壓力平衡電機換向抽油的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種壓力平衡電機換向抽油機，屬機電一體化應(yīng)用新領(lǐng)域。該機包括置于設(shè)有螺桿舉升爬行機構(gòu)矮機架前上端的平衡輪、平衡輪下部或機架底座中部的驅(qū)動裝置和后端的壓力平衡裝置，其中平衡輪為同軸大小輪、其小輪用V形聯(lián)組帶或鏈條與驅(qū)動裝置的驅(qū)動輪聯(lián)接，鑲嵌耐磨填料的大輪繩槽內(nèi)披復(fù)抽吸平衡繩，或逆時針固定與井內(nèi)抽油桿連接的柔性抽吸繩，順時針固定經(jīng)導(dǎo)向輪通過平衡繩連接器與平衡液壓缸柱塞相連接的平衡繩；壓力平衡裝置的三合一隔離平衡球罐置于矮機架底座內(nèi)互相串聯(lián)的壓力補償器和平衡液壓缸上部，并與相關(guān)聯(lián)的連接管路定向聯(lián)接。該機具有大幅度節(jié)能省材，不停機智能調(diào)參、調(diào)平衡和作業(yè)讓位、卸載掛抽、失載保護、地面維護方便的明顯技術(shù)優(yōu)勢和示功圖模擬、油水計量、遠傳遙控功能，是機械采油理想的方向性換代機型。
【專利說明】壓力平衡電機換向抽油機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種壓力平衡電機換向抽油機，屬機電一體化應(yīng)用新領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田開發(fā)中，實現(xiàn)機械采油的主要手段是傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機和各類天平平衡立式抽油機。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界目前有油井約200萬口，其中抽油機機械采油約占95%以上。
[0003]傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機已逾120多年應(yīng)用歷史，具有疲實可靠、經(jīng)久耐用、作業(yè)讓位簡單、卸載掛抽方便、失載保護可靠的的優(yōu)點。該機型雖不斷改進，不斷創(chuàng)新，但其結(jié)構(gòu)和原理萬變不離其宗，至今仍占機械采油的90 %左右，成為機械采油的主導(dǎo)機型。
[0004]隨著人類對節(jié)能高效、低碳、環(huán)保的需求越來越迫切,各類節(jié)能省材、不停機智能調(diào)參、安全、環(huán)保的天平平衡立式抽油機相繼誕生。與傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機相比，天平平衡立式抽油機具有節(jié)能30-70 %，省材30-60 %，不停機智能調(diào)參提高工效大于1000倍，適于長沖程、低沖次的工作制度，維護工作量減少60%以上的明顯技術(shù)優(yōu)勢，有更新傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機的發(fā)展趨勢。
[0005]上述傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機和天平平衡立式抽油機雖然各有優(yōu)勢，但也各有不足。四連桿游梁式抽油機結(jié)構(gòu)龐大、傳動鏈長、效率低、能耗高、調(diào)參困難，更新的需求越來必要。
[0006]天平平衡立式抽油機機架高、維護不方便、作業(yè)讓位困難、傳動鏈短但相對脆弱、卸載掛抽和失載保護存在技術(shù)瓶頸，也需要技術(shù)完善。
[0007]不論何種抽油機做功，上下行程都有一個勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的過程，如果用氣平衡取代重物平衡方式，將使勢能和動能進一步優(yōu)化利用，實現(xiàn)抽油機結(jié)構(gòu)更簡單、低機架維護更方便、短鏈傳動效率高、節(jié)能省材，并集示功圖測試、油水計量、遠傳遙控等多項功能于一機的革命性突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述傳統(tǒng)抽油機存在的不足，本發(fā)明的目的是采用柔性光桿懸掛點入井的低機架結(jié)構(gòu)和壓力平衡原理，下行程抽油桿位能釋放儲存壓能，上行程平衡裝置壓能釋放幫助做功，實現(xiàn)大幅度節(jié)能省材，并徹底攻克作業(yè)讓位、卸載掛抽、失載保護等技術(shù)瓶頸，并通過優(yōu)化智能控制軟件，解決示功圖監(jiān)測、油水計量、遠傳遙控等方面技術(shù)難題，實現(xiàn)采油機械的創(chuàng)新和突破。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0010]所述的壓力平衡電機換向抽油機包括置于設(shè)有螺桿舉升爬行機構(gòu)矮機架前上端的平衡輪(I)、平衡輪(I)下部或機架底座中部的驅(qū)動裝置和后端的壓力平衡裝置，其中平衡輪(I)為同軸大小輪、其小輪用V形聯(lián)組帶或鏈條與驅(qū)動裝置的驅(qū)動輪聯(lián)接，鑲嵌耐磨填料的大輪繩槽內(nèi)披復(fù)抽吸平衡繩，或逆時針固定與井內(nèi)抽油桿連接的柔性抽吸繩，順時針固定經(jīng)導(dǎo)向輪通過平衡繩連接器與平衡液壓缸(6)柱塞相連接的平衡繩；壓力平衡裝置的三合一隔離平衡球罐(4)置于矮機架底座內(nèi)互相串聯(lián)的壓力補償器(3)和平衡液壓缸(6)上部，并與相關(guān)聯(lián)的連接管路定向聯(lián)接。
