專利名稱：一種動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及抽油機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)。
背景技術(shù)：
在油田采油作業(yè)過程中，抽油機是主要的采油設(shè)備之一。常規(guī)的游梁抽油機沖程較小，自重大、占地多、平衡效果不理想、減速箱輸出扭矩波動大而且抽油效率低。塔架抽油機雖然具有沖程長、重量輕、占地面積小、節(jié)能等優(yōu)點，但大多還存在維修不便、作業(yè)讓位、做井下示功時卸載不方便、換向沖擊大、無失載保護等缺陷，其勻速運動使抽油泵在抽吸過程中載荷不能均勻變化?，F(xiàn)有抽油機的動力機構(gòu)設(shè)置在塔架上，維護保養(yǎng)時，需要操作人員攀登到塔架上，一是增加了操作人員的勞動強度，二是設(shè)備的安全性存在一定隱患。另外，現(xiàn)有的抽油機上雖然配置的剎車裝置，但由于惡劣工作環(huán)境及各種干擾的影響，有時造成剎車裝置失靈的現(xiàn)象，嚴重威脅作業(yè)安全。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明創(chuàng)造所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠安全制動剎車且節(jié)能的動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)，從而提高設(shè)備運行的可靠性、安全性。本發(fā)明創(chuàng)造為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)，包括順序連接的電機、減速器和卷筒；其中，電機和減速器輸入端通過帶制動輪聯(lián)軸器連接，減速器輸出端和卷筒通過聯(lián)軸器連接；所述卷筒的中心軸兩端通過軸承座支撐，且卷筒外圓面上分別設(shè)置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽；所述電機與控制系統(tǒng)連接；其中，所述減速器輸入端設(shè)置帶手動操作的電力液壓塊式制動器；所述減速器輸出端設(shè)有手動式安全制動器，所述手動式安全制動器包括設(shè)置在減速器輸出軸上的制動盤和設(shè)置在動力機構(gòu)底座上的制動鉤，所述制動盤和制動鉤構(gòu)成棘輪結(jié)構(gòu)，當制動盤和制動鉤結(jié)合時，阻止電機動力的進一步傳遞，當制動盤和制動鉤脫離時，電機動力正常傳遞；電力液壓塊式制動器和手動式安全制動器構(gòu)成雙保險制動系統(tǒng)。進一步，所述卷筒為分體式結(jié)構(gòu)，每一卷筒分體上均設(shè)置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽。更進一步，所述卷筒的前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓面上銑有平面，塔架抽油機的前吊帶和后吊帶一端分別通過螺栓和截面為弓形的壓板固定在該平面上，所述壓板外圓面與前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓面匹配為整圓。進一步，所述控制系統(tǒng)采用無線遙感自動化控制系統(tǒng)。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明創(chuàng)造提供的抽油機動力機構(gòu)具有以下優(yōu)點:1、采用卷筒纏繞吊帶實現(xiàn)卷筒變徑，上沖程時，后吊帶環(huán)形槽上纏滿了吊帶，而前吊帶環(huán)形槽只有用于緩沖的一圈皮帶，致使此時的輪徑不等，所以此時后配重對下部主軸作用的力臂大，前端的力臂較小。則此時后配重產(chǎn)生的力矩是最大，減小了減速器要輸出的扭矩，降低了電機所需電量。在上升的同時帶后配重的的力臂在減小，帶井口載荷的力臂在增大，抽油機所帶井口載荷也在減小；到上死點是前端力臂最大，后端力臂最??