开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，包括设于两井口之间的开关磁阻电机和开关磁阻电机控制柜，所述磁阻电机和开关磁阻电机控制柜连接，所述开关磁阻电机输出轴连接有滚筒，所述两井口另一侧均设有支架，所述支架顶端连接有滑轮。本实用新型以开关磁阻电机作为动力，该装置无游梁式抽油机，以支架作为支撑，双滑轮作为导向工具，实现一台开关磁阻电动机拖动两口油井，电机纯扭矩传输，提高了传动效率和降低了能耗；无皮带传动结构，杜绝了皮带打滑、丢转和断脱等情况，减少了工人劳动强度；应用开关磁阻电机，启动转矩大、转速可调、可正反转和功率因数高等优点，降低抽油能耗；采油双滑轮导向传动，将降低电机负载。
【专利说明】
开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置
技术领域
[0001]本实用新型属于油田抽油井采油技术领域，具体涉及一种开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置。
【背景技术】
[0002]游梁式抽油机以其结构简单、适应性强、操作维护方便等优点，迄今已应有100多年，且仍是目前最主要的采油方法，在国内各油田应有90%以上。游梁式抽油机主要由驴头、游梁、连杆、曲柄、减速箱和电动机等部分组成。抽油机工作时，电动机通过皮带减速箱减速后，由曲柄连杆机构将减速箱输出轴旋转运动转换为驴头的往复运动，从而带动抽油栗做上下往复运动，完成采油过程。
[0003]游梁式抽油机在我国石油发展史上发挥了非常重要的作用。但是随着科技的发展和采油技术的进步，游梁式抽油机的弊端也逐渐显著起来，存在的主要问题有以下几点:
[0004]1、传动效率低
[0005]游梁式抽油机传动环节多，包括皮带、减速箱、连杆、曲柄、游梁、驴头、井下杆柱等环节，自身机械传动能量损失约28%。常规型游梁式抽油机机采系统效率在国内一般只有12%-23%，最高的仅30%左右。
[0006]2、惯性载荷过大的问题
[0007]游梁式抽油机的四连杆机构使得驴头的运动规律类似于简谐运动，在上下死点位置加速度很大，造成惯性载荷大，使得抽油机承受载荷过大，减速箱转矩波动大，加大了齿轮冲击，缩短了减速箱和抽油机的使用寿命。
[0008]3、电机适应性差
[0009]I)游梁式抽油机主要配套三相异步电机，抽油机的启动为全压起动，启动时电流达到其额定电流的5-7倍，对电网和电机电流冲击大，电网电压波动大。
[0010]2)抽油机由于自身结构及抽汲工况变化，在上下冲程运行中随着负荷的变化会产生不平衡，并且差别较大，从而使电机在运行中存在“倒发电”现象。“倒发电”既造成一定的能量损失，又对电网造成一定扰动，电机烧毁事故较多，维修费用高。同时还使电网和电机功率因数进一步降低，从而造成能源浪费。
[0011 ] 3)电机工频运行时呈现“硬特性”，在负载大小变化转换时冲击损耗大，同时，掩盖了不平衡状态，导致抽油机把能量浪费在“举重”上。
[0012]4)功率因数低，线路和无功损耗大。普遍存在“大马拉小车”现象，正常运行时，负载变轻，所需的力矩较小，出现了抽油杆的负载特性与电动机23的机械特性不匹配的问题，功率利用率很低。
[0013]4、调参工作量大
[0014]油井工作制度变化，需要调整冲次时，需要更换皮带轮或减速箱，过程繁琐，危险性高，工作量较大。
[0015]5、其它问题
[0016]常规抽油机均安装有减速箱，但减速箱作为减速机构，运行过程中经常会出现漏油现象和铸造缺陷造成的齿轮机械磨损，影响了油井正常生产和抽油机使用寿命。其次，皮带作为电动机与减速箱之间的传动机构，也有很多的缺点，如电动机遇雨雪天气或负荷增加时，皮带易发生打滑、丢转和断脱等现象，导致工人劳动强度增大，操作成本高，降低生产时率。
【实用新型内容】
[0017]本实用新型的目的是针对目前各油田丛式井组开发形式以及节能降耗的需要，提供了一种去掉游梁式抽油机，采用支架作为支撑，开关磁阻电机提供动力，依靠一套动力系统实现两口油井采油。