[0011]所述的驅(qū)動裝置為異型電機直驅(qū)裝置或通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動裝置，其中異型電機直驅(qū)裝置為異型開關(guān)磁阻電機或異型永磁電機，其結(jié)構(gòu)至少為以下六種類型之一:
[0012]第一種為圖3和圖11所示的嵌套式異型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其嵌套式異型內(nèi)定子(16)通過空心軸、鍵、軸承、密封端蓋固定于嵌套式異型外轉(zhuǎn)子(15)空腔內(nèi)，鑲嵌套外圓面圓周上均布如圖11所示的偶數(shù)條軸向外鍵槽，嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)分三段錯齒1-6°嵌入外鍵槽內(nèi)；嵌套式異型外轉(zhuǎn)子(15)內(nèi)圓面圓周上均布與嵌套式異型內(nèi)定子(16)對應(yīng)的軸向內(nèi)鍵槽，嵌套式異型外轉(zhuǎn)子鐵心(32)凸極嵌套入三組嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)間隔槽內(nèi)，其條型平面嵌套入軸向內(nèi)鍵槽內(nèi)，并用螺栓緊固；嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)凹槽內(nèi)放置集中環(huán)式繞組(17);空心軸軸頭和密封端蓋上設(shè)置磁性霍爾傳感器(18)或無線遙感傳感器；
[0013]第二種為圖4所示的筒式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其筒式外轉(zhuǎn)子外圓表面設(shè)置雙排鏈輪，內(nèi)圓面圓周上固定軸向轉(zhuǎn)子鐵心(21)，密封端蓋內(nèi)端面固定徑向轉(zhuǎn)子鐵心(19);置于筒式外轉(zhuǎn)子空心軸上的筒式內(nèi)定子兩端面固定徑向定子鐵心和繞組(20)，外圓面圓周上固定軸向定子鐵心和繞組(22)，其繞組接線通過空心軸外接到接線盒；
[0014]第三種為圖5所示的一端小直徑、另一端大直徑的臺階式單輪軸異型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其小直徑一端臺階式單輪軸三用外轉(zhuǎn)子(23)外圓表面設(shè)置帶輪、V形槽輪和鏈輪，大直徑一端內(nèi)圓面圓周上固定轉(zhuǎn)子鐵心；置于三用外轉(zhuǎn)子(23)大直徑一端空心軸上的輪式內(nèi)定子(24)外圓面圓周上固定定子鐵心和繞組，其繞組接線通過空心軸外接到接線盒；
[0015]第四種為圖6所示的軸向兩端大直徑、中部小直徑的凹式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中部小直徑輪軸一體式雙排鏈輪(26)兩端通過軸承、鍵對稱設(shè)置外圓面圓周上固定轉(zhuǎn)子鐵心的凹式雙輪軸異型內(nèi)轉(zhuǎn)子，兩端大直徑對稱外定子(25)內(nèi)圓面圓周上固定定子鐵心和繞組，輪軸一體式雙排鏈輪(26)軸端和對稱外定子(25)端蓋上設(shè)置編碼器或齒盤式光電傳感器；
[0016]第五種為圖7所示的軸向兩端小直徑、中部大直徑的凸式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其輪式內(nèi)轉(zhuǎn)子兩端小直徑輪外圓表面設(shè)置V形輪槽，空心軸中部固定大直徑內(nèi)轉(zhuǎn)子，其外圓表面和兩端面設(shè)置與定子磁路相對應(yīng)的按N、S極性交互排列的軸向和徑向強磁體(28);中部大直徑外定子內(nèi)圓面圓周上和內(nèi)腔兩端面設(shè)置軸向和徑向定子鐵心及繞組(27)；
[0017]第六種為圖8所示的軸向兩端小直徑、中部大直徑的凸式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其空心軸上固定外圓表面裝有轉(zhuǎn)子鐵心的雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子(29)，兩端小直徑輪外圓表面設(shè)置V形輪槽，中部大直徑雙輪軸外定子(30)內(nèi)圓面圓周上固定軸向定子鐵心和繞組。
[0018]所述的異型電機核心部件轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心和繞組的齒形、磁路、繞組結(jié)構(gòu)至少為以下六種類型之一:
[0019]第一種為圖3和圖11所示的通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙面閉合超短磁路圓周面和扇面四向重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯四向微重合，相繞組為嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)凹槽內(nèi)三相環(huán)式繞組(17)；[0020]第二種為圖12所示的通電相為90°長磁路(37)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心(35)，相繞組為隔二齒互繞三相繞組(36)；
[0021]第三種為圖13所示的通電相為180°長磁路(39)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為單齒交錯半重合齒鐵心(40)，相繞組為隔三齒互繞四相繞組(38)；
[0022]第四種為圖14所示的定子鐵心為子母齒(43)，轉(zhuǎn)子鐵心為與之對應(yīng)的多齒極，通電相為短磁路(42)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為六齒交錯微重合齒鐵心，相繞組為子母齒鄰齒互繞三相繞組(41)；
[0023]第五種為圖15所示的定、轉(zhuǎn)子鐵心為對稱多齒極鐵心(44)，通電相為超短磁路
(46)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心，相繞組為鄰齒互繞三相繞組(45)；
[0024]第六種為16所示的定、轉(zhuǎn)子鐵心為對稱鑲嵌齒鐵心(48)，通電相為超短磁路定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心，相繞組為鑲嵌齒鄰齒互繞三相繞組(47)。
[0025]所述的通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動裝置的減速器為標準系列軸端對稱輸出減速器或雙驅(qū)四保險減速機，其中雙驅(qū)四保險減速機(31)包括如圖10所示的外置驅(qū)動輪的空心輸出軸，置于該軸中心的輸入軸和二軸對稱串聯(lián)的2臺起雙保險作用的同規(guī)格減速機，以及輸入軸兩端與通用電機串聯(lián)的2臺聯(lián)軸器；減速機箱體內(nèi)輸入軸兩端設(shè)置的一級減速齒輪與從動盤為二合一齒輪，其兩側(cè)各對稱嚙合兩組起雙保險作用的同軸大小減速齒輪，同軸大小減速齒輪與固定在空心輸出軸上的二級減速齒輪嚙合。
[0026]所述的聯(lián)軸器為接觸式剛性聯(lián)軸器或非接觸傳動永磁聯(lián)軸器，其中非接觸傳動永磁聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)至少為以下三種類型之一:
[0027]第一種為圖17所示的主動盤(49)和從動盤(50)盤面外環(huán)上按N、S極順序?qū)ΨQ交互密集或分散排列偶數(shù)強磁體(51)的同步式永磁聯(lián)軸器，兩盤之間用壓力軸承(53)間隔，主動盤(49)外緣設(shè)置拆裝調(diào)節(jié)螺桿(52)；
[0028]第二種為圖18所示的永磁吸盤(54)和從動吸盤(55)盤面外環(huán)上設(shè)置獨立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(56)的吸盤式永磁聯(lián)軸器，其中磁極總成(56)包括置于環(huán)形磁軛中用隔板隔開的固定強磁體和活動強磁體，固定強磁體底部設(shè)置導(dǎo)磁極頭，活動強磁體頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動柱銷，兩盤之間用雙排滾子壓力軸承間隔；
[0029]第三種為在永磁同步聯(lián)軸器的的基礎(chǔ)上，主動盤(49)或從動盤(50)上的強磁體(51)改為銅環(huán)，靠渦流感應(yīng)產(chǎn)生扭矩的渦流式永磁聯(lián)軸器。
[0030]所述的壓力平衡裝置為壓縮機定期補氣平衡裝置或隨機補氣平衡裝置，其中隨機補氣平衡裝置包括壓力補償器(3)、隔離平衡球罐(4)、緩沖補償罐(5)和平衡液壓缸(6)及相關(guān)連接管路，其中隔離平衡球罐(4)與其下部的緩沖補償罐(5)為三合一儲壓裝置，隔離平衡球罐(4)頂部設(shè)定壓放氣閥，邊部設(shè)充放氣閥和壓力采集及觀察機構(gòu)，內(nèi)置液壓油缸，液壓油缸底部設(shè)置與平衡液壓缸(6)有柱塞前端連接的平衡導(dǎo)壓管(7)，平衡導(dǎo)壓管
(7)上設(shè)充泄油閥。
[0031]所述的壓力補償器(3)設(shè)二級壓縮缸并置于平衡繩經(jīng)過的抽油機下死點處，其一級壓縮缸無柱塞端進口通過一級壓縮連通管(8)和只進不出的單流閥或電磁閥與平衡液壓缸(6)無柱塞尾端連接，一級壓縮缸無柱塞端出口通過二級壓縮連通管(9)和只出不進的單流閥連接緩沖補償罐(5) ;二級壓縮缸無柱塞端進口通過充氣連通管(10)和只進不出的單流閥連接緩沖補償罐(5)，二級壓縮缸無柱塞端出口通過三級壓縮連通管(11)和只出不進的單流閥與隔離平衡球罐(4)連接；平衡繩連接器運行至抽油機下死點與壓力補償器(3) —、二級壓縮缸柱塞接觸進行三級壓縮隨機補氣穩(wěn)壓。
