專利名稱：抽油機高速蓄能拖動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于采油機械設備技術領域，確切地說是一種抽油機高速蓄能拖動裝置。
本實用新型以下列技術方案來實現(xiàn)該抽油機高速蓄能拖動裝置，它主要由普通的Y系列節(jié)能電動機、自動隨載控制箱，電動機通過減速機皮帶輪連接抽油機減速機以及三相工作電源組成。所述減速機皮帶輪本體為實心體，體重在300KG-750KG之間最佳。自動隨載控制箱的構成是包括現(xiàn)有的三相電源及斷路器，在斷路器的出口端通過互感器連接有電動機綜合保護器，互感器與電動機綜合保護器的一輸出之間設有智能工作狀態(tài)顯示器，電動機綜合保護器的又一輸出設有電力開關模塊電路，它與電動機連接，在電動機綜合保護器另一輸出設有自動隨載控制器，該自動隨載控制器的控制輸出與電力開關模塊相接，電動機的功率輸出端設有傳感器，它與自動隨載控制器相接，提供電動機運行的電流檢測信號。其中，電力開關模塊電路是由五塊型號為MTC90A/1200V集成塊分別串接在電動機的輸入、輸出端構成；自動隨載控制器主要由電源變壓器B、二極管D1-D4整流電路及DT穩(wěn)壓電路，在穩(wěn)壓電路上分別并接有J1、J2、J3繼電器開關電路，J1繼電器上串接有三極管BG開關電路，BG開關電路經(jīng)過D5整流電路、電容C3檢波電路與傳感器連接所構成。
本實用新型與現(xiàn)有技術比較具有以下優(yōu)點首先克服了大馬拉小車的現(xiàn)象。由于對減速機皮帶輪加大質量，使其成為一個蓄能輪，將電動機輸出功率從22KW降到11KW，即一臺100KVA的變壓器原來只能帶動4臺抽油機，使用本設計后可帶動8臺抽油機，大大節(jié)省了功耗；另外由皮帶輪質量的加大，增大轉動慣量，消除峰值扭矩，使抽油機工作更平穩(wěn)、匹配、壽命更長。自動隨載控制箱的設計使用因電路具有較大的分斷能力，它比現(xiàn)有的接觸器控制箱安全性能提高了3-5倍，所以使用安全可靠，克服了現(xiàn)有技術中因瞬間電流過大，使控制箱中接觸器短路，產(chǎn)生巨大火花造成油井不安全隱患。
圖2為本實用新型自動隨載控制箱的電路框圖。
圖3為與自動隨載控制箱電路框圖相應的實際電路工作原理圖。
圖4為減速機皮帶輪內部結構。
圖5為本實用新型與抽油機之間的連接關系示意圖。
本實用新型的工作原理見

圖1、4所示，本設計對現(xiàn)有的減速機皮帶輪由原來的空心輪改為實心輪，使其重量增大了5倍，從而增大了抽油機減速機輸入軸的轉動慣量，使抽油機工作的更加平穩(wěn)。另外，根據(jù)抽油機的工作原理，皮帶輪質量的增大具有很強的超越功能，所以本設計稱減速機皮帶輪4為高速蓄能輪。當皮帶輪質量由原來的90KG增加到450KG，通過計算可得出高速蓄能輪的轉動慣量Jf比原空心皮帶輪的轉動慣量Jf增大了11.11-14.28倍。使得皮帶輪的最大盈功Aa和最大虧功Ab趨于平衡。見圖5，根據(jù)抽油機的工作狀況(即上沖程所需功率大、下沖程所需功率小，峰值功率變化大并且比較陡)蓄能輪的使用，可增大轉動慣量而消除峰值扭矩，使工作更平穩(wěn)，使用壽命更長。另外高速蓄能輪有很強的超越功能，當抽油機工作在下沖程和上沖程的初期時，靠高速蓄能輪所積蓄能量的釋放，使得抽油機電動機的功率減小，達到節(jié)能的目的。
自動隨載控制箱的工作原理見圖3所示，閉合斷路器7(K)、使自動隨載控制器的電源變壓器B得電，通過D1-D4橋式整流，電容C1、C2濾波，DT穩(wěn)壓，使自動隨載控制器的控制電壓形成。電動機準備，按下啟動按鈕QA，可控硅KT1導通，電容器C6開始充電，當電容器C6充滿電后繼電器J2吸合，電力開關模塊M1、M2導通，使電動機1(D)在星型型狀態(tài)下啟動，高速蓄能輪4開始蓄能。同時傳感器13(CG)開始檢測電動機1(D)的運行電流，并將檢測到的信號傳輸給自動隨載控制器12，通過二極管D5整流、電容C3濾波，使電動機D的運行電流變?yōu)橐粋€直流電壓信號，三極管BG根據(jù)檢測得到直流電壓信號(即電動機D工作電流)的大小，使三極管BG工作在飽和截止的開關狀態(tài)，利用三極管BG的開關性能來控制繼電器J1的吸合狀態(tài)。