；反過來重復(fù)了上死點的工況。上下死點都減小了電機所需電流，所以有明顯的節(jié)能效果。2、采用的動力機構(gòu)設(shè)置在塔架抽油機底座上，提高了設(shè)備制動的可靠性、安全性；提高了維護保養(yǎng)的便利程度，減輕了操作人員的勞動強度，提高的設(shè)備的安全性。3、控制系統(tǒng)采用了無線遙感自動化控制系統(tǒng)，手持式編程器，為遠程無線控制抽油機工作狀態(tài)提供了方便。還可以將運行過程中的電流、電壓、各點的加速度顯示在顯示屏上，時時監(jiān)測到抽油機各方面參數(shù)。此時還可以設(shè)置過流保護；在抽油機過載時自動停機，操控方便，安全性高。4、結(jié)構(gòu)合理緊湊，省力降耗，在同樣的工況下較常規(guī)抽油機重量減輕40 - 70% ;較常規(guī)抽油機耗能減少40 - 70%。5、采用可編程控制器，精確控制抽油機的抽油動態(tài)，其設(shè)計合理、噪音低、容易制作、通用性好、適用性強，適用于陸地上任何工作環(huán)境下的抽油工作，易于推廣，社會和經(jīng)濟效益良好。6、手動式安全制動器的設(shè)置，在帶手動操作的電力液壓塊式制動器的基礎(chǔ)上，力口了一個雙保險，工作制動時，可以通過帶手動操作的電力液壓塊式制動器通液壓制動，也可以在不通電時手工制動；如需長時制動或是需要安全制動時，進一步通過制動盤和制動鉤結(jié)合，阻止電機動力的進一步傳遞，正常生產(chǎn)作業(yè)時，將制動盤和制動鉤脫離即可，保持電機動力正常傳遞。本發(fā)明創(chuàng)造的手動式安全制動器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分。示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。所給附圖中:圖1為動力下放式塔架抽油機動力機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示卷筒的剖面圖；圖3為前吊帶上行時纏繞情況示意圖；圖4為后吊帶上行時纏繞情況示意圖；圖5為前吊帶下行時纏繞情況示意圖；圖6為后吊帶下行時纏繞情況示意圖；圖7為圖1所示卷筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為手動式安全制動器的示意具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例，來進一步說明本發(fā)明創(chuàng)造。結(jié)合圖1，本優(yōu)選實施例的動力下放式塔架抽油機動力機構(gòu)，包括順序連接的電機
9、行星擺線減速器5和卷筒I ;其中，電機9和行星擺線減速器5輸入端通過LZZ帶制動輪聯(lián)軸器7連接，電機9輸出軸通過平鍵8與LZZ帶制動輪聯(lián)軸器7連接進行動力傳遞；行星擺線減速器5輸出端和卷筒I的中心軸18通過彈性柱銷齒式聯(lián)軸器3及平鍵2連接；所述卷筒I的中心軸18兩端通過軸承座16支撐，且卷筒I外圓面上分別設(shè)置有前吊帶環(huán)形槽28和后吊帶環(huán)形槽29 ;所述電機9與控制系統(tǒng)連接，控制器采用可編程控制器，能夠精確控制抽油機的抽油動態(tài)，該控制器還設(shè)有無線遙感系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制，手持式編程器即可遠程無線控制抽油機的工作狀態(tài)。卷筒I為分體式結(jié)構(gòu)，每一卷筒分體上均設(shè)置有前吊帶環(huán)形槽28和后吊帶環(huán)形槽29。結(jié)合圖7，卷筒I的中心軸18兩端通過軸承17設(shè)置在軸承座16內(nèi)，中心軸18 —端通過軸承悶蓋15和軸承通蓋19與軸承座16密封定位，中心軸18另一端通過軸承通蓋25和軸承通蓋19與軸承座16密封定位。中心軸18和卷筒I通過平鍵23結(jié)合并進行動力傳遞，卷筒I兩端通過圓螺母24鎖定在中心軸18上。