[0032]采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與傳統(tǒng)四連桿游梁式抽油機和天平平衡立式抽油機相比具有大幅度節(jié)能省材，不停機智能調(diào)參、調(diào)平衡和作業(yè)讓位、卸載掛抽、失載保護、地面維護方便的明顯技術(shù)優(yōu)勢和示功圖模擬、油水計量、遠傳遙控功能，是機械采油理想的方向性換代機型。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為壓力平衡電機換向抽油機結(jié)構(gòu)及壓力管路連接示意圖；
[0034]圖2為圖1的通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動抽油機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為圖1的凸凹極嵌套異型外轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4為圖1的筒式軸徑向混合驅(qū)動異型外轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5為圖1的單輪軸三用外轉(zhuǎn)子異型電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6為圖1的凹式雙輪軸異型內(nèi)轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7為圖1的凸式雙輪軸永磁混合驅(qū)動異型內(nèi)轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖8為圖1的凸式雙輪軸異型內(nèi)轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖9為圖1的通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖10為圖2的雙驅(qū)四保險減速機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖11為圖3的凸凹極嵌套超短磁路鐵心、繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖12為圖1的異型電機長磁路雙齒交錯微重合齒鐵心、繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖13為圖1的異型電機長磁路單齒交錯半重合齒鐵心、繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖14為圖1的異型電機子母齒短磁路多齒極鐵心、繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖15為圖1的異型電機對稱多齒極超短磁路鐵心、繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖16為圖1的異型電機鑲嵌齒超短磁路鐵心、繞組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖17為圖9或圖10的同步式永磁聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖18為圖9或圖10的吸盤式永磁聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖中:1.平衡輪；2.異型電機；3.壓力補償器；4.隔離平衡球罐；5.緩沖補償罐；
6.平衡液壓缸；7.平衡導(dǎo)壓管；8.—級壓縮連通管；9.二級壓縮連通管；10.充氣連通管；11.三級壓縮連通管；12.對稱輸出減速器；13.聯(lián)軸器；14.通用電機；15.嵌套式異型外轉(zhuǎn)子；16.嵌套式異型內(nèi)定子；17.環(huán)式繞組；18.傳感器；19.徑向轉(zhuǎn)子鐵心；20.徑向定子鐵心和繞組；21.軸向轉(zhuǎn)子鐵心；22.軸向定子鐵心和繞組；23.三用外轉(zhuǎn)子；24.輪式內(nèi)定子；25.對稱外定子；26.雙排鏈輪；27.軸向和徑向外定子鐵心及繞組；28.軸向和徑向內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體；29.雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子；30.雙輪軸外定子；31.雙驅(qū)四保險減速機；32.嵌套式異型外轉(zhuǎn)子鐵心；33.環(huán)式繞組軸向剖面；34.嵌套式異型內(nèi)定子鐵心；35.雙齒交錯微重合齒鐵心；36.隔二齒互繞三相繞組；37.90°長磁路；38.隔三齒互繞四相繞組；39.180°長磁路；40.單齒交錯半重合齒鐵心；41.子母齒鄰齒互繞三相繞組；42.短磁路；43.子母齒；44.對稱多齒極鐵心；45.鄰齒互繞三相繞組；46.超短磁路；47.鑲嵌齒鄰齒互繞三相繞組；48.鑲嵌齒鐵心；49.主動盤；50.從動盤；51.強磁體；52.調(diào)節(jié)螺桿；53.壓力軸承；54.永磁吸盤；55.從動吸盤；56.磁極總成。
【具體實施方式】
[0052]實施例1:
