專利名稱：帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田有桿泵采油機械，特別是涉及一種帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機。
二.技術背景游梁式抽油機的發(fā)明、發(fā)展、使用已有百余年的歷史。它以其結構簡單、耐用、可靠性高、易操作、維護費用低等優(yōu)點一直占據油田有桿泵采油的主導地位。但是由于其結構欠佳，以及與之配套的電機、減速機的新技術尚未在抽油機的設計制造上及時引用，致使近幾十年來，國內外諸多抽油機廠家以及抽油機專家，先后沿著游梁抽油機的模式研究制造出了各式各樣的游梁抽油機，始終都沒有離開利用皮帶傳動、減速箱減速、通過四連桿機構將旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動的模式?？傊紱]有解決游梁抽油機結構龐大，系統(tǒng)效率低，能耗高的主要問題。與此同時，抽油機的研究制造人員也朝著擺脫四連桿機構，甩掉游梁、驢頭的方向設計制造了如鏈條抽油機、皮帶抽油機、液壓抽油機，直至直線電機抽油機等，這些抽油機基本上都是利用往返架形式進行有桿泵采油的抽油機。但是，這些抽油機大多數并不成熟，而且又帶來了結構復雜、故障多、現場維護困難、制造使用成本較高的新問題。
針對這種情況，人們設計出新型的抽油機，如中國專利(授權公告號為CN1125812A，申請?zhí)枮?4113217.X)公開了一種“滾筒式頂驅數控抽油機”，其主要特征是將抽油機機架頂部安裝的摩擦滾筒直接與作為換能器的數控全速稀土同步電機連接，該電機由雙向可變頻逆變電源饋電，該逆變電源與供電網相連，在出油口裝有壓力傳感器、位置傳感器和對逆變電源進行控制的可編程控制器，由摩擦滾筒帶動其上的撓性牽引摩擦帶上下升降而帶動活塞抽油，其上行時，驅動力矩大，下行時，能將運動部件的勢能轉化為電能饋送回電網，動力特性好，但是，它采用塔式結構，不易調整到井口的距離，并且靠摩擦帶帶動部件運動能耗較高，結構比較復雜，不利于推廣。
三、實用新型的內容本實用新型的目的克服現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、效率高、能耗低，即無笨重的游梁、驢頭、曲柄又無高大的塔架，使用方便帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機。
本實用新型的技術方案一種帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，含有機座、外轉子電機、提升帶、支架前腿和伸縮支腿，其中，所述外轉子電機固定在機座上的支撐座上，并通過電器控制機構與電源連接，所述支架前腿、伸縮支腿的下端分別與機座的前部、中部鉸接，其上端分別與輪座鉸接，所述輪座上安裝有工作輪，所述伸縮支腿設有伸縮及緊固機構，所述提升帶的一端與外轉子電機的轉動外殼固定連接，其另一端繞過工作輪后與懸繩器連接，在提升帶下表面和工作輪的輪面之間設置有一個連接帶，該連接帶的一端與懸繩器連接，其另一端與平衡重的提環(huán)相連。
所述對稱平衡重配有微調移動機構，所述微調移動機構含有連接件、可移動及可升降的臺面，其中連接件分別設置在平衡重和備用平衡重上，可移動及可升降的臺面設置在機座上，該臺面上放置有備用平衡重，需要增減配重時，將備用平衡重移至正對配重的正下方位置，通過連接件連接或去掉部分備用平衡重，完成調整后再將多余的備用配重移開。
所述工作輪通過自潤滑軸套安裝在輪座上的輪軸上。
所述伸縮支腿為兩個，每一伸縮支腿的上下兩端分別與一組左旋和右旋梯型螺栓螺母連接，伸縮支腿上端的梯型螺栓與工作輪的輪座鉸接，其下端的梯型螺栓與機座上的支撐座鉸接，既有支撐功能又能作伸縮調節(jié)，伸縮支腿和梯型螺栓的連接處設有緊固螺栓或定位銷；所述支架前腿為兩個，每一支架前腿的上、下兩端分別與工作輪的輪座、機座前部鉸接。
所述外轉子電機的動子上裝有剎車裝置，該剎車裝置通過拉桿與安裝在機座上的操縱手柄連接，形成手動剎車。
本實用新型的有益效果
1、本實用新型采用對稱平衡，將作調節(jié)用的平衡塊，置于一個可移動、可升降的臺面上，即便于增減平衡重，又便于轉運抽油機放置全部配重。
