一种抽油机多速动力总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属石油机械技术领域，具体涉及一种抽油机的多速动力总成。
【背景技术】
[0002]为确保抽油机抽吸速度与油田地层产液同步配伍，操作人员必须频繁调整游梁式抽油机的冲次，以确保连续开采和平稳生产，尤其是新井和低产能井的抽油机冲次，对油井的开采非常关键。新井原油含水和产液量变化较频繁，需要不断调整抽油机冲次；中后期开采的油田大部分是低产液井，需要低冲次或超低冲次(1.5次/分)才能确保连续生产。
[0003]目前用于调整游梁抽油机冲次的方法主要有几种:一是更换不同直径的电动机皮带轮，进而实现减速比变化，但由于电动机更换皮带轮劳动强度较大，且直径无法小于Φ140毫米，因为随着皮带轮直径的缩小将严重影响皮带实用寿命和传动效率；二是使用变极式多速电动机，即通过不同的连接使定制线圈形成不同的极数或在定子线圈内分布两套不同极数的线圈，一般采用6极/8极或8极/12极混合，但由于变极调整的速度有限，也降低了电动机的功率容量，满足原油生产条件非常有限；三是给抽油机安装专用变频器，通过调整变频器输出频率来改变电动机的输出转数，进而实现抽油机的多种冲次要求，但由于变频器长期连续在野外运行，经常会因雨雪或大风天气造成变频器元件损坏，而且变频器如果长期在低频下运转，电机的效率会变得非常低，(即既增加了变频器的内耗，又严重影响电网的功率因数，)变频器长期使用的维修费用也很高，致使各油田逐渐在减少抽油机变频器的使用数量。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术缺陷与不足，本发明的目的就是提供一种结构更加简单的多速机械减速方案，可以使抽油机在更大转速范围里高效、平稳工作，不仅适合新油井、低产液井连续采油，也能满足常规油井生产，并能实现北方油田冬季连续生产对油井冲次的各种需求。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种用于抽油机的多速动力总成，其由电动机和人工换档多档减速机等组成，所述多档减速机采用同步齿形皮带轮和同步带做传动部件；
[0007]还包括:竖直安装架，其正面安装有同步齿形皮带轮中的主动轮的转轴和同步齿形皮带轮中的从动轮的转轴，侧板的背面安装有所述电动机及动力输出轴；所述主动轮的转轴通过与电动机的输出轴相连；主动轮与从动轮通过所述同步带传递动力到所述动力输出轴；还包括压带轮，其安装于下侧同步带的下面或上侧同步带的上面，并与所述同步带的表面接触，所述压带轮由一张紧螺母调节其与所述同步带表面的压紧程度。
[0008]优选的，所述安装架的正面还设有竖直滑槽，该滑槽一端设有所述张紧螺母，另一端与所述压带轮连接，该滑槽内设有一调节滑块，通过放松或拧紧所述张紧螺母，使调节滑块沿着所述滑槽进行线移动调节压带轮的压紧程度。
[0009]优选的，所述主动轮的转轴和从动轮的转轴，以及所述压紧轮，均采用单侧支撑形式，即轮轴的支撑轴承均在带轮的一侧，以便于换档。
[0010]优选的，所述调节滑块的剖面形状为:嵌入所述滑槽内的部分为圆形、柄部为平行面，且圆形直径大于平行面的宽度。
[0011]优选的，所述同步齿形皮带轮的主动轮和从动轮为精铸多级组合整体结构。
[0012]优选的，所述电动机采用单轴承结构，即电机没有前轴承，电机轴伸通过花键直接插接在所述主动皮带轮的转轴上。
[0013]优选的，所述电动机采用功率因数较高、空载损耗较小的自启动永磁同步电机。
[0014]可选的，电动机的接线方法可以根据实际负载的大小，通过多一个三刀双投开关做“Υ/ Λ转换”。
[0015]相对于现有技术，本发明的优点在于:
[0016]采用本发明机械式多速动力的好处是在较大速比下可以保持较高的传递效率，既克服了抽油机使用变频器在低速下的低效率，又杜绝了抽油机使用变极式多速电动机输出速度不能太低的局限；同时，本发明结构简单，成本低，将传统的减速器的原理应用于抽油机多速动力总成上，构思巧妙，操作简单，实现抽油机转速的快速、稳定调节；总之，本发明在石油开采领域，具有非常大的推广必要。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例的整体结构示意图；
[0018]图2是本发明实施例的滑槽和调节滑块的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]本实施提供的抽油机多速动力总成，其基本方案为:由电动机和人工换档多档减速机等组成。其中，多档减速机采用同步齿形皮带轮和同步带做传动零件，为便于换档，所有皮带轮、压带轮均采用单侧支撑型式，即轮轴的支承轴承都在带轮的一侧。
[0020]其整体结构如图1所示:
[0021]包括:机座1，其呈L型，其底部为底座，侧板的正面安装有主动皮带轮3的转轴和从动皮带轮6的转轴，侧板的背面安装有电动机8及动力输出轴7，；所述主动皮带轮3的转轴与电动机8的输出轴相连；主动皮带轮3与从动皮带轮6通过同步齿形皮带4传递动力到所述动力输出轴7。
[0022]所述主动皮带轮3的转轴和从动皮带轮6的转轴均采用单轴支撑，以便于换档和更换皮带。