[0053]如圖1所示:本發(fā)明壓力平衡電機換向抽油機包括置于設(shè)有螺桿舉升爬行機構(gòu)矮機架前上端的平衡輪(I)、平衡輪(I)下部或機架底座中部的驅(qū)動裝置和后端的壓力平衡裝置，其中平衡輪(I)為同軸大小輪、其小輪用V形聯(lián)組帶或鏈條與驅(qū)動裝置的驅(qū)動輪聯(lián)接，鑲嵌耐磨填料的大輪繩槽內(nèi)披復(fù)抽吸平衡繩，或逆時針固定與井內(nèi)抽油桿連接的柔性抽吸繩，順時針固定經(jīng)導(dǎo)向輪通過平衡繩連接器與平衡液壓缸(6)柱塞相連接的平衡繩；壓力平衡裝置的三合一隔離平衡球罐(4)置于矮機架底座內(nèi)互相串聯(lián)的壓力補償器(3)和平衡液壓缸(6)上部，并與相關(guān)聯(lián)的連接管路定向聯(lián)接。
[0054]所述的驅(qū)動裝置為異型電機直驅(qū)裝置，其結(jié)構(gòu)為圖3和圖11所示的嵌套式異型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其嵌套式異型內(nèi)定子(16)通過空心軸、鍵、軸承、密封端蓋固定于嵌套式異型外轉(zhuǎn)子(15)空腔內(nèi)，鑲嵌套外圓面圓周上均布如圖11所示的偶數(shù)條軸向外鍵槽，嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)分三段錯齒1-6°嵌入外鍵槽內(nèi)；嵌套式異型外轉(zhuǎn)子(15)內(nèi)圓面圓周上均布與嵌套式異型內(nèi)定子(16)對應(yīng)的軸向內(nèi)鍵槽，嵌套式異型外轉(zhuǎn)子鐵心(32)凸極嵌套入三組嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)間隔槽內(nèi)，其條型平面嵌套入軸向內(nèi)鍵槽內(nèi)，并用螺栓緊固；嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)凹槽內(nèi)放置集中環(huán)式繞組(17);空心軸軸頭和密封端蓋上設(shè)置磁性霍爾傳感器(18)或無線遙感傳感器。
[0055]所述的異型電機核心部件轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心和繞組的齒形、磁路、繞組結(jié)構(gòu)為圖3和圖11所示的通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙面閉合超短磁路圓周面和扇面四向重合,非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯四向微重合，相繞組為嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)凹槽內(nèi)三相環(huán)式繞組(17)。
[0056]所述的壓力平衡裝置為隨機補氣平衡裝置，裝置包括壓力補償器(3)、隔離平衡球罐(4)、緩沖補償罐(5)和平衡液壓缸(6)及相關(guān)連接管路，其中隔離平衡球罐(4)與其下部的緩沖補償罐(5)為三合一儲壓裝置，隔離平衡球罐(4)頂部設(shè)定壓放氣閥，邊部設(shè)充放氣閥和壓力采集及觀察機構(gòu)，內(nèi)置液壓油缸，液壓油缸底部設(shè)置與平衡液壓缸(6)有柱塞前端連接的平衡導(dǎo)壓管(7)，平衡導(dǎo)壓管(7)上設(shè)充泄油閥。
[0057]所述的壓力補償器(3)設(shè)二級壓縮缸并置于平衡繩經(jīng)過的抽油機下死點處，其一級壓縮缸無柱塞端進口通過一級壓縮連通管(8)和只進不出的單流閥或電磁閥與平衡液壓缸(6)無柱塞尾端連接，一級壓縮缸無柱塞端出口通過二級壓縮連通管(9)和只出不進的單流閥連接緩沖補償罐(5) ;二級壓縮缸無柱塞端進口通過充氣連通管(10)和只進不出的單流閥連接緩沖補償罐(5)，二級壓縮缸無柱塞端出口通過三級壓縮連通管(11)和只出不進的單流閥與隔離平衡球罐(4)連接；平衡繩連接器運行至抽油機下死點與壓力補償器
(3)—、二級壓縮缸柱塞接觸進行三級壓縮隨機補氣穩(wěn)壓。
[0058]所述的壓力平衡電機換向抽油機設(shè)計參數(shù)為:
[0059]最大提升載荷:80kn ；
[0060]電動機功率:15kw;[0061]平衡壓力:5Mpa ;
[0062]沖程:l-3m無級調(diào)節(jié)；
[0063]沖次:0_5r/min無級調(diào)節(jié)；
[0064]整機重量:3000kg；
[0065]外型尺寸:5.0X1.0X3 (m)。
[0066]實施例2:
[0067]如圖1所示:本發(fā)明壓力平衡電機換向抽油機實施方案主體結(jié)構(gòu)同實施例1，只對驅(qū)動裝置和壓力平衡等級作了調(diào)整，具體調(diào)整如下:
[0068]所述的驅(qū)動裝置為異型電機直驅(qū)裝置，其結(jié)構(gòu)為圖7所示的軸向兩端小直徑、中部大直徑的凸式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其輪式內(nèi)轉(zhuǎn)子兩端小直徑輪外圓表面設(shè)置V形輪槽，空心軸中部固定大直徑內(nèi)轉(zhuǎn)子，其外圓表面和兩端面設(shè)置與定子磁路相對應(yīng)的按N、S極性交互排列的軸向和徑向強磁體(28);中部大直徑外定子內(nèi)圓面圓周上和內(nèi)腔兩端面設(shè)置軸向和徑向定子鐵心及繞組(27)。
