一種電機往復驅(qū)動直線抽采機的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田采油機，特別是涉及一種電機往復驅(qū)動直線抽采機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外油田采油大致可以分為兩大方式，即由地面采油機械驅(qū)動的有桿泵采油和井下的潛油無桿抽油泵采油。無桿泵采油方式主要是利用潛油直線驅(qū)動電機往復泵和電動潛油離心泵進行采油，潛油直線驅(qū)動電機往復泵的效率偏低，因此其應用范圍較??；電動潛油離心泵的轉(zhuǎn)速高、排量大，但降低轉(zhuǎn)速很困難，因此只能用于供液充足的油井。正是由于上述缺陷，使無桿泵的應用范圍受到很大的限制，因此絕大多數(shù)油田的生產(chǎn)油井仍米用有桿泵米油。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的有桿泵多為往復式柱塞泵，由地面上的抽油機將驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動變成上下往復運動并通過抽油桿傳遞到浸沒在油層中的抽油泵柱塞，使柱塞在泵筒內(nèi)上下往復運動而實現(xiàn)抽油。常用的地面抽油機是傳統(tǒng)的游梁式抽油機、立式皮帶往復抽油機和地面螺桿泵，游梁式抽油機仍然是抽采的主要設備，占抽油機總量的90%以上。但技術(shù)成熟的游梁式抽油機也有其自身難以克服的較為嚴重的缺陷:第一，抽油機本身體積大導致金屬消耗量大、安裝所需空間大、制造成本高、運輸及安裝不便；第二，由于需要比較長的曲柄半徑，曲柄半徑與抽油桿的往復行程成正比，而游梁的驢頭一端一般小于橫梁軸一端，力口上曲柄平衡塊和游梁平衡塊消耗自身運動的慣性力，慣性力矩、連桿運動分力，杠桿作用力和自身傳動過程中消耗的功率，占驅(qū)動電機功率的50%以上，這就導致了抽油機系統(tǒng)效率低、耗電量大，采油成本高；第三，游梁抽油機的調(diào)適、維護和維修都比較困難。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)以上技術(shù)問題本發(fā)明提供一種效率高、體積小、安裝運輸方便、智能控制的電機往復驅(qū)動直線抽采機，其特征在于包括控制箱和抽采機，所述控制箱包括控制箱主體、顯示屏、控制鈕，控制箱主體上安裝有顯示屏，所述顯示屏下側(cè)設置有控制鈕，抽采機包括驅(qū)動電機、精密減速機、小齒輪、齒條、滑動軌道、齒輪箱、抽油桿光桿、固定卡子、支撐圓筒、緩沖彈簧、導向銅環(huán)、支架、套管，所述驅(qū)動電機采用變頻三相異步電動機，安裝固定在精密減速機輸入端；所述齒輪傳動機構(gòu)由互相配合的小齒輪和齒條構(gòu)成，安裝在齒輪箱內(nèi)，所述齒條通過滑動導軌安裝在齒輪箱內(nèi)，所述小齒輪裝在精密減速機輸出軸上，抽油桿光桿穿過齒條中心孔伸出至齒條上端面，并通過固定卡子固定于齒條上端；所述驅(qū)動電機通過小齒輪驅(qū)動齒條在齒輪箱中沿滑動導軌上下移動，所述齒條下端浸在齒輪箱下端的支撐圓筒中，通過齒條的上下往復運動帶動抽油桿運動達到抽油的目的，同時將支撐圓筒內(nèi)的潤滑油帶到小齒輪嚙合處，潤滑齒輪傳動機構(gòu)，所述支撐圓筒的底部安裝有緩沖彈簧裝置，抽油桿光桿穿過緩沖彈簧的中心，所述支撐圓筒的底部裝有導向耐磨銅環(huán)，用以保證抽油桿光桿在整個機構(gòu)的中心孔中運行和防止抽油桿光桿被劃傷。
[0006]所述傳動機構(gòu)為齒輪齒條傳動，驅(qū)動電機通過減速機輸出端上的齒輪驅(qū)動齒條上下往復運動，固定于齒條上的抽油桿隨之運動。
[0007]所述齒輪箱下部的支撐圓筒底部裝置了儲能緩沖彈簧裝置，當齒條下行接近下死點時，儲能緩沖彈簧吸收抽油桿下行能量，減緩機構(gòu)下行沖擊；當齒條從下死點開始向上運動時，儲能緩沖彈簧釋放能量，助推齒條及抽油桿向上運動，降低驅(qū)動電機啟動電流。