結(jié)合圖2，卷筒I的前吊帶環(huán)形槽28和后吊帶環(huán)形槽29的外圓面上銑有平面，塔架抽油機的前吊帶13和后吊帶14 一端分別通過螺栓22和截面為弓形的壓板21固定在該平面上，所述壓板外圓面與前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓面匹配為整圓。結(jié)合圖1和圖8，行星擺線減速器5輸入端設(shè)置帶手動操作的電力液壓塊式制動器6，行星擺線減速器5輸出端設(shè)有手動式安全制動器4，手動式安全制動器4包括設(shè)置在行星擺線減速器5輸出軸上的制動盤27和設(shè)置在動力機構(gòu)底座上的制動鉤26，所述制動盤27和制動鉤26構(gòu)成棘輪結(jié)構(gòu)，當制動盤27和制動鉤26結(jié)合時，阻止電機9動力的進一步傳遞，當制動盤27和制動鉤26脫離時，電機9動力正常傳遞。實際應(yīng)用時，手動式安全制動器4可設(shè)置為任何結(jié)構(gòu)的棘輪。工作制動時，可以通過帶手動操作的電力液壓塊式制動器6通液壓制動，也可以在不通電時手工制動；如需長時制動或是需要安全制動時，可以動用手動式安全制動器4。其中，卷筒I外圓面上分別設(shè)置有兩個前吊帶環(huán)形槽28和兩個后吊帶環(huán)形槽29，每一個前吊帶環(huán)形槽均與一個前吊帶13的一端固定連接，每一個后吊帶環(huán)形槽均與一個后吊帶14的一端固定連接；兩個前吊帶13左旋纏繞在兩個內(nèi)側(cè)的前吊帶環(huán)形槽28內(nèi)，兩個后吊帶14右旋纏繞在兩個外側(cè)的后吊帶環(huán)形槽29內(nèi)，前吊帶13和后吊帶14反向纏繞在卷筒I上。應(yīng)用時，將電機9、行星擺線減速器5及軸承座16通過固定螺栓10、11、12設(shè)置在塔架抽油機的底座上。工作時，電機9啟動，帶動卷筒I滾動,進而帶動抽油機運動。抽油機的換向是通過電機9電流的轉(zhuǎn)換達到。首先,本發(fā)明創(chuàng)造抽油機的動力機構(gòu)所需啟動扭矩小。啟動時所需起動扭矩大小，決定所需消耗功率大小。抽油機運動過程為上沖程下死點啟動一中間勻速運動一上沖程上死點減速一下沖程上死點加速一中間勻速運動一下沖程下死點減速。上下死點都給一個較長的加速時間。上沖程啟動時，控制電路的頻率隨時間變化而勻速加大，電機的轉(zhuǎn)速也隨電流頻率加大而加快，此時的被拽引物也在勻加速。電流頻率是經(jīng)過一段時間后才能達到抽油機所需穩(wěn)定頻率，這一段時間也是被拽引物勻加速段。此時單從電機方面說，消除了部分被拽引物動量轉(zhuǎn)換所需的能量消耗。如果讓電機一直處勻速狀態(tài)下，被拽引物動量變化所需的力將會很大，電流將必然也會很大，電機內(nèi)耗必然增加；為了減少這個內(nèi)耗必須加長加速時間，在上死點前的一段距離內(nèi)必須減速，否則，在上死點位置時并不能使抽油機拽引物停止向上運動。因此，在被拽引物到達上死點位置前一段距離必須勻減速，也就需要所供電機的電流的頻率逐漸變低，電機運動為負的加速度，以致被拽引物到上死點位置時速度為零。下沖程時，抽油機后配重部分重。抽油機的上沖程工況為懸點載荷減配重重力值為正值，下沖程時懸點載荷減配重重力值為負值，抽油機動力所做功是消除力值差。也就是說電機在重復(fù)抽油機上沖程的動作，所需電流減小，所以，這一方面它是節(jié)能的。另一個節(jié)能的原因是:卷筒I通過纏繞吊帶實現(xiàn)變徑。如圖2-圖6，上沖程時，纏繞后吊帶14的輪槽上纏滿了吊帶，而纏繞前吊帶13的輪槽上吊帶全部放出；致使此時纏繞前后吊帶輪的輪徑不等，后配重對下部主軸作用的力臂大，前端光桿載荷對下部主軸作用的力臂較小，因此縮小了前端光桿載荷和后配重對主軸產(chǎn)生的扭矩差；也就降低了減速器需要輸出的扭矩，降低了電機電流變化所產(chǎn)生的內(nèi)耗。下沖程時，纏繞前吊帶的輪槽上纏滿了吊帶，而纏繞后吊帶的輪槽上吊帶全部放出；致使此時纏繞前后吊帶輪的輪徑不等，后配重對下部主軸作用的力臂小，前端光桿載荷對下部主軸作用的力臂較大；此時，也縮小了前端光桿載荷和后配重對主軸產(chǎn)生的扭矩差，也就降低了減速器需要輸出的扭矩，降低了電機電流變化所產(chǎn)生的內(nèi)耗。