專利名稱：滾筒塔架式抽油機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種抽油機，特別是涉及一種滾筒塔架式抽油機。二.背景技術在油田采油過程中，抽油機是采油作業(yè)中主要的采油設備之一。常規(guī)游梁抽油機存在沖程較小、自重大、占地多、平衡效果不理想、減速箱輸出扭矩波動大效率低等不足。目前使用的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，但大多還存在作業(yè)讓位、做示功卸載不方便、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。
三.實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、能耗低且操作方便的滾筒塔架式抽油機。本實用新型的技術方案一種滾筒塔架式抽油機，含有塔架總成、底座總成和動力總成，所述動力總成含有電機、滾筒、手動剎車機構(gòu)和控制器，所述滾筒兩端分別通過軸承和軸承座安裝在所述塔架總成的上端，所述滾筒的輸入軸通過聯(lián)軸器與所述電機的輸出軸連接，所述手動剎車機構(gòu)與所述聯(lián)軸器為一體式結(jié)構(gòu)，所述手動剎車機構(gòu)的手動操作部分安裝于所述底座總成上，所述電機安裝在所述塔架總成上端且與所述控制器連接；所述滾筒外圓表面上分別設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽，前吊帶一端固定在所述前吊帶環(huán)形槽中，所述前吊帶另一端繞過前導輪總成后與懸繩器總成連接，所述前導輪總成安裝在懸臂梁總成的前端，所述懸臂梁總成的后端與支座鉸接，并且，所述支座安裝在所述塔架總成的上端；后吊帶一端固定在所述后吊帶環(huán)形槽中，所述后吊帶另一端繞過所述塔架總成頂端安裝的后導輪總成后與配重總成連接，所述配重總成與所述塔架總成上設置的導軌總成滑動配合。所述電機為變頻調(diào)速電機，所述控制器采用PLC可編程控制器，精確控制抽油機的抽油動態(tài)，該控制器還設有無線遙感系統(tǒng)，通過手持式編程器即可遠程無線控制抽油機的工作狀態(tài)。所述配重總成為組合式結(jié)構(gòu)，由多個配重塊連接而成，并且，所述配重總成上設置有潤滑盒，所述潤滑盒夾持在所述導軌總成的導向立柱上，能夠沿導向立柱上下滑動，所述潤滑盒內(nèi)設置有潤滑脂，所述潤滑盒與導向立柱的接觸面上設置潤滑脂透孔。所述支座通過螺栓與所述塔架總成上端連接。所述滾筒外圓表面上分別設置有兩個前吊帶環(huán)形槽和兩個后吊帶環(huán)形槽，每一所述前吊帶環(huán)形槽均與一個前吊帶的一端固定連接，每一所述后吊帶環(huán)形槽均與一個后吊帶的一端固定連接；所述前導輪總成為雙輪槽以分別與兩個所述前吊帶相匹配，所述后導輪總成為單輪槽，所述塔架總成上端設置兩個所述后導輪總成以分別與兩個所述后吊帶相匹配。所述滾筒為一體式結(jié)構(gòu)，或者為分體式結(jié)構(gòu)，由兩個滾筒分體組成，每一滾筒分體上均設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽。所述滾筒的前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓表面上銑有平面，所述前吊帶和后吊帶分別通過螺栓和壓板固定在該平面上，所述壓板外圓表面與所述前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓表面相匹配。所述塔架總成為整體式結(jié)構(gòu)，或為分體組合式結(jié)構(gòu)，由至少兩個塔架分體連接而成。本實用新型的有益效果1、本實用新型采用滾筒纏繞吊帶實現(xiàn)滾筒變徑，上沖程時，配重輪上纏滿了吊帶， 而提升輪吊帶全部放出，致使此時的輪徑不等，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，減小了電機要輸出的扭矩，降低了電機所需電量。在上升的同時后配重的力臂在減小，前端力臂在增大，抽油機同時也在卸載。到上死點時前端力臂最大，后端力臂最??；反過來重復了上死點的工況。上下死點它都減小了電機所需電流，所以它是節(jié)能的。另外，平衡塊分為大小塊，可以增減，能夠達到精確調(diào)整，并且，平衡塊可以建筑廢舊物，成本低且增減方便。2、本實用新型潤滑盒內(nèi)充滿潤滑脂，當與導向立柱相互麾檫時，產(chǎn)生熱量，便使?jié)櫥信c導向立柱接觸側(cè)受熱，潤滑脂融化后通過小孔流到導向立柱面上。潤滑好時，摩擦力減小，熱量不足，油脂不再融化，也不再向?qū)蛄⒅磕櫥?，這樣就達到了自動潤滑的結(jié)果。3、本實用新型的塔架總成由多節(jié)塔架組成，各節(jié)塔架通過螺栓聯(lián)接，分體運輸減少運輸方面的壓力，另外，分體式塔架還可以根據(jù)工況的要求增減節(jié)數(shù)，以改變抽油機塔架總成的高度。4、本實用新型采用了自動化控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)設有無線遙感系統(tǒng)，能遠程控制，采用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。它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)。此時還可以設置過流保護，在抽油機過載時自動停機，操控方便，安全性高。5、本實用新型結(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%。6、本實用新型采用變頻電機，減輕了抽油機的上部重量，通過變頻器，可以實現(xiàn)懸點零速度啟動。裝有過流保護器等有效裝置，可以有效的防止抽油桿斷迅速剎車，避免桿斷所造成嚴重后果。7、本實用新型動力總成安裝在塔架總成的上端，減少了動力傳遞的環(huán)節(jié)，簡化結(jié)構(gòu)，減少動力損耗且降低成本，另外，手動剎車機構(gòu)可以控制抽油機在任何狀態(tài)下都可以停止工作，方便了抽油機加、卸載荷。8、本實用新型井口讓位方便，采用上翻讓位；當皮帶與懸臂梁固定后，啟動抽油機，即可拉動懸臂梁上翻，從而達到讓位的目的。9、本實用新型采用PLC可編程控制器，精確控制抽油機的抽油動態(tài)，其設計合理、 噪音低、容易制作、通用性好、適用性強，廣泛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。
四.
