专利名称：天轮式矢量控制电机抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于原油抽吸设备，适用于油田各种工况下的采油工作，尤其 适用于稠油井、深油井和贫油井。
背景技术：
目前，油田使用最为普遍的采油设备是游梁式抽油机。这种抽油机可靠性 好，但一般适用于常规冲程，而且机械效率很低，能耗很高。中国专利公开的
一种带导轮的摩擦换向抽油机CN 2641281Y就是一个技术进步的例子。但其缺 点是可靠性差，维修调试很困难，不利于系列化和普遍推广应用。 发明内容
本实用新型旨在实现一种既能达到背景技术效果又有很好的可靠性，且易 于调试和维护、更有利于普及的天轮式矢量控制电机抽油机。 本实用新型采用下述技术方案来实现
一种天轮式矢量控制电机抽油机，该抽油机塔架顶部装有一个底板(11)， 底板(11)上装有主轴支架(22)和主轴(6)，其特征在于主轴(6)上顺序 同轴安装有配重天轮(5)，齿圈天轮(7)，起重天轮(17)，刹车轮箍(21)， 平衡器(2)通过钢丝绳(4)挂在平衡天轮上,光杆(15)通过钢丝绳挂在起重 天轮(17)上，悬绳器(3)把光杆(15)和钢丝绳连接起来，减速电动机(9) 的输出轴端安装有主动轮(8)，主动轮(8)和齿圈天轮(7)边齿相啮合，砂 箱(16)安装在塔架内的底部，矢量控制柜(19)安装在塔架底部的基础上， 位置开关(25)固定在塔架前面接近悬绳器运动路径上的一点。
所述的矢量控制电机抽油机，其特征是所述的配重天轮(5)，齿圈天轮(7)， 起重天轮(17)，刹车轮箍(21)被主轴(6)贯穿，并通过两个支架(22)统一安 装在底板(ll)上。
3所述的矢量控制电机抽油机的主动轮(8)为行星齿轮，其齿端直接和齿圈天 轮(7)边沿咬合，柄端同轴安装在减速电动机(9)的输出轴上。
所述的矢量控制电机抽油机，其特征是配重天轮(5)，齿圈天轮(7)，起 重天轮(17)三轮同轴；齿圈天轮(7)和起重天轮(17)直径相等。
所述的矢量控制抽油机，其特征是所述的主动轮(8)为行星齿轮，其齿端 直接和齿圈天轮(7)边沿咬合；柄端安装在减速减速电动机(9)的输出轴上。
所述的矢量控制电机抽油机，配重天轮(5)和起重天轮(17)各自盘绕一根钢 丝绳(4)，前者下挂悬绳器(3)，后者下悬挂配重平衡器(2);其特征是两根钢丝 绳的盘绕方向相反。
所述的矢量控制电机抽油机平衡器(2)下方装有一个沙箱(16)。
所述的矢量控制电机位置开关(25)安装在正面塔架(14)上，接近悬绳器(3) 运动路径一侧，为非接触式感应器件。
所述的矢量控制电机抽油机平移导轮(23)也可以对称安装在顶平板(12) 的前边，用来在修井作业后复位。
所述的矢量控制减速电动机(9)通过电缆连接到矢量控制柜(19),减速电动 机(9)按照控制柜发出的指令，按预先设定的转速和行程参数作周期性正反向 运转，进行抽油作业。
所述的控制柜(19)内装有智能单元ECU，矢量控制单元，软启动单元，大功 率开关单元。本实用新型产品正反转上下行运动是靠计算机程序周期性切换电 机的三相电源相位来实现的，每一次切换调整后都用软启动程序逐步平缓加载。 正反转上下运动的上止点靠感应式位置开关(25)为标志确定。
所述的底板(ll)在解开紧固的前提下，可以在顶平板(12)上滑动，以便于让 开修井作业位。在主轴(6)的一侧装有刹车轮箍(21)。
本实用新型产品的优点在于以简捷结构实现了长冲程、低冲次和节能指 标，但结构可靠性更优越，安装调试维护更简单，易于普遍推广。
附图1为天轮式矢量控制电机抽油机结构示意图。
附图2为附图1的左视图。
具体实施方式
如附图1所示装置的工作原理如下系统由一个矢量控制的减速电动机(9)
作原动机，电动机输出轴端安装有主动轮(8)，主动轮和齿圏天轮(7)相啮合 作为驱动。矢量控制减速电动机(9)若反向转动，齿圈天轮(7)则正向转动，和 (7)同轴的起重天轮(17)也正向转动，通过导轮(20)和钢丝绳(4)提升抽油光杆(15) 上行，同时平衡器(2)下行，为抽油过程助力，完成抽油作功的上升行程；反之， 在矢量控制程序指令下减速电机换向正转，齿圈天轮(7)则反向旋转，起重天 轮(17)也跟随反向转动，抽油杆下行，完成充泵进油过程。
