一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，包括永磁同步電動機(jī)、電機(jī)傳送同步帶和少齒差減速機(jī)；永磁同步電動機(jī)連接小皮帶輪，小皮帶輪連接大皮帶輪，大皮帶輪連接電機(jī)傳送同步帶，大皮帶輪連接少齒差減速機(jī)，少齒差減速機(jī)連接自動換向非圓齒輪箱，自動換向非圓齒輪箱連接大齒輪，大齒輪與小齒輪嚙合，小齒輪連接滾筒，滾筒安置于機(jī)架內(nèi)部的底端，天車輪固定于機(jī)架頂端，天車輪拖動抽油桿，抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶一端固定于主滾動輪，另一端經(jīng)天車輪倒向后固定在抽油桿上；本實(shí)用新型能耗小、有效地節(jié)約能源，無需購置專門的換向裝置即可完成上下沖程，便于維修，有效地減少故障、降低維護(hù)費(fèi)用。
【專利說明】一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，油井的采油方式主要有：游梁式抽油機(jī)、立式抽油機(jī)、離心泵、螺桿泵等。由 于游梁式抽油機(jī)價格低、運(yùn)行可靠性高、維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，因此，游梁式抽油機(jī)是機(jī)械采 油的主導(dǎo)設(shè)備，目前約占機(jī)采設(shè)備總數(shù)的70 %。盡管游梁機(jī)具有一些優(yōu)點(diǎn)，但還存在以下六 個方面的不足：一是很難做到長沖程；二是自身效率較低而導(dǎo)致能耗較高；三是抽油機(jī)平 衡度調(diào)節(jié)不方便；四是在完井時很多游梁抽油機(jī)甩驢頭困難；五是電機(jī)額定功率較大；六 是發(fā)電現(xiàn)象較多。
[0003] 鑒于游梁抽油機(jī)存在的不足，人們研究出立式抽油機(jī)；目前，立式抽油機(jī)上下沖程 的換向有二種方式，既機(jī)械式換向和電機(jī)正反轉(zhuǎn)換向：機(jī)械式上下沖程換向需要專門的換 向裝置完成抽油機(jī)上下沖程的換向，這個專門的換向裝置運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高，對維護(hù)人員 的水平要求也高，現(xiàn)場處理問題的時間偏長，且價格比游梁高抽油機(jī)也高；電機(jī)正反轉(zhuǎn)上下 沖程的換向需要專用的控制柜控制電機(jī)在上、下死點(diǎn)停止旋轉(zhuǎn)，然后啟動改變旋轉(zhuǎn)方向，電 機(jī)頻繁的啟動、控制線路的復(fù)雜，再加上工作環(huán)境、溫度的變化，電氣故障率必然增大；出現(xiàn) 了電氣故障現(xiàn)場電工維護(hù)難度大，很大程度上依賴生產(chǎn)廠家，這勢必增大運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，更 重要的是不能及時恢復(fù)運(yùn)行而影響原油的產(chǎn)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提出一種非圓齒輪上下沖程自動換向 立式節(jié)能抽油機(jī)，該抽油機(jī)采用非圓齒輪上下沖程自動換向、維護(hù)方便、有效地降低能源浪 費(fèi)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，包括永磁同步電動機(jī)、電機(jī)傳 送同步帶、少齒差減速機(jī)、自動換向非圓齒輪箱、大齒輪、天車輪、平衡箱、小齒輪、滾筒、抽 油桿、機(jī)架和抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶；永磁同步電動機(jī)連接小皮帶輪，小皮帶輪連接大 皮帶輪，大皮帶輪連接電機(jī)傳送同步帶，大皮帶輪連接少齒差減速機(jī)，少齒差減速機(jī)連接自 動換向非圓齒輪箱，自動換向非圓齒輪箱連接大齒輪，大齒輪與小齒輪嚙合，小齒輪連接滾 筒，滾筒安置于機(jī)架內(nèi)部的底端，天車輪固定于機(jī)架頂端，天車輪拖動抽油桿，抽油桿上下 運(yùn)動傳送皮帶一端固定于主滾動輪，另一端經(jīng)天車輪倒向后固定在抽油桿上；平衡箱皮帶 一端固定在主滾動輪，另一端經(jīng)天車輪固定到平衡箱上。
[0007] 所述自動換向非圓齒輪箱的輸入軸為單方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動速度范圍為0-20r/ min〇
[0008] 所述自動換向非圓齒輪箱的輸出軸為0-330°雙向正反轉(zhuǎn)。
[0009] 所述自動換向非圓齒輪箱的沖程為二級沖程，沖程距離分別為4. 8m、6m。
[0010] 所述永磁同步電動機(jī)為8極永磁電機(jī)，額定功率為30kw，轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分。
[0011] 所述抽油機(jī)的沖次分別為：2. 6次/分、3. 3次/分、4次/分。
[0012] 本實(shí)用新型的工作原理是：