[0008]所述控制箱內(nèi)部設有檢測系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、采集系統(tǒng)，實時檢測井下泵況并采集現(xiàn)場的電參、示功圖、動液面、扭矩、產(chǎn)液量、泵漏失等參數(shù)，并由這些參數(shù)判斷井底狀況智能控制抽采機的運行狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明中由齒輪和齒條組成的傳動機構(gòu)可將變頻驅(qū)動電機的正反向轉(zhuǎn)動經(jīng)由精密減速機轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條和抽油桿光桿的直線往復運動，從而帶動抽油桿驅(qū)動井下抽油泵。當上行時，齒條帶動抽油桿光桿從下死點向上運動完成一個沖程到達上死點，在啟動運行初期，支撐圓筒底部的緩沖彈簧釋放所儲能量，減小啟動載荷從而降低了驅(qū)動電機啟動電流；當下行時，在載荷重力作用下，齒條帶動抽油桿光桿從上死點向下運動完成一個沖程到達下死點，在接近下死點時，儲能緩沖彈簧開始吸收能量，同時減小齒條到下死點時的沖擊。在發(fā)明中，從驅(qū)動電機輸入旋轉(zhuǎn)運動的功率，到齒條輸出往復運動的功率，只需要經(jīng)過精密減速機和齒輪與齒條的嚙合傳動就可以完成。本發(fā)明機械傳動路線短、效率高，在使用時降低了自身消耗功率，可節(jié)省能耗50%以上，有效的提高了機械效率和系統(tǒng)效率，從而節(jié)省大量能源。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡潔、降低了生產(chǎn)、運輸和安裝的成本；便于維護與維修，降低運行成本；本裝置可用螺栓直接安裝于井口，不需要混凝土及砂礫墊土等基礎施工，井口作業(yè)面積小，進而降低了對油井周圍環(huán)境的要求；本發(fā)明具有精巧的機械結(jié)構(gòu)，在確保運行平穩(wěn)安靜的同時，也降低了對油井周圍環(huán)境的負面影響。本發(fā)明的控制系統(tǒng)通過控制柜無需傳感器就可以采集到現(xiàn)場的電參、示功圖、動液面、扭矩、產(chǎn)液量、泵漏失等參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的變化自動調(diào)節(jié)運行速度，能有效地節(jié)約設備成本、提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能源耗費；同時控制箱內(nèi)部設置有報警系統(tǒng)，根據(jù)檢測參數(shù)進行報警提示，根據(jù)設置報警參數(shù)自動啟?？刂?，設置欠載負荷，設置動液面深度控制等，還可以進行井下泵況自動檢測，通過顯示屏上的用戶界面操作，可對井下的游動閥或固定閥的漏失進行檢測，并將漏失量顯示，系統(tǒng)還具備遠距離傳輸和控制功能，完全適應數(shù)字化油田的要求。本發(fā)明效率高，結(jié)構(gòu)簡單易于安裝運輸，噪音小，故特別適于城市里面和復雜地勢交通不變的地區(qū)。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]如圖1，驅(qū)動電機_1、精密減速機-2、小齒輪_3、齒條_4、滑動軌道_5、齒輪箱_6、抽油桿光桿_7、固定卡子_8、支撐圓筒-9、緩沖彈簧-10、導向銅環(huán)-11、支架-12、套管-13、控制箱主體-14、顯示屏-15、控制鈕-16。
【具體實施方式】
[0013]根據(jù)圖1所示，對本發(fā)明進行進一步說明:
實施例1 本發(fā)明電機往復驅(qū)動直線抽采機主要由包括控制箱和抽采機，控制箱包括控制箱主體14、顯示屏15、控制鈕16，控制箱主體14上安裝有顯示屏15，顯示屏15下側(cè)設置有控制鈕16，抽采機包括驅(qū)動電機1、精密減速機2、小齒輪3、齒條4、滑動軌道5、齒輪箱6、抽油桿光桿7、固定卡子8、支撐圓筒9、緩沖彈簧10、導向銅環(huán)11、支架12、套管13，驅(qū)動電機1是由變頻器控制的三相異步感應驅(qū)動電機1，安裝固定在精密減速機2的下端。齒輪傳動機構(gòu)由互相配合的小齒輪3和齒條4構(gòu)成。小齒輪3直接裝在減速機輸出端，齒條4通過滑動導軌5安裝在齒輪箱6內(nèi)，其上端為固定抽油桿光桿7的固定卡子8,減速箱6安裝在支撐圓筒9上端，齒條4的下端浸在支撐圓筒9內(nèi)的潤滑油中，支撐圓筒9的底部裝有儲能緩沖彈簧10，支撐圓筒9的下端安裝了導向銅環(huán)11，抽油桿光桿穿過其內(nèi)的套管13，整個抽采機座于支架12上面。