圖1為滾筒塔架式抽油機的結(jié)構(gòu)示意4[0023]圖2為圖1所示滾筒塔架式抽油機的俯視圖；圖3為圖2所示滾筒的剖面圖；圖4為前吊帶在懸點載荷上行時纏繞情況示意圖；圖5為后吊帶在懸點載荷上行時纏繞情況示意圖；圖6為前吊帶在懸點載荷下行時纏繞情況示意圖；圖7為后吊帶在懸點載荷下行時纏繞情況示意圖；圖8為圖1所示配重總成的正視圖；圖9為圖8所示配重總成的俯視圖；圖10為圖1所示后導輪總成的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖1所示前導輪總成的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖1所示懸臂梁總成的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為圖1所示懸繩器總成的前視連接示意圖；圖14為圖1所示懸繩器總成的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
五.具體實施方式
實施例一參見圖1-圖14，圖中，1-塔架總成，2-懸繩器總成，3-前吊帶，4-懸臂梁總成，5-動力總成，6-后導輪總成，7-后吊帶，8-導軌總成，9-配重總成，10-電機，11-聯(lián)軸器，12-軸承座，13-滾筒，14-壓板，15-螺栓，16-連接螺栓，17-配重塊，18-潤滑盒， 19-中間配重塊，20-下箱體，21-箱蓋，22-銷軸，23-導向輪，24-隔套，25-導輪軸，26-支架，27-軸承，28-軸承蓋，29-導向輪，30-軸承蓋，31-導輪軸，32-油嘴，33-軸承，34-前導輪總成，35-懸臂梁，36-支座，37-吊帶接頭，38-懸繩器，39-銷軸，40-固定板。滾筒塔架式抽油機含有塔架總成1、底座總成和動力總成5，其中動力總成5含有電機10、滾筒13、手動剎車機構(gòu)和控制器，滾筒13兩端分別通過軸承和軸承座12安裝在塔架總成1的上端，滾筒13的輸入軸通過聯(lián)軸器11與電機10的輸出軸連接，手動剎車機構(gòu)與聯(lián)軸器11為一體式結(jié)構(gòu)，手動剎車機構(gòu)的手動操作部分安裝于底座總成上(圖中未畫出)， 電機10安裝在塔架總成1上端且與控制器連接；滾筒13外圓表面上分別設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽，前吊帶3 —端固定在前吊帶環(huán)形槽中，前吊帶3另一端繞過前導輪總成34后與懸繩器總成2連接，前導輪總成34安裝在懸臂梁總成4的前端，懸臂梁總成4的后端與支座36鉸接，并且，支座36安裝在塔架總成1的上端；后吊帶7 —端固定在后吊帶環(huán)形槽中，后吊帶7另一端繞過塔架總成1頂端安裝的后導輪總成6后與配重總成9連接， 配重總成9與塔架總成1上設置的導軌總成8滑動配合。電機10為變頻調(diào)速電機，控制器采用PLC可編程控制器，精確控制抽油機的抽油動態(tài)，該控制器還設有無線遙感系統(tǒng)，通過手持式編程器即可遠程無線控制抽油機的工作狀態(tài)。配重總成9為組合式結(jié)構(gòu)，由多個配重塊17連接而成，并且，配重總成9上設置有潤滑盒18，潤滑盒18夾持在導軌總成8的導向立柱上，能夠沿導向立柱上下滑動，潤滑盒18 內(nèi)設置有潤滑脂，潤滑盒18與導向立柱的接觸面上設置潤滑脂透孔。支座36通過螺栓與塔架總成1上端連接。根據(jù)需要，滾筒13外圓表面上分別設置有兩個前吊帶環(huán)形槽和兩個后吊帶環(huán)形槽，每一前吊帶環(huán)形槽均與一個前吊帶3的一端固定連接，每一后吊帶環(huán)形槽均與一個后吊帶7的一端固定連接；前導輪總成34為雙輪槽以分別與兩個前吊帶3相匹配，后導輪總成6為單輪槽，塔架總成1上端設置兩個后導輪總成6以分別與兩個后吊帶7相匹配。圖中，前吊帶3和后吊帶7反向纏繞在滾筒13上，并且，兩個前吊帶3左旋纏繞在兩個內(nèi)側(cè)的前吊帶環(huán)形槽內(nèi)，兩個后吊帶7右旋纏繞在兩個外側(cè)的后吊帶環(huán)形槽內(nèi)；滾筒13的前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓表面上銑有平面，前吊帶3和后吊帶7分別通過螺栓15和壓板14固定在該平面上，壓板14外圓表面與前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓表面相匹配。