2.本實用新型大幅度提高了抽油機的效率，并且大幅度降低了能耗，因為常規(guī)游梁抽油機傳動鏈長，并且其皮帶傳動效率只有85％左右，減速箱的傳動效率只有90％左右，四連桿機構的傳動效率只有94％左右，其能量損失總和高達28％左右，而本實用新型采用外轉子電機，其傳動鏈極短，除電機之外，只有工作輪中的兩付自潤滑軸套、高強提升帶與工作輪之間摩擦的傳動損失，總計不足10％，效率由常規(guī)游梁抽油機的不足75％提高到90％以上，效果十分顯著。另外其能耗只有同類型常規(guī)游梁抽油機的60％，節(jié)能效果十分明顯。
3.本實用新型操作簡單、使用方便，采用外轉子電機配備專用控制器，其轉速可在設計抽油機需要的1-20轉/分之間無級調節(jié)，同時可頻繁正、反轉換向，而且能實現抽油機在調參中沖程和沖次在一定范圍內無級調節(jié)和控制。即在使用中，通過設定和調節(jié)每分種轉動的次數，就能得到不同的沖次；當改變和控制在轉動范圍內的換向位置，就可獲得不同的沖程。因此，其調參極為方便、快捷，同時電機控制系統(tǒng)設有多種保護功能，可實現抽油機的智能控制。另外它還設有手動剎車機構，增加保險系數，使用十分安全。
4.本實用新型采用伸縮支腿結構，能夠較方便地調節(jié)工作輪偏離井口的位置，解決了油井作業(yè)時，需要將懸掛系統(tǒng)讓開井口一定位置的問題，同時可使支架前腿作得比較簡單而且安裝連接牢固。
5.本實用新型結構簡單、既無游梁、驢頭，又無高大的往復架，它將動力源安裝在底座上，安裝、維護安全，采用強度高而且耐用的提升帶，僅經過一個工作輪就將旋轉運動變成直線運動，使抽油機的整體結構大為簡化，整機重量比同型號的常規(guī)游梁抽油機小50％左右，可節(jié)約大量鋼材，大大降低了企業(yè)的生產成本，為大幅度降低整機價格提供了條件。
6、本實用新型使用范圍廣，能夠形成大小不同的規(guī)格，并且能夠對現有抽油機進行改造，便于推廣實施，具有較好的社會和經濟效益。
四.

圖1為帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機的結構示意圖圖2為圖1所示帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機的俯視圖圖3為圖1所示帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機的左視圖圖4為圖1所示抽油機的寬帶掛置圖圖5為圖1所示抽油機平衡重工作時的使用示意圖五.具體實施方式
實施例一參見圖1～圖5，圖中，帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機的外轉子電機6通過定子軸的外伸部分安裝在機座1中部的兩個支撐座5之間，伸縮支腿4為兩個，每一伸縮支腿4的上、下兩端分別與一組左旋、右旋梯型螺栓螺母連接，伸縮支腿4上端的梯型螺栓與工作輪3的輪座15鉸接，其下端的的梯型螺栓與機座1中部的支撐座5鉸接，左旋和右旋梯型螺栓能夠使伸縮支腿4實現快速伸縮，既有支撐功能又能作伸縮調節(jié)，伸縮支腿4和梯型螺栓的連接處設有緊固螺栓，能夠更好地鎖緊調整后的位置；(該結構為現有技術常用伸縮結構)，不詳述。支架前腿2也為兩個，每一支架前腿2的上、下兩端分別與工作輪3的輪座15、機座1前部鉸接。工作輪3通過輪軸安裝在輪座15上，為了延長工作輪3的壽命和降低摩擦損耗，工作輪3也可以通過自潤滑軸套安裝在輪座15上的輪軸上。
提升帶9的一端固定在外轉子電機6的外轉子外殼上，其另一端繞過工作輪后3與懸繩器13連接，在提升帶9下表面和工作輪3的輪面之間設置有一個連接帶，該連接帶的一端與懸繩器13連接，其另一端與平衡重7的提環(huán)相連(8為備用平衡重)。懸繩器13的下端與抽油桿連接。外轉子電機6通過電器控制機構10與電源連接。
為使用安全起見，在外轉子電機6的轉子上另加一套手動剎車，該剎車裝置通過拉桿與安裝在機座上的操縱手柄11連接，形成手動剎車，以增加使用的安全性。機座1的后端設置有水泥壓塊12，防止機座1發(fā)生翻轉、傾倒，增加其安全性。
使用時，機座1通過壓杠及壓杠螺栓與活動水泥基礎14緊固在一起，啟動外轉子電機6，通過其正反轉，使提升帶9帶動抽油桿上下往復運動，進行循環(huán)抽油。