[0018]为此，本实用新型提供了一种开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，包括设于两井口之间的开关磁阻电机和开关磁阻电机控制柜，所述磁阻电机和开关磁阻电机控制柜连接，所述开关磁阻电机输出轴连接有滚筒，所述两井口另一侧均设有支架，所述支架顶端连接有滑轮；
[0019]所述滚筒包括滚筒轴和滚筒辊子，该滚筒辊子上缠绕有两组缆绳，所述两组缆绳缠绕滚筒辊子的方向相反，该两组缆绳末端分别绕过两支架顶端的滑轮与对应的光杆连接，所述光杆与油井内的抽油栗连接。
[0020]所述开关磁阻电机设于两油井之间的中线上。
[0021 ]所述支架底部设有支架底座。
[0022]所述开关磁阻电机输出轴通过联轴器与滚筒轴连接。
[0023]所述缆绳与光杆通过悬绳器连接。
[0024]所述滑轮为双滑轮。
[0025]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的这种支架式双井采油装置，以开关磁阻电机作为动力，该装置无游梁式抽油机，以支架作为支撑，双滑轮作为导向工具，实现一台开关磁阻电动机拖动两口油井，电机纯扭矩传输，提高了传动效率和降低了能耗;无皮带传动结构，杜绝了皮带打滑、丢转和断脱等情况，减少了工人劳动强度;应用开关磁阻电机，启动转矩大、转速可调、可正反转和功率因数高等优点，降低抽油能耗;采油双滑轮导向传动，将降低电机负载。
[0026]下面将结合附图做进一步详细说明。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置示意图；
[0028]图2是开关磁阻电机拖动滚筒示意图；
[0029]图3是常规游梁式抽油机示意图。
[0030]图中:1、开关磁阻电机控制柜;2、开关磁阻电机;3、滚筒;4、缆绳;5、双滑轮;6、悬绳器;7、光杆;8、井口；9、支架；10、支架底座；11、开关磁阻电机输出轴；12、联轴器;13、滚筒轴；14、第一口井缆绳；15、滚筒辊子；16、第二口井缆绳；17、驴头；18、游梁；19、横梁;20、连杆;21、曲柄;22、减速箱;23、电动机;24、刹车。
【具体实施方式】
[0031]实施例1:
[0032]本实施例提供了一种开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，包括设于两井口8之间的开关磁阻电机2和开关磁阻电机控制柜I，所述磁阻电机和开关磁阻电机控制柜I连接，所述开关磁阻电机输出轴11连接有滚筒3，所述两井口 8另一侧均设有支架9，所述支架9顶端连接有滑轮；
[0033]所述滚筒3包括滚筒轴13和滚筒辊子15，该滚筒辊子15上缠绕有两组缆绳4，所述两组缆绳4缠绕滚筒辊子15的方向相反，该两组缆绳4末端分别绕过两支架9顶端的滑轮与对应的光杆7连接，所述光杆7与油井内的抽油栗连接。
[0034]本实施例提供的采油装置由开关磁阻电机2，两套支架9、滑轮和滚筒3等部分组成，开关磁阻电机输出轴11与滚筒轴13连接，缠绕在滚筒辊子15上的两组缆绳4正反向缠绕，两条缆绳4通过滑轮与两口井光杆7连接。采油装置工作时，开关磁阻电机2带动滚筒轴13，滚筒轴13旋转带动滚筒3旋转，当开关磁阻电机2正转时，第一口井缆绳14缠绕于滚筒3上，这口井实现了上冲程，第二口井缆绳16放开，完成了下冲程;开关磁阻电机2电机反转时，第一口井缆绳14被放开，完成抽油下行程，第二口井缆绳16缠绕于滚筒3，完成了上冲程，这样两口井完成一次抽汲过程。开关磁阻电机2电机在设定时间内实现正反转切换，带动两口井杆柱进行往复运动，如此反复循环，两口井不断交替上下冲程，将不断地将井底液体举升至地面，实现了抽油栗的抽汲采油;而两口井冲程和冲次相同，抽油冲次可在开关磁阻电机控制柜I内通过设定转速来控制，冲程通过调节电机正反转切换时间来控制。
[0035]实施例2:
[0036]在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，开关磁阻电机2设于两油井之间的中线上，支架9底部设有支架底座10，缆绳4与光杆7通过悬绳器6连接;滑轮为双滑轮5，采用双滑轮5组导向传动，降低了电动机23的输出力，降低电机运行能耗。