滾筒13既可為分體式結(jié)構(gòu)，由兩個滾筒分體組成，每一滾筒分體上均設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽。滾筒13也可以為一體式結(jié)構(gòu)，其圓周表面上分別設置有兩個前吊帶環(huán)形槽和兩個后吊帶環(huán)形槽。塔架總成1為分體組合式結(jié)構(gòu)，由至少兩個塔架總成分體連接而成，便于拆裝和運輸。塔架總成1下端與底座總成連接在一起。工作原理首先，本實用新型利用了電流的特性，實現(xiàn)了抽油機的自動換向。再者，本實用新型所需啟動扭矩小。啟動時所需起動扭矩大小，也是決定所需消耗功率大小。其運動過程為上沖程下死點加速啟動——至上沖程中間開始減速運動——至下沖程中間開始加速運動速運動——至上沖程中間開始減速運動，周而復，給上下死點都給一個較長的加速時間。通過變頻器及PLC控制系統(tǒng)的調(diào)整，上沖程啟動時，剛開始起動的很慢，此時的被拽引物加速度也很小，電流的波動也很小，隨著變頻器及PLC控制系統(tǒng)控制的電流頻率的加快；速度不斷的加大，此時電機是一穩(wěn)定的加載過程。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，也就會讓被拽引物動量變化所需的力將會很大F-Mg = MV/tM重物質(zhì)量V重物速度F重物作用在吊繩上力g重力加速度t達到一定速時所需時間必然電流會很大，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停止抽油機拽引物向上運動；此時隨著變頻器及PLC控制系統(tǒng)控制電流頻率的減速；速度不斷的下降，此時電機是一穩(wěn)定過程。下沖程時，抽油機后配重部分重，抽油機提的是后配重與前端的重量差。也就是說電機在重復抽油機上沖程的動作。它所需電流減小，所以，這一方面它是節(jié)能的。另一個節(jié)能原因是滾筒13纏繞吊帶實現(xiàn)變徑(如圖4-圖7)。上沖程時，配重輪上纏滿了吊帶，而提升輪吊帶全部放出，致使此時的輪徑不等，后配重對下部主軸作用的力臂大，前端的力臂較小。前后對主軸產(chǎn)生的力矩為M后=m后 g(r+n 后 d)M前=m前 g(r_n 后 d)
6[0056]Mj=后配重在主軸上產(chǎn)生的力矩Mti后配重在主軸上產(chǎn)生的力矩Iiij=后配重質(zhì)量IiitJ拽引物質(zhì)量r 主軸半徑吊帶纏繞層數(shù)d 吊帶厚度則此時后配重在此時產(chǎn)生的力矩是最大，減小了電機要輸出的扭矩，降低了電機所需電量。在上升的同時后部配重的力臂在減小，前端力臂在增大，抽油機同時也在卸載。 到上死點時前端力臂最大，后端力臂最小；反過來重復了上死點的工況。上下死點它都減小了電機所需電流，所以它是節(jié)能的。工作時，電機10帶動滾筒13滾動，從而使整個抽油機工作。當需要抽油機讓位時，采用上翻讓位，讓皮帶與懸臂梁固定，啟動抽油機，即可拉動懸臂梁上翻，從而達到讓位的目的。通過變頻器及PLC控制系統(tǒng)控制同等電流頻率下改變電流換向時間的長短，改變抽油機的沖程(同等沖次)。通過變頻器及PLC控制系統(tǒng)控制同等電流換向時間的長短下改變電流頻率，可改變抽油機的沖次(同等沖程)。實施例二 本實施例與實施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處在于塔架總成為整體式結(jié)構(gòu)，不用拆裝，簡化施工程序，適用于低塔架場合。改變動力總成的具體結(jié)構(gòu)、改變潤滑盒的具體結(jié)構(gòu)、改變滾筒的具體結(jié)構(gòu)，以及改變懸臂梁總成的具體結(jié)構(gòu)能夠組成多個實施例，均為本實用新型的常見變化，在此不一一詳述。
權利要求1.一種滾筒塔架式抽油機，含有塔架總成、底座總成和動力總成，其特征是所述動力總成含有電機、滾筒、手動剎車機構(gòu)和控制器，所述滾筒兩端分別通過軸承和軸承座安裝在所述塔架總成的上端，所述滾筒的輸入軸通過聯(lián)軸器與所述電機的輸出軸連接，所述手動剎車機構(gòu)與所述聯(lián)軸器為一體式結(jié)構(gòu)，所述手動剎車機構(gòu)的手動操作部分安裝于所述底座總成上，所述電機安裝在所述塔架總成上端且與所述控制器連接；所述滾筒外圓表面上分別設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽，前吊帶一端固定在所述前吊帶環(huán)形槽中，所述前吊帶另一端繞過前導輪總成后與懸繩器總成連接，所述前導輪總成安裝在懸臂梁總成的前端，所述懸臂梁總成的后端與支座鉸接，并且，所述支座安裝在所述塔架總成的上端；后吊帶一端固定在所述后吊帶環(huán)形槽中，所述后吊帶另一端繞過所述塔架總成頂端安裝的后導輪總成后與配重總成連接，所述配重總成與所述塔架總成上設置的導軌總成滑動配合。
