专利名称：滚筒塔架式抽油机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抽油机，特别是涉及一种滚筒塔架式抽油机。二.
背景技术：
在油田采油过程中，抽油机是采油作业中主要的采油设备之一。常规游梁抽油机存在冲程较小、自重大、占地多、平衡效果不理想、减速箱输出扭矩波动大效率低等不足。目前使用的塔架抽油机虽然具有冲程长、重量轻、占地面积小、节能等优点，但大多还存在作业让位、做示功卸载不方便、换向冲击大、无失载保护等缺陷，其勻速运动使抽油泵在抽吸过程中载荷不能均勻变化。
三.
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、能耗低且操作方便的滚筒塔架式抽油机。本发明的技术方案一种滚筒塔架式抽油机，含有塔架总成、底座总成和动力总成，所述动力总成含有电机、滚筒、手动刹车机构和控制器，所述滚筒两端分别通过轴承和轴承座安装在所述塔架总成的上端，所述滚筒的输入轴通过联轴器与所述电机的输出轴连接，所述手动刹车机构与所述联轴器为一体式结构，所述手动刹车机构的手动操作部分安装于所述底座总成上，所述电机安装在所述塔架总成上端且与所述控制器连接；所述滚筒外圆表面上分别设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽，前吊带一端固定在所述前吊带环形槽中，所述前吊带另一端绕过前导轮总成后与悬绳器总成连接，所述前导轮总成安装在悬臂梁总成的前端，所述悬臂梁总成的后端与支座铰接，并且，所述支座安装在所述塔架总成的上端；后吊带一端固定在所述后吊带环形槽中，所述后吊带另一端绕过所述塔架总成顶端安装的后导轮总成后与配重总成连接，所述配重总成与所述塔架总成上设置的导轨总成滑动配合。所述电机为变频调速电机，所述控制器采用PLC可编程控制器，精确控制抽油机的抽油动态，该控制器还设有无线遥感系统，通过手持式编程器即可远程无线控制抽油机的工作状态。所述配重总成为组合式结构，由多个配重块连接而成，并且，所述配重总成上设置有润滑盒，所述润滑盒夹持在所述导轨总成的导向立柱上，能够沿导向立柱上下滑动，所述润滑盒内设置有润滑脂，所述润滑盒与导向立柱的接触面上设置润滑脂透孔。所述支座通过螺栓与所述塔架总成上端连接。所述滚筒外圆表面上分别设置有两个前吊带环形槽和两个后吊带环形槽，每一所述前吊带环形槽均与一个前吊带的一端固定连接，每一所述后吊带环形槽均与一个后吊带的一端固定连接；所述前导轮总成为双轮槽以分别与两个所述前吊带相匹配，所述后导轮总成为单轮槽，所述塔架总成上端设置两个所述后导轮总成以分别与两个所述后吊带相匹配。所述滚筒为一体式结构，或者为分体式结构，由两个滚筒分体组成，每一滚筒分体上均设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽。所述滚筒的前吊带环形槽和后吊带环形槽的外圆表面上铣有平面，所述前吊带和后吊带分别通过螺栓和压板固定在该平面上，所述压板外圆表面与所述前吊带环形槽和后吊带环形槽的外圆表面相匹配。所述塔架总成为整体式结构，或为分体组合式结构，由至少两个塔架分体连接而成。本发明的有益效果1、本发明采用滚筒缠绕吊带实现滚筒变径，上冲程时，配重轮上缠满了吊带，而提升轮吊带全部放出，致使此时的轮径不等，后配重对下部主轴作用的力臂大，前端的力臂较小。则此时后配重产生的力矩是最大，减小了电机要输出的扭矩，降低了电机所需电量。在上升的同时后配重的力臂在减小，前端力臂在增大，抽油机同时也在卸载。到上死点时前端力臂最大，后端力臂最小；反过来重复了上死点的工况。