[0069]所述的異型電機核心部件轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心和繞組的齒形、磁路、繞組結(jié)構(gòu)為圖12所示的通電相為90°長磁路(37)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合,非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心(35)，相繞組為隔二齒互繞三相繞組(36)。
[0070]所述的壓力平衡電機換向抽油機設(shè)計參數(shù)為:
[0071]最大提升載荷:140kn ；
[0072]電動機功率:37kw ；
[0073]沖程:l-6m無級調(diào)節(jié)；
[0074]沖次:0-5r/min無級調(diào)節(jié)；
[0075]平衡壓力:8Mpa ；
[0076]整機重量:6000kg；
[0077]外型尺寸:9X1.2X3(m)。
[0078]實施例3:
[0079]如圖2所示:本發(fā)明壓力平衡電機換向抽油機實施方案主體結(jié)構(gòu)同實施例1，只對驅(qū)動裝置和壓力平衡等級作了調(diào)整，具體調(diào)整如下:
[0080]所述的驅(qū)動裝置為通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動裝置，其減速器為標準系列軸端對稱輸出減速器。
[0081]所述的聯(lián)軸器為非接觸傳動永磁聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)為圖17所示的主動盤(49)和從動盤(50)盤面外環(huán)上按N、S極順序?qū)ΨQ交互密集或分散排列偶數(shù)強磁體(51)的同步式永磁聯(lián)軸器，兩盤之間用壓力軸承(53)間隔，主動盤(49)外緣設(shè)置拆裝調(diào)節(jié)螺桿(52)。
[0082]所述的壓力平衡電機換向抽油機設(shè)計參數(shù)為:
[0083]最大提升載荷:160kn ；
[0084]電動機功率:45kw ；
[0085]沖程:l-6m無級調(diào)節(jié)；
[0086]沖次:0-5r/min無級調(diào)節(jié)；
[0087]平衡壓力:9Mpa ；
[0088]整機重量:7000kg；[0089]外型尺寸:9X1.2X3(m)。
[0090]實施例4:
[0091]如圖2所示:本發(fā)明壓力平衡電機換向抽油機實施方案主體結(jié)構(gòu)同實施例1，只對驅(qū)動裝置和壓力平衡等級作了調(diào)整，具體調(diào)整如下:
[0092]所述的驅(qū)動裝置為雙驅(qū)四保險減速機，其中雙驅(qū)四保險減速機(31)包括如圖10所示的外置驅(qū)動輪的空心輸出軸，置于該軸中心的輸入軸和二軸對稱串聯(lián)的2臺起雙保險作用的同規(guī)格減速機，以及輸入軸兩端與通用電機串聯(lián)的2臺聯(lián)軸器；減速機箱體內(nèi)輸入軸兩端設(shè)置的一級減速齒輪與從動盤為二合一齒輪，其兩側(cè)各對稱嚙合兩組起雙保險作用的同軸大小減速齒輪，同軸大小減速齒輪與固定在空心輸出軸上的二級減速齒輪嚙合。
[0093]所述的聯(lián)軸器為非接觸傳動永磁聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)為圖18所示的永磁吸盤(54)和從動吸盤(55)盤面外環(huán)上設(shè)置獨立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(56)的吸盤式永磁聯(lián)軸器，其中磁極總成(56)包括置于環(huán)形磁軛中用隔板隔開的固定強磁體和活動強磁體，固定強磁體底部設(shè)置導(dǎo)磁極頭，活動強磁體頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動柱銷，兩盤之間用雙排滾子壓力軸承間隔。
[0094]所述的壓力平衡電機換向抽油機設(shè)計參數(shù)為:
[0095]最大提升載荷:200kn ；
[0096]電動機功率:50kw ；
[0097]沖程:l-8m無級調(diào)節(jié)；
[0098]沖次:0-3次/分無級調(diào)節(jié)；
[0099]平衡壓力:IOMpa;
[0100]整機重量:8000kg；
[0101]外型尺寸:12X1.2X3(m)。
[0102]上述4例實施方案為本發(fā)明壓力平衡電機換向抽油機以驅(qū)動載荷80、140、160、200kn為設(shè)計模板的標準化設(shè)計，根據(jù)上述設(shè)計模板軟件可優(yōu)化載荷為30、50、80、100、120、140、160、180、200kn壓力平衡電機換向抽油機的技術(shù)系列。