2.根據(jù)權利要求1所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述電機為變頻調(diào)速電機，所述控制器采用PLC可編程控制器，精確控制抽油機的抽油動態(tài)，該控制器還設有無線遙感系統(tǒng)，通過手持式編程器即可遠程無線控制抽油機的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述配重總成為組合式結(jié)構(gòu)， 由多個配重塊連接而成，并且，所述配重總成上設置有潤滑盒，所述潤滑盒夾持在所述導軌總成的導向立柱上，能夠沿導向立柱上下滑動，所述潤滑盒內(nèi)設置有潤滑脂，所述潤滑盒與導向立柱的接觸面上設置潤滑脂透孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述支座通過螺栓與所述塔架總成上端連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述滾筒外圓表面上分別設置有兩個前吊帶環(huán)形槽和兩個后吊帶環(huán)形槽，每一所述前吊帶環(huán)形槽均與一個前吊帶的一端固定連接，每一所述后吊帶環(huán)形槽均與一個后吊帶的一端固定連接；所述前導輪總成為雙輪槽以分別與兩個所述前吊帶相匹配，所述后導輪總成為單輪槽，所述塔架總成上端設置兩個所述后導輪總成以分別與兩個所述后吊帶相匹配。
6.根據(jù)權利要求5所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述滾筒為一體式結(jié)構(gòu)，或者為分體式結(jié)構(gòu)，由兩個滾筒分體組成，每一滾筒分體上均設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽。
7.根據(jù)權利要求1所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述滾筒的前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓表面上銑有平面，所述前吊帶和后吊帶分別通過螺栓和壓板固定在該平面上，所述壓板外圓表面與所述前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽的外圓表面相匹配。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的滾筒塔架式抽油機，其特征是所述塔架總成為整體式結(jié)構(gòu)，或為分體組合式結(jié)構(gòu)，由至少兩個塔架分體連接而成。
專利摘要本實用新型公開了一種滾筒塔架式抽油機，其動力總成含有電機、滾筒、手動剎車機構(gòu)和控制器，所述滾筒安裝在所述塔架總成的上端，其輸入軸通過聯(lián)軸器與所述電機的輸出軸連接，所述手動剎車機構(gòu)與所述聯(lián)軸器為一體式結(jié)構(gòu)，所述手動剎車機構(gòu)的手動操作部分安裝于所述底座總成上，所述電機安裝在所述塔架總成上端且與所述控制器連接；所述滾筒外圓表面上分別設置有前吊帶環(huán)形槽和后吊帶環(huán)形槽，前吊帶一端與所述前吊帶環(huán)形槽連接，另一端繞過前導輪總成后與懸繩器總成連接，后吊帶一端與所述后吊帶環(huán)形槽連接，另一端繞過后導輪總成后與配重總成連接，所述配重總成與所述塔架總成上設置的導軌總成滑動配合。本實用新型設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、能耗低且操作方便。
文檔編號F04B47/14GK202215211SQ20112030090
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者婁本和, 孫顏波, 殷秀君 申請人:濮陽市雙發(fā)實業(yè)有限責任公司