[0013] 電機(jī)皮帶輪拖動減速機(jī)的輸入端大皮帶輪，減速機(jī)減速后輸出軸與非圓齒輪箱的 輸入軸對接，該軸轉(zhuǎn)速是一個方向勻速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過非圓齒輪箱內(nèi)非圓齒輪的特殊傳送后，齒 輪箱的輸出端大齒輪周期性的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)動一周時，輸出端的大齒輪完成一個周 期性的正反轉(zhuǎn)變換，這種周期性的正反轉(zhuǎn)通過大齒輪和小齒輪傳遞給滾筒，使?jié)L筒也周期 性的正反轉(zhuǎn)，滾筒周期性的正反轉(zhuǎn)促使抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶纏繞和放開，皮帶纏繞時 經(jīng)天車輪拖動抽油桿向上運(yùn)行，皮帶放開時靠抽油桿的自重向下運(yùn)行；實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)上下 沖程的自動換向，在抽油機(jī)運(yùn)行趨于上下死點(diǎn)時，非圓齒輪箱的輸出速度逐漸降低為零，可 減小載荷對抽油機(jī)電機(jī)的沖擊，使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，沖擊電流大幅減小，減少抽油機(jī)發(fā)電 現(xiàn)象的發(fā)生。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0015] (1)能耗小、有效地節(jié)約能源，無需換向裝置即可完成上下沖程的自動換向；
[0016] (2)結(jié)構(gòu)簡單、便于維修，無需依靠設(shè)備生產(chǎn)廠家提供售后服務(wù)；
[0017] ⑶可減小載荷對抽油機(jī)的沖擊，有效地減少故障、降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；
[0018] (4)可實(shí)現(xiàn)沖程的快速調(diào)節(jié)；
[0019] (5)使用圓弧齒同步帶，避免皮帶打滑；沖次調(diào)節(jié)更方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正視圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0022] 其中，1、永磁同步電動機(jī)；2、聯(lián)軸器；3、小皮帶輪；4、大皮帶輪；5、電機(jī)傳送帶；6、 少齒差減速機(jī)；7、自動換向非圓齒輪箱；8、大齒輪；9、天車輪；10、平衡箱；11、小齒輪；12、 滾筒；13、抽油桿；14、機(jī)架；15、抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶。

【具體實(shí)施方式】：
[0023] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0024] 如圖1所示，一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，包括永磁同步電 動機(jī)1、聯(lián)軸器2、小皮帶輪3、大皮帶輪4、電機(jī)傳送同步帶5、少齒差減速機(jī)6、自動換向非 圓齒輪箱7、大齒輪8、天車輪9、平衡箱10、小齒輪11、滾筒12、抽油桿13、機(jī)架14、抽油桿 上下運(yùn)動傳送皮帶15 ;永磁同步電動機(jī)1連接小皮帶輪3,小皮帶輪3連接大皮帶輪4,大 皮帶輪4連接電機(jī)傳送同步帶5,大皮帶輪4連接少齒差減速機(jī)6,少齒差減速機(jī)6連接自 動換向非圓齒輪箱7,自動換向非圓齒輪箱7連接大齒輪8,大齒輪8與小齒輪11嚙合，小 齒輪11連接滾筒12,滾筒12安置于機(jī)架14內(nèi)部的底端，天車輪9固定于機(jī)架14頂端，天 車輪9拖動抽油桿13,抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶15 -端固定于主滾動輪12,另一端經(jīng)天車 輪倒向后固定在抽油桿上；平衡箱皮帶一端固定在主滾動輪12,另一端經(jīng)天車輪9固定到 平衡箱10上。
[0025] 電機(jī)皮帶輪拖動減速機(jī)的輸入端大皮帶輪4,減速機(jī)6減速后輸出軸與非圓齒輪 箱7的輸入軸對接，該軸轉(zhuǎn)速是一個方向勻速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過非圓齒輪箱7內(nèi)非圓齒輪的特殊傳 送后，齒輪箱的輸出端大齒輪8周期性的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)動一周時，輸出端的大齒輪完 成一個周期性的正反轉(zhuǎn)變換，這種周期性的正反轉(zhuǎn)通過大齒輪8和小齒輪11傳遞給滾筒 12,使?jié)L筒12也周期性的正反轉(zhuǎn)，滾筒12周期性的正反轉(zhuǎn)促使抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶15 纏繞和放開，皮帶15纏繞時經(jīng)天車輪9拖動抽油桿13向上運(yùn)行，皮帶15放開時靠抽油桿 13的自重向下運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)上下沖程的自動換向。在抽油機(jī)運(yùn)行趨于上下死點(diǎn)時， 非圓齒輪箱7的輸出速度逐漸降低為零，可減小載荷對抽油機(jī)電機(jī)1的沖擊，使電機(jī)1運(yùn)行 更加平穩(wěn)，沖擊電流大幅減小，減少抽油機(jī)發(fā)電現(xiàn)象的發(fā)生。