当抽油机工作过程中发生故障失载时，刹车轮箍(21)会自动抱死，系统被 智能保护。在平衡器因不可预见特殊故障发生跌落时，将会坠落在塔架内底部 的沙箱里，以减轻冲击。
齿圈天轮(7)，配重天轮(5)，起重天轮(17)，刹车轮箍同轴安装，减速电动 机(9)和上述机件都安装在带底部有导轨的底板(11)上，底板(11)座落在塔架(14) 的顶平板(12)上。
所述的底板(ll)平行叠加安装在顶平板(12)之上，在解开紧固件的前提 下，可以在顶平板(12)上滑动便于让出修井作业位。平移导轮(23)安装在顶平板(12)后端。(24)为绞盘，安装在塔架(14)上。修井时，跨过导轮(23) 和绞盘(24)挂绳，绳头勾挂底板(ll)。摇动绞盘(24)即可向后平移整个轮系，同 理可以把平移导轮(23)换位安装在顶平板(12)的前端进行复位操作。
所述的矢量控制减速电动机(9)通过电缆连接到矢量控制柜(19)，电机按照控 制柜发出的指令所设定的转速和行程参数作周期性正反向往复运转进行抽油作业。
所述的控制柜(19)内装有智能单元，矢量控制单元大功率开关"IGBT" 单元。本实用新型抽油光杆(15)的正反向运动，是依靠在计算机程序控制下周 期性改变减速电动机(9)的输入供电相位来切换的。
上述控制运动过程程序为电机反转，光杆(15)下行，停机2—10S后电 机换向正转，光杆(15)上行，上止点接近开关动作，停机2—5S，换向下行，周 而复始。抽油光杆(15)正反转上下运动的上止点定位靠感应式位置开关(25)作标 志来实现。
本例悬点负荷14T，塔架(14)的高为11 —13m，齿圈天轮(7)直径为1 —1.6m， 电机为22—30KW，光杆(15)长6—8.5m。
权利要求1、一种天轮式矢量控制电机抽油机，该抽油机塔架顶部装有一个底板(11)，底板(11)上装有主轴支架(22)和主轴(6)，其特征在于主轴(6)上顺序同轴安装有配重天轮(5)，齿圈天轮(7)，起重天轮(17)，刹车轮箍(21)，平衡器(2)通过钢丝绳(4)挂在平衡轮上，光杆(15)通过钢丝绳挂在起重天轮(17)上，悬绳器(3)把光杆(15)和钢丝绳连接起来，减速电动机(9)的输出轴端安装有主动轮(8)，主动轮(8)和齿圈天轮(7)边齿相啮合，砂箱(16)安装在塔架内的底部，矢量控制柜(19)安装在塔架底部的基础上，位置开关(25)固定在塔架前面接近悬绳器路径的一点。
2、 根据权利要求l所述的矢量控制电机抽油机，其特征在于所述的配重天轮(5)与齿圈天轮(7)和起重天轮(17)三轮同轴，配重天轮(5)与起重天轮(17)直径相等。
3、 根据权利要求l所述的矢量控制电机抽油机，其特征在于所述的主动轮(8)为行星齿轮，其轮齿直接和齿圈天轮(7)边沿啮合，尾端安装在减速电机(9)的输出轴上。
4、 根据权利要求l所述的矢量控制电机抽油机，其特征在于所述的配重天轮(5)，齿圈天轮(7)，起重天轮(17)，刹车轮箍(21)被主轴(6)贯穿且通过两个主轴支架(22)统一安装在底板(11)上。
5、 根据权利要求1所述的矢量控制电机抽油机，其特^E是所述的配重天轮(5)和起重天轮(17)，在其轮槽上各自盘绕一根钢丝绳(4)，后者下挂抽油光杆(3)，前者下挂平衡器(2),两根钢丝绳的盘绕方向相反。
6、 根据权利要求l所述的矢量控制电机抽油机，其特征在于所述的配重平衡器(2)下方的底盘上装有一个沙箱(16)。
7、 根据权利要求l所述的矢量控制电机抽油机，其特征在于所述的位置开关(25)为非接触式感应器件。
专利摘要本实用新型天轮式矢量控制电机抽油机，是一种新型抽油设备，特别适用于深油井、稠油井，主要解决老式抽油机浪费能源及钢材和采油效率低的问题。它由一个矢量控制的减速电机作驱动，电机输出轴端安装有主动轮，主动轮和齿圈天轮相啮合作为驱动，拖动在同一根主轴上同轴安装的齿圈天轮、起重天轮和配重天轮运动，最终通过起重天轮上下挂的钢丝绳带动抽油光杆抽油。本实用新型整体结构可靠，易于安装调试和维护。
文档编号E21B43/00GK201284642SQ20082006567
公开日2009年8月5日 申请日期2008年2月16日 优先权日2008年2月16日
发明者刚 金, 博 金 申请人:金 博;金 刚