，10是齒條，11和22分別是機(jī)體上下密封法蘭，12是機(jī)體機(jī)殼，13是光桿卡箍，14是傳感器，15是齒條滑軌，16是活塞，17是氣缸，18是機(jī)體連接體，19是信號傳輸電纜，20是電動機(jī)，21是潤滑油浴，23是光桿，24是動力電纜。
具體實(shí)施例方式如圖所示，一種往復(fù)式齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)。機(jī)架部分機(jī)架5固定在混凝土底座1上，游梁基座6固定在機(jī)架5上部。游梁部分游梁7與游梁基座6相連，齒輪傳動箱8和機(jī)體連接體18與游梁7相連。驅(qū)動和傳動部分電動機(jī)20與齒輪傳動箱8相連，齒輪箱8與抽油機(jī)機(jī)體外殼12 通過機(jī)體連接體18相連接，齒輪9與齒條10配合，齒條10通過光桿卡箍13與光桿相連， 齒條10在齒條滑軌15上往復(fù)滑動。氣動平衡部分活塞16與齒條10相連接，活塞16壓縮氣缸17中的氣體。能量儲存部分電容器2通過控制器3與電動機(jī)20相連，電容器2儲存抽油機(jī)下沖程時電動機(jī)20產(chǎn)生的電能，在抽油機(jī)上沖程時為電動機(jī)20供電?？刂撇糠挚刂破?通過動力電纜24與電動機(jī)20相連，信號傳輸電纜19將應(yīng)力和距離傳感器14采集的數(shù)據(jù)信號傳輸給控制器3，根據(jù)分析采集的數(shù)據(jù)信號，優(yōu)化并調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程和沖次。同時，控制器3能夠?qū)⒊橛蜋C(jī)運(yùn)行狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)信號接收和發(fā)射器4傳輸?shù)接吞锷a(chǎn)管理部門，實(shí)現(xiàn)人工監(jiān)測和控制抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種包括機(jī)架、游梁、驅(qū)動和傳動、機(jī)體、儲能和控制部分的往復(fù)式齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)。其特征在于機(jī)架下部有底座，機(jī)架頂部安裝有游梁，支持抽油機(jī)驅(qū)動和傳動部分及機(jī)體部分；采用精確控制的往復(fù)式感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動；電動機(jī)驅(qū)動經(jīng)齒輪傳動箱換向傳動，驅(qū)動立式機(jī)體內(nèi)的齒條上下往復(fù)運(yùn)行，帶動與抽油機(jī)相連的光桿上下運(yùn)行；光桿下行時，利用抽油桿和抽油泵的重量，帶動氣動平衡部分的活塞壓縮氣體，上行時壓縮氣體膨脹輔助舉升，同時，還可帶動電動機(jī)發(fā)電，將電能儲存在電容器當(dāng)中，上行時為電動機(jī)供電；控制器根據(jù)傳感器測量的光桿載荷等數(shù)據(jù)信號，分析抽油機(jī)的運(yùn)行狀況，優(yōu)化并調(diào)整抽油機(jī)沖程和沖次。
2.按照權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)，其特征在于往復(fù)式感應(yīng)電動機(jī)通過齒輪傳動箱內(nèi)的齒輪傳動系統(tǒng)換向后，將圍繞豎直軸的電機(jī)轉(zhuǎn)動變換為圍繞水平軸的齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動齒條上下往復(fù)運(yùn)行，電動機(jī)的往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)換向根據(jù)傳感器測量的齒條位置來控制。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的抽油機(jī)，其特征在于控制器根據(jù)傳感器測量的光桿載荷等參數(shù)，實(shí)時分析抽油機(jī)的運(yùn)行狀況，自動調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速、變換旋轉(zhuǎn)方向，來調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程和沖次。并可將載荷和示功圖等數(shù)據(jù)傳輸至生產(chǎn)管理部門，實(shí)現(xiàn)人工遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。
4.按照權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)，其特征在于可采用電容器儲存抽油機(jī)下沖程時利用抽油桿和抽油泵的重量使電動機(jī)產(chǎn)生的電能，并在上沖程時為電動機(jī)供電。
5.按照權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)，其特征在于氣動平衡部分的活塞與齒條相連接，當(dāng)齒條下行時利用抽油桿和抽油泵的重量壓縮氣缸內(nèi)氣體，當(dāng)齒條上行時，壓縮氣體膨脹推動活塞輔助舉升。
全文摘要
本發(fā)明為一種往復(fù)式齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)，包括機(jī)架、游梁、驅(qū)動和傳動部分、機(jī)體部分、氣動平衡部分、能量儲存部分和控制部分。由控制器控制的電動機(jī)圍繞豎起軸的轉(zhuǎn)動經(jīng)過齒輪傳動箱的變向后變換為齒輪圍繞水平軸的轉(zhuǎn)動，再由齒輪驅(qū)動抽油機(jī)機(jī)體中的齒條上下往復(fù)直線運(yùn)動，帶動光桿抽油?？刂破鞲鶕?jù)傳感器測量的數(shù)據(jù)信號分析抽油機(jī)的運(yùn)行狀況，自動優(yōu)化和調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程和沖次。也可將信號傳送至生產(chǎn)管理部門進(jìn)行人工遠(yuǎn)程監(jiān)測控制。本發(fā)明所述的往復(fù)式齒條直線驅(qū)動抽油機(jī)由于采用往復(fù)式感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動、齒條直線驅(qū)動、實(shí)時監(jiān)控和調(diào)節(jié)、氣動平衡和電容器儲能等技術(shù)，使整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、電流波動小、電機(jī)無功電量損耗低，具有機(jī)理簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡便、控制高級、占地小、重量輕、成本低和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于低產(chǎn)低效井、稠油井和邊緣地區(qū)的采油井。
文檔編號H02K7/10GK102182428SQ20111009051
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者于鏑, 孫守國, 孫永濤, 張守軍, 李博, 薛瑞新, 鐘立國 申請人:于鏑, 孫守國, 孫永濤, 張守軍, 李博, 薛瑞新, 鐘立國