顯而易見，這種抽油機的最大沖程，取決于外轉子電機外殼的圓周長度。因為在進行抽油工作中，只需要外轉子電機在圓周長的一定范圍內作正反轉擺動(或叫做轉動)。當外轉子電機6在一定角度內轉動時抽油機的工作端便可以完成一個沖程。抽油機通過提升帶9上提抽油系統(tǒng)達上死點時，這種上提運動，外轉子電機在轉動中作逆時針方向轉動，平衡重是由勢能變動能(附助電機)作功。相反，當外轉子電機6順時針方向轉動時，抽油系統(tǒng)的全部重量下落，也是以勢能變動能(附助電機)一起作功，將平衡重提升到最高位置形成勢能。這樣反轉、正轉、實現往復運動需要。提升抽油系統(tǒng)所需的扭矩，是井況生產需要形成的，而對稱平衡重的重量是可調的，可使其控制在不平衡度小于15％之間工作，使該抽油機達到正常工作。這里需要特別說明的是，該抽油機采用對稱平衡，理論上講可以將平衡度調整到完全好的狀態(tài)下工作，抽油機運轉最好，能耗最小，但井下工作狀況不可能穩(wěn)定不變，配重的調整不可能那樣的及時，而且該抽油機的傳動結構決定，工作中必須是井下工作端的重量稍大于配重端，否則不能正常運轉。
對稱平衡重7配有微調移動機構，所述微調移動機構含有連接件、可移動及可升降的臺面，其中連接件分別設置在平衡重7和備用平衡重8上，可移動及可升降的臺面設置在機座1上，該臺面上放置有備用平衡重8，需要增減配重時，將備用平衡重8移至正對平衡重的正下方位置，通過連接件連接或去掉部分備用平衡重8，完成調整后再將多余的備用平衡重移開。16為可移動及可升降的臺面的支撐架。
權利要求1.一種帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，含有機座、外轉子電機、提升帶、支架前腿和伸縮支腿，其中，所述外轉子電機固定在機座上的支撐座上，并通過電器控制機構與電源連接，所述支架前腿、伸縮支腿的下端分別與機座的前部、中部鉸接，其上端分別與輪座鉸接，所述輪座上安裝有工作輪，所述伸縮支腿設有伸縮及緊固機構，其特征是所述提升帶的一端與外轉子電機的轉動外殼固定連接，其另一端繞過工作輪后與懸繩器連接，在提升帶下表面和工作輪的輪面之間設置有一個連接帶，該連接帶的一端與懸繩器連接，其另一端與平衡重的提環(huán)相連。
2.根據權利要求1所述的帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，其特征是所述對稱平衡重配有微調移動機構，所述微調移動機構含有連接件、可移動及可升降的臺面，其中連接件分別設置在平衡重和備用平衡重上，可移動及可升降的臺面設置在機座上，該臺面上放置有備用平衡重，需要增減配重時，將備用平衡重移至正對配重的正下方位置，通過連接件連接或去掉部分備用平衡重，完成調整后再將多余的備用配重移開。
3.根據權利要求1或2所述的帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，其特征是所述工作輪通過自潤滑軸套安裝在輪座上的輪軸上。
4.根據權利要求3所述的帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，其特征是所述伸縮支腿為兩個，每一伸縮支腿的上下兩端分別與一組左旋和右旋梯型螺栓螺母連接，伸縮支腿上端的梯型螺栓與工作輪的輪座鉸接，其下端的梯型螺栓與機座上的支撐座鉸接，既有支撐功能又能作伸縮調節(jié)，伸縮支腿和梯型螺栓的連接處設有緊固螺栓或定位銷；所述支架前腿為兩個，每一支架前腿的上、下兩端分別與工作輪的輪座、機座前部鉸接。
5.根據權利要求4所述的帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，其特征是所述外轉子電機的動子上裝有剎車裝置，該剎車裝置通過拉桿與安裝在機座上的操縱手柄連接，形成手動剎車。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有外轉子電機的對稱平衡型抽油機，它含有機座、外轉子電機、提升帶、支架前腿和伸縮支腿，外轉子電機固定在機座上的支撐座上，并通過電器控制機構與電源連接，支架前腿、伸縮支腿的下端分別與機座的前部、中部鉸接，其上端分別與工作輪的輪座鉸接，提升帶的一端與外轉子電機的轉動外殼固定連接，其另一端繞過工作輪后與懸繩器連接，在提升帶下表面和工作輪的輪面之間設置有一個連接帶，該連接帶的一端與懸繩器連接，其另一端與平衡重的提環(huán)相連。本實用新型采用對稱平衡，將作調節(jié)用的平衡塊置于一個可移動、升降的臺面上，既便于增減平衡重，又便于轉運抽油機放置全部配重，其效率高、能耗小、使用方便，社會和經濟效益較好。
文檔編號E21B43/00GK2929172SQ20062003077
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月24日 優(yōu)先權日2006年7月24日
發(fā)明者呂化朋, 王藎忠, 潘耀輝, 王勇, 康金成, 李鄂江, 韓學民 申請人:呂化朋, 王藎忠