反過來重復(fù)了上死點的工況。上下死點都減小了電機所需電流，所以是節(jié)能的。以上所述，僅是本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明創(chuàng)造做任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，如改變安全制動器、卷筒、軸承座的具體結(jié)構(gòu)，均仍屬于本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)，包括順序連接的電機(9)、減速器(5)和卷筒⑴；其中，電機(9)和減速器(5)輸入端通過帶制動輪聯(lián)軸器(7)連接，減速器(5)輸出端和卷筒(I)通過聯(lián)軸器(3)連接；所述卷筒(I)的中心軸(18)兩端通過軸承座(16)支撐，且卷筒(I)外圓面上分別設(shè)置有前吊帶環(huán)形槽(28)和后吊帶環(huán)形槽(29);所述電機(13)與控制系統(tǒng)連接；其特征是: 其中，所述減速器(5)輸入端設(shè)置帶手動操作的電力液壓塊式制動器￠);所述減速器(5)輸出端設(shè)有手動式安全制動器(4)，所述手動式安全制動器(4)包括設(shè)置在減速器(5)輸出軸上的制動盤(27)和設(shè)置在動力機構(gòu)底座上的制動鉤(26)，所述制動盤(27)和制動鉤(26)構(gòu)成棘輪結(jié)構(gòu)，當制動盤(27)和制動鉤(26)結(jié)合時，阻止電機(9)動力的進一步傳遞，當制動盤(27)和制動鉤(26)脫離時，電機(9)動力正常傳遞；所述電力液壓塊式制動器(6)和手動式安全制動器(4)構(gòu)成雙保險制動系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu),其特征是:所述卷筒(I)為分體式結(jié)構(gòu)，每一卷筒分體上均設(shè)置有前吊帶環(huán)形槽(28)和后吊帶環(huán)形槽(29)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)，其特征是:所述卷筒(I)的前吊帶環(huán)形槽(28)和后吊帶環(huán)形槽(29)的外圓面上銑有平面，塔架抽油機的前吊帶(13)和后吊帶(14) 一端分別通過螺栓(22)和截面為弓形的壓板(21)固定在該平面上，所述壓板外圓面與前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓面匹配為整圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)，其特征是:所述控制系統(tǒng)采用無線遙感自動化 控制系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開的一種動力下放式塔架抽油機的動力機構(gòu)，包括順序連接的電機(9)、減速器(5)和卷筒(1)；其中，電機(9)和減速器(5)輸入端通過帶制動輪聯(lián)軸器(7)連接，減速器(5)輸出端和卷筒(1)通過聯(lián)軸器(3)連接；其中，所述減速器(5)輸入端設(shè)置帶手動操作的電力液壓塊式制動器(6)；所述減速器(5)輸出端設(shè)有手動式安全制動器(4)，所述手動式安全制動器(4)包括設(shè)置在減速器(5)輸出軸上的制動盤(27)和設(shè)置在動力機構(gòu)底座上的制動鉤(26)，所述制動盤(27)和制動鉤(26)構(gòu)成棘輪結(jié)構(gòu)，當制動盤(27)和制動鉤(26)結(jié)合時，阻止電機(9)動力的進一步傳遞，當制動盤(27)和制動鉤(26)脫離時，電機(9)動力正常傳遞；所述電力液壓塊式制動器(6)和手動式安全制動器(4)構(gòu)成雙保險制動系統(tǒng)。
文檔編號E21B43/00GK202926300SQ20122061134
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月17日
發(fā)明者婁本和, 張美容 申請人:濮陽市信宇石油機械化工有限公司