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:該機包括置于設(shè)有螺桿舉升爬行機構(gòu)矮機架前上端的平衡輪(I)、平衡輪(I)下部或機架底座中部的驅(qū)動裝置和后端的壓力平衡裝置，其中平衡輪(I)為同軸大小輪、其小輪用V形聯(lián)組帶或鏈條與驅(qū)動裝置的驅(qū)動輪聯(lián)接，鑲嵌耐磨填料的大輪繩槽內(nèi)披復(fù)抽吸平衡繩，或逆時針固定與井內(nèi)抽油桿連接的柔性抽吸繩，順時針固定經(jīng)導(dǎo)向輪通過平衡繩連接器與平衡液壓缸(6)柱塞相連接的平衡繩；壓力平衡裝置的三合一隔離平衡球罐(4)置于矮機架底座內(nèi)互相串聯(lián)的壓力補償器(3)和平衡液壓缸(6)上部，并與相關(guān)聯(lián)的連接管路定向聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:所述的驅(qū)動裝置為異型電機直驅(qū)裝置或通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動裝置，其中異型電機直驅(qū)裝置為異型開關(guān)磁阻電機或異型永磁電機，其結(jié)構(gòu)至少為以下六種類型之一: 第一種為嵌套式異型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其嵌套式異型內(nèi)定子(16)通過空心軸、鍵、軸承、密封端蓋固定于嵌套式異型外轉(zhuǎn)子(15)空腔內(nèi)，鑲嵌套外圓面圓周上均布偶數(shù)條軸向外鍵槽，嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)分三段錯齒1-6°嵌入外鍵槽內(nèi)；嵌套式異型外轉(zhuǎn)子(15)內(nèi)圓面圓周上均布與嵌套式異型內(nèi)定子(16)對應(yīng)的軸向內(nèi)鍵槽，嵌套式異型外轉(zhuǎn)子鐵心(32)凸極嵌套入三組嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)間隔槽內(nèi)，其條型平面嵌套入軸向內(nèi)鍵槽內(nèi)，并用螺栓緊固；嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)凹槽內(nèi)放置集中環(huán)式繞組(17);空心軸軸頭和密封端蓋上設(shè)置磁性霍爾傳感器(18)或無線遙感傳感器； 第二種為筒式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其筒式外轉(zhuǎn)子外圓表面設(shè)置雙排鏈輪，內(nèi)圓面圓周上固定軸向轉(zhuǎn)子鐵心(21)，密封端蓋內(nèi)端面固定徑向轉(zhuǎn)子鐵心(19);置于筒式外轉(zhuǎn)子空心軸上的筒式內(nèi)定子兩端面固定徑向定子鐵心和繞組(20)，外圓面圓周上固定軸向定子鐵心和繞組(22)，其繞組接線通過空心軸外接到接線盒； 第三種為一端小直徑、另一端大直徑的臺階式單輪軸異型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其小直徑一端臺階式單輪軸三用外轉(zhuǎn)子(23)外圓表`面設(shè)置帶輪、V形槽輪和鏈輪，大直徑一端內(nèi)圓面圓周上固定轉(zhuǎn)子鐵心；置于三用外轉(zhuǎn)子(23)大直徑一端空心軸上的輪式內(nèi)定子(24)外圓面圓周上固定定子鐵心和繞組，其繞組接線通過空心軸外接到接線盒； 第四種為軸向兩端大直徑、中部小直徑的凹式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中部小直徑輪軸一體式雙排鏈輪(26)兩端通過軸承、鍵對稱設(shè)置外圓面圓周上固定轉(zhuǎn)子鐵心的凹式雙輪軸異型內(nèi)轉(zhuǎn)子，兩端大直徑對稱外定子(25)內(nèi)圓面圓周上固定定子鐵心和繞組，輪軸一體式雙排鏈輪(26)軸端和對稱外定子(25)端蓋上設(shè)置編碼器或齒盤式光電傳感器； 第五種為軸向兩端小直徑、中部大直徑的凸式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其輪式內(nèi)轉(zhuǎn)子兩端小直徑輪外圓表面設(shè)置V形輪槽，空心軸中部固定大直徑內(nèi)轉(zhuǎn)子，其外圓表面和兩端面設(shè)置與定子磁路相對應(yīng)的按N、S極性交互排列的軸向和徑向強磁體(28);中部大直徑外定子內(nèi)圓面圓周上和內(nèi)腔兩端面設(shè)置軸向和徑向定子鐵心及繞組(27)； 第六種為軸向兩端小直徑、中部大直徑的凸式雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其空心軸上固定外圓表面裝有轉(zhuǎn)子鐵心的雙輪軸內(nèi)轉(zhuǎn)子(29)，兩端小直徑輪外圓表面設(shè)置V形輪槽，中部大直徑雙輪軸外定子(30)內(nèi)圓面圓周上固定軸向定子鐵心和繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:所述的異型電機核心部件轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心和繞組的齒形、磁路、繞組結(jié)構(gòu)至少為以下六種類型之一:第一種為通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙面閉合超短磁路圓周面和扇面四向重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯四向微重合，相繞組為嵌套式異型內(nèi)定子鐵心(34)凹槽內(nèi)三相環(huán)式繞組(17)； 