當電動機D工作電流大時三極管BG處于飽和，繼電器J1吸合，繼電器J1吸合后關閉繼電器J2，并開啟繼電器J3，使電力開關模塊M1、M2關斷，M3、M4、M5導通。使電動機工作在三角形型狀態(tài)下。當電動機D的工作電流變小時，傳感器CG檢測到電動機D電流信號并傳輸給三極管BG，三極管BG處于截止繼電器J1斷開，繼電器J1斷開后開啟繼電器J2，并關斷繼電器J3，使電力開關模塊M1、M2導通，M3、M4、M5關斷，使電動機D自動轉換到星型狀態(tài)下運行。本設計能夠根據(jù)電動機D的負載大小，通過傳感器CG將負載信號及時地傳輸給自動隨載控制器12，自動隨載控制器根據(jù)所得到信號的大小，自動地控制電力開關模塊M1、M2、M3、M4、M5關斷與導通，電力開關模塊的開、關狀態(tài)使電動機D在三角形型或星型的狀態(tài)下運行。做到自動隨載，節(jié)能降耗。
當電動機得電后，電流表A開始指示電動機的運行電流；JD-5B電動機綜合保護器開始對電動機進行斷相、過載、短路等進行保護，一旦發(fā)生斷相、過載、短路等故障，通過長閉開關JD立刻切斷三相電源6，對電動機實施保護；同時對電動機的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進行指示。
權利要求1.一種抽油機高速蓄能拖動裝置，它主要由電動機(1)、電動機控制箱(2)，電動機通過減速機皮帶輪(4)連接抽油機減速機(5)以及三相工作電源(6)組成，其特征是所述減速機皮帶輪(4)本體為實心體，電動機控制箱(2)是一種自動隨載控制箱，其構成是包括現(xiàn)有的三相電源(6)及斷路器(7)，在斷路器的出口端通過互感器(8)連接有電動機綜合保護器(9)，互感器與電動機綜合保護器的一輸出之間設有智能工作狀態(tài)顯示器(10)，電動機綜合保護器的又一輸出設有電力開關模塊電路(11)，它與電動機(1)連接，在電動機綜合保護器另一輸出設有自動隨載控制器(12)，該自動隨載控制器的控制輸出端與電力開關模塊(11)相接，電動機(1)的功率輸出端還設有傳感器(13)，它與自動隨載控制器(12)相接，提供電動機運行的電流檢測信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的抽油機高速蓄能拖動裝置，其特征是所述為實心體狀的減速機皮帶輪(4)體重在300KG-750KG之間最佳。
3.根據(jù)權利要求1所述的抽油機高速蓄能拖動裝置，其特征是電動機控制箱中的電力開關模塊電路(11)是由五塊型號為MTC90A/1200V集成塊分別串接在電動機(1)的輸入、輸出端構成。
4.根據(jù)權利要求1所述的抽油機高速蓄能拖動裝置，其特征是電動機控制箱中的自動隨載控制器(12)主要由電源變壓器B、二極管D1-D4整流電路及DT穩(wěn)壓電路，在穩(wěn)壓電路上分別并接有J1、J2、J3繼電器開關電路，J1繼電器上串接有三極管BG開關電路，BG開關電路經(jīng)過D5整流電路、電容(3)檢波電路與傳感器(13)連接所構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的抽油機高速蓄能拖動裝置，其特征是所述電動機(1)為普通的Y系列節(jié)能電動機。
專利摘要該抽油機高速蓄能拖動裝置由Y系列節(jié)能電動機1，自動隨載控制箱2、皮帶3、減速器皮帶輪4、減速器5及三相電源6組成。其中減速機皮帶輪是實心體。自動隨載控制箱包括三相電源6、斷路器7，設置有互感器8、電動機綜合保護器9、智能工作狀態(tài)顯示10、電力開關模塊電路11、自動隨載控制器12及傳感器13構成。本實用新型使用在抽油機上，可使8型抽油機的電動機功率從22kW降到11kW，即原來一臺100kVA的變壓器只能帶動4臺抽油機，使用本裝置后它可以帶動8臺抽油機，大大地降低了功耗。
文檔編號H02K11/00GK2582255SQ0225898
公開日2003年10月22日 申請日期2002年11月27日 優(yōu)先權日2002年11月27日
發(fā)明者李寧會, 羅仁全, 劉振民, 魏玉震, 徐剛, 高長樂, 徐奇, 張克明 申請人:西安市佳圣科技發(fā)展有限公司, 西安新機石化設備制造有限公司, 李寧會