[0026] 自動換向非圓齒輪箱7的技術(shù)參數(shù)：
[0027] (1)輸入軸：0_20r/min單方向勻速轉(zhuǎn)動；
[0028] (2)輸出軸：0-330°雙向正反轉(zhuǎn)，周期對應(yīng)于輸入轉(zhuǎn)動一圈；正轉(zhuǎn)趨于反轉(zhuǎn)時的 角速度逐漸趨于零然后開始反轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)趨于正轉(zhuǎn)時的角速度逐漸趨于零后開始正傳；輸入 轉(zhuǎn)速2. 6r/min，對應(yīng)抽油機(jī)的沖次為2. 6次/分鐘；輸入轉(zhuǎn)速3. 3r/min :，對應(yīng)抽油機(jī)的沖 次為3. 3次/分鐘；輸入轉(zhuǎn)速4r/min :對應(yīng)抽油機(jī)的沖次為4次/分鐘，。
[0029] 非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：
[0030] (1)抽油機(jī)設(shè)有兩個沖程調(diào)節(jié)：4. 8m、6m，根據(jù)油井的具體情況，通過調(diào)換非圓齒 輪箱的輸出軸上的大鏈輪和小鏈輪鏈直徑的大小來實(shí)現(xiàn)；無論大鏈輪和小鏈輪鏈直徑大小 改變多少，但必須二個輪半徑之和保持不變。
[0031] (2)沖次：通過調(diào)節(jié)小皮帶輪3和大皮帶輪4輪徑的大小而改變減速機(jī)的輸入轉(zhuǎn) 速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)沖次的調(diào)節(jié)：本次設(shè)計具有三個沖次調(diào)節(jié)，分別是2. 6次/分、3. 3次/分、4次 /分。
[0032] (3)電機(jī)7為8極永磁同步電機(jī)，額定功率為30kw，轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分。
[0033] 上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，其特征是：包括永磁同步電動 機(jī)、電機(jī)傳送同步帶、少齒差減速機(jī)、自動換向非圓齒輪箱、大齒輪、天車輪、平衡箱、小齒 輪、滾筒、抽油桿、機(jī)架和抽油桿上下運(yùn)動傳送皮帶；永磁同步電動機(jī)連接小皮帶輪，小皮帶 輪連接大皮帶輪，大皮帶輪連接電機(jī)傳送同步帶，大皮帶輪連接少齒差減速機(jī)，少齒差減速 機(jī)連接自動換向非圓齒輪箱，自動換向非圓齒輪箱連接大齒輪，大齒輪與小齒輪嚙合，小齒 輪連接滾筒，滾筒安置于機(jī)架內(nèi)部的底端，天車輪固定于機(jī)架頂端，天車輪拖動抽油桿，抽 油桿上下運(yùn)動傳送皮帶一端固定于主滾動輪，另一端經(jīng)天車輪倒向后固定在抽油桿上；平 衡箱皮帶一端固定在主滾動輪，另一端經(jīng)天車輪固定箱上。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，其特征是： 所述自動換向非圓齒輪箱的輸入軸為單方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動速度范圍為0_20r/min。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，其特征是： 所述自動換向非圓齒輪箱的輸出軸為0-330°雙向正反轉(zhuǎn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，其特征是： 所述自動換向非圓齒輪箱的沖程為二級沖程，沖程距離分別為4. 8m、6m。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)，其特征是： 所述永磁同步電動機(jī)為8極永磁電機(jī)，額定功率為30kw，轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的一種非圓齒輪上下沖程自動換向立式節(jié)能抽油機(jī)， 其特征是：所述抽油機(jī)的沖次分別為：2. 6次/分、3. 3次/分、4次/分。
【文檔編號】E21B43/00GK203867529SQ201420265630
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】官振樂, 張瑞, 張冉, 周亮, 王貴生, 閆恩祥, 趙玲, 齊光峰, 馬坤, 閆敬東, 吳序堂, 董劍, 榮世德, 潘鋒, 薛金元 申請人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測中心, 北京鋒源技術(shù)有限公司