第二種通電相為90°長磁路(37)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心(35)，相繞組為隔二齒互繞三相繞組(36)； 第三種通電相為180°長磁路(39)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為單齒交錯半重合齒鐵心(40)，相繞組為隔三齒互繞四相繞組(38)； 第四種定子鐵心為子母齒(43)，轉(zhuǎn)子鐵心為與之對應(yīng)的多齒極，通電相為短磁路(42)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為六齒交錯微重合齒鐵心，相繞組為子母齒鄰齒互繞三相繞組(41)； 第五種定、轉(zhuǎn)子鐵心為對稱多齒極鐵心(44)，通電相為超短磁路(46)定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心，相繞組為鄰齒互繞三相繞組(45)； 第六種定、轉(zhuǎn)子鐵心為對稱鑲嵌齒鐵心(48)，通電相為超短磁路定、轉(zhuǎn)子鐵心齒重合，非通電相定、轉(zhuǎn)子鐵心齒為雙齒交錯微重合齒鐵心，相繞組為鑲嵌齒鄰齒互繞三相繞組(47)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:所述的通用電機加對稱輸出減速器聯(lián)合驅(qū)動裝置的減速器為標準系列軸端對稱輸出減速器或雙驅(qū)四保險減速機，其中雙驅(qū)四保險減速機(31)包括外置驅(qū)動輪的空心輸出軸，置于該軸中心的輸入軸和二軸對稱串聯(lián)的2臺起雙保險作用的同規(guī)格減速機，以及輸入軸兩端與通用電機串聯(lián)的2臺聯(lián)軸器；減速機箱體內(nèi)輸入軸兩端設(shè)置的一級減速齒輪與從動盤為二合一齒輪，其兩側(cè)各對稱嚙合兩組`起雙保險作用的同軸大小減速齒輪，同軸大小減速齒輪與固定在空心輸出軸上的二級減速齒輪嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求4所述的壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:所述的聯(lián)軸器為接觸式剛性聯(lián)軸器或非接觸傳動永磁聯(lián)軸器，其中非接觸傳動永磁聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)至少為以下三種類型之一: 第一種為主動盤(49)和從動盤(50)盤面外環(huán)上按N、S極順序?qū)ΨQ交互密集或分散排列偶數(shù)強磁體(51)的同步式永磁聯(lián)軸器，兩盤之間用壓力軸承(53)間隔，主動盤(49)外緣設(shè)置拆裝調(diào)節(jié)螺桿(52)； 第二種為永磁吸盤(54)和從動吸盤(55)盤面外環(huán)上設(shè)置獨立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(56)的吸盤式永磁聯(lián)軸器，其中磁極總成(56)包括置于環(huán)形磁軛中用隔板隔開的固定強磁體和活動強磁體，固定強磁體底部設(shè)置導(dǎo)磁極頭，活動強磁體頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動柱銷，兩盤之間用雙排滾子壓力軸承間隔； 第三種為在永磁同步聯(lián)軸器的的基礎(chǔ)上，主動盤(49)或從動盤(50)上的強磁體(51)改為銅環(huán)，靠渦流感應(yīng)產(chǎn)生扭矩的渦流式永磁聯(lián)軸器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:所述的壓力平衡裝置為壓縮機定期補氣平衡裝置或隨機補氣平衡裝置，其中隨機補氣平衡裝置包括壓力補償器(3)、隔離平衡球罐(4)、緩沖補償罐(5)和平衡液壓缸(6)及相關(guān)連接管路，其中隔離平衡球罐(4)與其下部的緩沖補償罐(5)為三合一儲壓裝置，隔離平衡球罐(4)頂部設(shè)定壓放氣閥，邊部設(shè)充放氣閥和壓力采集及觀察機構(gòu)，內(nèi)置液壓油缸，液壓油缸底部設(shè)置與平衡液壓缸(6)有柱塞前端連接的平衡導(dǎo)壓管(7)，平衡導(dǎo)壓管(7)上設(shè)充泄油閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求6所述的壓力平衡電機換向抽油機，其特征在于:所述的壓力補償器(3)設(shè)二級壓縮缸并置于平衡繩經(jīng)過的抽油機下死點處，其一級壓縮缸無柱塞端進口通過一級壓縮連通管(8)和只進不出的單流閥或電磁閥與平衡液壓缸(6)無柱塞尾端連接，一級壓縮缸無柱塞端出口通過二級壓縮連通管(9)和只出不進的單流閥連接緩沖補償罐(5) ;二級壓縮缸無柱塞端進口通過充氣連通管(10)和只進不出的單流閥連接緩沖補償罐(5)，二級壓縮缸無柱塞端出口通過三級壓縮連通管(11)和只出不進的單流閥與隔離平衡球罐(4)連接；平衡繩連接器運行至抽油機下死點與壓力補償器(3) —、二級壓縮缸柱塞接觸進行三級壓縮隨機補氣`穩(wěn)壓。
【文檔編號】E21B43/00GK103867163SQ201210524318
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】王穎 申請人:王穎