[0037]如图2所示，开关磁阻电机输出轴通过联轴器12与滚筒轴13连接。开关磁阻电机输出轴11与滚筒轴13轴相对，中间通过联轴器12连接，滚筒轴13中心与井口 8、双滑轮5基本处于同一平面，两组缆绳4正反向缠绕滚筒3，两组缆绳4末端通过支架9顶端双滑轮5结构与悬绳器6连接，悬绳器6下端连接光杆7与井下杆柱。采油装置工作时，开关磁阻电机2通过联轴器12将动力传递给滚筒3，滚筒3的正反旋转完成了两组缆绳4的收放过程。
[0038]常规游梁式抽油机如图3所示，由驴头17、游梁18、连杆20、横梁19、曲柄21、减速箱22和电动机23、刹车24等部分组成。抽油机工作时，电动机23通过皮带减速箱减速后，由曲柄21连杆20机构将减速箱输出轴旋转运动转换为驴头17的往复运动，从而带动抽油栗做上下往复运动，完成采油过程。
[0039]综上所述，本实用新型提供的采油装置与相比，有以下有益效果:
[0040]1、去掉游梁18，无抽油机皮带传动、减速箱、连杆20和游量和驴头17等结构，电动机23纯扭矩输出，提高了电动机23传动效率;无需再进行抽油机保养，皮带更换等工作，降低员工工作强度和操作成本，保证了生产时率，减少了地面系统机械损耗，使系统运行更加安全可靠；
[0041]2、应用开关磁阻电机2作为动力，降低了电机运行电流、有功和无功功率，减小了电机能量损耗；同时，开关磁阻电机控制柜I配有过流、过压和过载保护，保证了运行安全可
A+-.罪；
[0042]3、较大幅度降低了电动机23转速，降低了电动机23转动内耗，提高了机采系统地面效率；
[0043]4、一台开关磁阻电动机23拖动两口油井，交替拖动两口井进行采油，电机纯扭矩传输，提高了传动效率和降低了能耗；
[0044]5、开关磁阻电机控制柜I由微电脑控制，可以根据抽油机的负载变化进行智能调速运转，便于抽油机调参，通过设定电机转速和正反转转换时间，实现对抽油机冲次和冲程的调节；
[0045]6、采用双滑轮5组导向传动，降低了电动机23的输出力，降低电机运行能耗。
[0046]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构，开关磁阻电机控制柜属于现有技术，这里不一一叙述。
[0047]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，其特征在于:包括设于两井口(8)之间的开关磁阻电机(2 )和开关磁阻电机控制柜(I)，所述磁阻电机和开关磁阻电机控制柜(I)连接，所述开关磁阻电机输出轴(11)连接有滚筒(3)，所述两井口(8)另一侧均设有支架(9)，所述支架(9)顶端连接有滑轮； 所述滚筒(3)包括滚筒轴(13)和滚筒辊子(15)，该滚筒辊子(15)上缠绕有两组缆绳(4)，所述两组缆绳(4)缠绕滚筒辊子(15)的方向相反，该两组缆绳(4)末端分别绕过两支架(9 )顶端的滑轮与对应的光杆(7 )连接，所述光杆(7 )与油井内的抽油栗连接。2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，其特征在于:所述开关磁阻电机(2)设于两油井之间的中线上。3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，其特征在于:所述支架(9)底部设有支架底座(10)。4.根据权利要求1-3任一项所述的开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，其特征在于:所述开关磁阻电机输出轴通过联轴器(12)与滚筒轴(13)连接。5.根据权利要求1-3任一项所述的开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，其特征在于:所述缆绳(4)与光杆(7)通过悬绳器(6)连接。6.根据权利要求1-3任一项所述的开关磁阻电机拖动的支架式双井采油装置，其特征在于:所述滑轮为双滑轮(5)。
【文档编号】H02K7/14GK205638378SQ201620357685
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】刘涛, 周志平, 陆梅, 李大建, 辛宏, 韩二涛, 郭靖, 张岩
【申请人】中国石油天然气股份有限公司