[0014]工作時，驅(qū)動電機1周期性正反向旋轉(zhuǎn)，齒輪傳動機構(gòu)將驅(qū)動電機1的正反向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成齒條4和抽油桿光桿7的上下往復運動并通過減速機2減速。
[0015]智能控制系統(tǒng)裝在控制箱14內(nèi)，抽采機的運行控制系統(tǒng)及機器參數(shù)設置、運行參數(shù)顯示、檢測系統(tǒng)等均在其內(nèi)，是保證抽采機智能運動的核心。
[0016]在本發(fā)明中，由于齒輪傳動機構(gòu)直接將驅(qū)動電機的正反向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成上下往復運動，因此提高傳動效率。
【主權(quán)項】
1.一種電機往復驅(qū)動直線抽采機，其特征在于包括控制箱和抽采機，所述控制箱包括控制箱主體、顯示屏、控制鈕，控制箱主體上安裝有顯示屏，所述顯示屏下側(cè)設置有控制鈕，抽采機包括驅(qū)動電機、精密減速機、小齒輪、齒條、滑動軌道、齒輪箱、抽油桿光桿、固定卡子、支撐圓筒、緩沖彈簧、導向銅環(huán)、支架、套管，所述驅(qū)動電機采用變頻三相異步電動機，安裝固定在精密減速機輸入端；所述齒輪傳動機構(gòu)由互相配合的小齒輪和齒條構(gòu)成，安裝在齒輪箱內(nèi)，所述齒條通過滑動導軌安裝在齒輪箱內(nèi)，所述小齒輪裝在精密減速機輸出軸上，抽油桿光桿穿過齒條中心孔伸出至齒條上端面，并通過固定卡子固定于齒條上端；所述驅(qū)動電機通過小齒輪驅(qū)動齒條在齒輪箱中沿滑動導軌上下移動，所述齒條下端浸在齒輪箱下端的支撐圓筒中，通過齒條的上下往復運動帶動抽油桿運動達到抽油的目的，同時將支撐圓筒內(nèi)的潤滑油帶到小齒輪嚙合處，潤滑齒輪傳動機構(gòu)，所述支撐圓筒的底部安裝有緩沖彈簧裝置，抽油桿光桿穿過緩沖彈簧的中心，所述支撐圓筒的底部裝有導向耐磨銅環(huán)，用以保證抽油桿光桿在整個機構(gòu)的中心孔中運行和防止抽油桿光桿被劃傷。2.按照權(quán)利要求1所述的一種電機往復驅(qū)動直線抽采機，其特征在于所述傳動機構(gòu)為齒輪齒條傳動，驅(qū)動電機通過減速機輸出端上的齒輪驅(qū)動齒條上下往復運動，固定于齒條上的抽油桿隨之運動。3.按照權(quán)利要求1所述的一種電機往復驅(qū)動直線抽采機，其特征在于所述齒輪箱下部的支撐圓筒底部裝置了儲能緩沖彈簧裝置，當齒條下行接近下死點時，儲能緩沖彈簧吸收抽油桿下行能量，減緩機構(gòu)下行沖擊；當齒條從下死點開始向上運動時，儲能緩沖彈簧釋放能量，助推齒條及抽油桿向上運動，降低驅(qū)動電機啟動電流。4.按照權(quán)利要求1所述的一種電機往復驅(qū)動直線抽采機，其特征在于所述控制箱實時檢測井下泵況并采集現(xiàn)場的電參、示功圖、動液面、扭矩、產(chǎn)液量、泵漏失等參數(shù)，并有這些參數(shù)判斷井底狀況智能控制抽采機的運行狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電機往復驅(qū)動直線抽采機，包括控制箱和抽采機，所述顯示屏下側(cè)設置有控制鈕，抽采機包括驅(qū)動電機、精密減速機、小齒輪等，抽油桿光桿穿過齒條中心孔伸出至齒條上端面，當上行時，齒條帶動抽油桿從下死點向上運動完成一個沖程到達上死點，在啟動運行初期，支撐圓筒底部的緩沖彈簧釋放所儲能量，減小驅(qū)動電機啟動電流增加啟動力矩；當下行時，在載荷重力作用下，齒條帶動抽油桿從上死點向下運動完成一個沖程到達下死點，在接近下死點時，儲能緩沖彈簧開始吸收能量，同時減小齒條到下死點時的沖擊。本發(fā)明效率高，結(jié)構(gòu)簡單易于安裝運輸，噪音小，故特別適于城市里面和復雜地勢交通不變的地區(qū)。
【IPC分類】E21B43/00
【公開號】CN105370246
【申請?zhí)枴緾N201410385793
【發(fā)明人】張啟民
【申請人】百米馬（天津）有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月7日