[0023]为了保证在运转时，同步齿形皮带5与主动皮带轮3和从动皮带轮6有合适的张紧力，本实施例采用了一个可调节松紧的压带轮2。考虑到抽油机的驱动电机都一般是一个方向转动，对应到本抽油机多速动力总成就是上侧的皮带拉紧的，所以压带轮2应安装在下侧皮带的下面，或上侧皮带的上面，本实施例中，压带轮2应安装在下侧皮带的下面。
[0024]同时参见图1和图2所示，所述侧板的正面还设有竖直滑槽10，该滑槽10的上端设有压带轮张紧螺母5，其下端与所述压紧轮2连接，一压带轮轴调节滑块9沿着该滑槽10通过压带轮张紧螺母5的旋转做上下运动。而压带轮2的调节正是通过放松或拧紧压带轮张紧螺母5，使压带轮轴调节滑块9沿着机座I侧板的竖直滑槽上线移动来实现的。所述竖直滑槽10和所述压带轮轴调节滑块9的断面形状可以为普通的鸠尾形，但以压带轮轴调节滑块9为例，最好为嵌入所述滑槽10内的部分圆形、而口(柄)部为平行面，见图2，这样做既能满足精确滑动的要求，又能通过简单的钻铣工艺来加工。
[0025]工作前，先拧松压带轮张紧螺母5，使压带轮2放松；再根据采油工艺要求由人工将皮带挂在合适的皮带轮对上；然后再拧紧压带轮张紧螺母5，使压带轮2将皮带张紧；最后就可以通电运转了。
[0026]本实施例的电动机8是固定转速电机，一般可使用普通三相异步感应电机，但为了更好的节能，可采用功率因数较高、空载损耗较小的无需变频器的自启动永磁同步电机。
[0027]由于本实施例采用了同步齿形皮带4，能量的传递损耗较少，相比齿轮减速箱，结构更加简单，制造精度要求较低，加工成本较低，而且，皮带与带轮之间非硬接触，无需润滑，噪音也比齿轮传动明显降低。
[0028]本实施例的同步齿形皮带轮，包括主动皮带轮3和从动皮带轮6可以使用多种单个零件，但最好采用精密铸造的多级组合式整体结构，这样不但可以减少零件数量、更可以简化装配，提尚生广效率。
[0029]由于同步齿形皮带轮轴，即主动皮带轮的轮轴和从动皮带轮6的轮轴为双轴承支撑结构，与电动机8应采用柔性连接，也可用采用单轴承结构，即电机没有前轴承，所述电动机8的输出轴通过花键直接插接在所述主动皮带轮3的转轴上。
[0030]本发明中的电动机8是固定转速电机，一般可使用普通三相异步感应电机，但为了更好的节能，可采用功率因数较高、空载损耗较小的无需变频器的自启动永磁同步电机。
[0031]应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种用于抽油机的多速动力总成，其特征在于:其由电动机和人工换档多档减速机等组成，所述多档减速机采用同步齿形皮带轮和同步带做传动部件； 还包括:竖直安装架，其正面安装有同步齿形皮带轮中的主动轮的转轴和同步齿形皮带轮中的从动轮的转轴，侧板的背面安装有所述电动机及动力输出轴；所述主动轮的转轴与电动机的输出轴相连；主动轮与从动轮通过所述同步带传递动力到所述动力输出轴；还包括压带轮，其安装于下侧同步带的下面或上侧同步带的上面，并与所述同步带的表面接触，所述压带轮由一张紧螺母调节其与所述同步带表面的压紧程度。2.根据权利要求1所述的抽油机的多速动力总成，其特征在于:所述安装架的正面还设有竖直滑槽，该滑槽一端设有所述张紧螺母，另一端与所述压带轮连接，该滑槽内设有一调节滑块，通过放松或拧紧所述张紧螺母，使调节滑块沿着所述滑槽进行线移动调节压带轮的压紧程度。3.根据权利要求1所述的用于抽油机的多速动力总成，其特征在于:所述主动轮的转轴和从动轮的转轴，以及所述压紧轮，均采用单侧支撑。4.根据权利要求1所述的抽油机的多速动力总成，其特征还在于:所述调节滑块的剖面形状为:嵌入所述滑槽内的部分为圆形、柄部为平行面，且圆形直径大于平行面的宽度。5.根据权利要求1所述的抽油机的多速动力总成，其特征在于:所述同步齿形皮带轮的主动轮和从动轮为精铸多级组合整体结构。6.根据权利要求1所述的抽油机的多速动力总成，其特征在于:所述电动机采用单轴承结构，即电机没有前轴承，电机轴伸通过花键直接插接在所述主动皮带轮的转轴上。7.根据权利要求1所述的抽油机的多速动力总成，其特征在于:所述电动机采用功率因数较高、空载损耗较小的自启动永磁同步电机。8.根据权利要求1所述的抽油机的多速动力总成，其特征在于:，其特征还在于:电动机的接线方法为:通过多一个三刀双投开关做“Υ/ Λ转换”。
【专利摘要】本发明提供一种用于抽油机的多速动力总成，其由电动机和人工换档多档减速机等组成，所述多档减速机采用同步齿形皮带轮和同步带做传动部件；还包括：竖直安装架，其正面安装有主动轮的转轴和从动轮的转轴，侧板的背面安装有电动机及动力输出轴；主动轮的转轴与电动机的输出轴相连；主动轮与从动轮通过同步带传递动力到动力输出轴；还包括压带轮，其安装于下侧同步带的下面或上侧同步带的上面，并与同步带的表面接触，压带轮由一张紧螺母调节其与同步带表面的压紧程度。本发明结构简单，可使抽油机在更大转速范围里高效、平稳工作，不仅适合新油井、低产液井连续采油，也能满足常规油井生产，并能实现北方油田冬季连续生产对油井冲次的各种需求。
【IPC分类】F16H7/02, E21B43/00
【公开号】CN105064955
【申请号】CN201510460023
【发明人】吉少波, 姚岁行
【申请人】北京量子电气工程有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月30日