上下死点它都减小了电机所需电流，所以它是节能的。另外，平衡块分为大小块，可以增减，能够达到精确调整，并且，平衡块可以建筑废旧物，成本低且增减方便。2、本发明润滑盒内充满润滑脂，当与导向立柱相互麾檫时，产生热量，便使润滑盒与导向立柱接触侧受热，润滑脂融化后通过小孔流到导向立柱面上。润滑好时，摩擦力减小，热量不足，油脂不再融化，也不再向导向立柱涂抹润滑脂，这样就达到了自动润滑的结3、本发明的塔架总成由多节塔架组成，各节塔架通过螺栓联接，分体运输减少运输方面的压力，另外，分体式塔架还可以根据工况的要求增减节数，以改变抽油机塔架总成的高度。4、本发明采用了自动化控制系统，该控制系统设有无线遥感系统，能远程控制，采用手持式编程器为远程无线控制抽油机工作状态提供了方便。它还可以将运行过程中的电流、电压、各点的加速度显示在显示屏上，时时监测到抽油机各方面参数。此时还可以设置过流保护，在抽油机过载时自动停机，操控方便，安全性高。5、本发明结构合理紧凑，省力降耗，在同样的工况下较常规抽油机重量减轻 40-70% ；较常规抽油机耗能减少40-70%。6、本发明采用变频电机，减轻了抽油机的上部重量，通过变频器，可以实现悬点零速度启动。装有过流保护器等有效装置，可以有效的防止抽油杆断迅速刹车，避免杆断所造成严重后果。7、本发明动力总成安装在塔架总成的上端，减少了动力传递的环节，简化结构，减少动力损耗且降低成本，另外，手动刹车机构可以控制抽油机在任何状态下都可以停止工作，方便了抽油机加、卸载荷。8、本发明井口让位方便，采用上翻让位；当皮带与悬臂梁固定后，启动抽油机，即可拉动悬臂梁上翻，从而达到让位的目的。9、本发明采用PLC可编程控制器，精确控制抽油机的抽油动态，其设计合理、噪音低、容易制作、通用性好、适用性强，广泛适用于陆地上任何工作环境下的抽油工作，易于推广，社会和经济效益良好。
四.
图1为滚筒塔架式抽油机的结构示意图2为图1所示滚筒塔架式抽油机的俯视图；图3为图2所示滚筒的剖面图；图4为前吊带在悬点载荷上行时缠绕情况示意图；图5为后吊带在悬点载荷上行时缠绕情况示意图；图6为前吊带在悬点载荷下行时缠绕情况示意图；图7为后吊带在悬点载荷下行时缠绕情况示意图；图8为图1所示配重总成的正视图；图9为图8所示配重总成的俯视图；图10为图1所示后导轮总成的结构示意图；图11为图1所示前导轮总成的结构示意图；图12为图1所示悬臂梁总成的结构示意图；图13为图1所示悬绳器总成的前视连接示意图；图14为图1所示悬绳器总成的俯视结构示意图。
五.
具体实施例方式实施例一参见图1-图14，图中，1-塔架总成，2-悬绳器总成，3-前吊带，4-悬臂梁总成，5-动力总成，6-后导轮总成，7-后吊带，8-导轨总成，9-配重总成，10-电机，11-联轴器，12-轴承座，13-滚筒，14-压板，15-螺栓，16-连接螺栓，17-配重块，18-润滑盒， 19-中间配重块，20-下箱体，21-箱盖，22-销轴，23-导向轮，24-隔套，25-导轮轴，26-支架，27-轴承，28-轴承盖，29-导向轮，30-轴承盖，31-导轮轴，32-油嘴，33-轴承，34-前导轮总成，35-悬臂梁，36-支座，37-吊带接头，38-悬绳器，39-销轴，40-固定板。滚筒塔架式抽油机含有塔架总成1、底座总成和动力总成5，其中动力总成5含有电机10、滚筒13、手动刹车机构和控制器，滚筒13两端分别通过轴承和轴承座12安装在塔架总成1的上端，滚筒13的输入轴通过联轴器11与电机10的输出轴连接，手动刹车机构与联轴器11为一体式结构，手动刹车机构的手动操作部分安装于底座总成上(图中未画出)， 电机10安装在塔架总成1上端且与控制器连接；滚筒13外圆表面上分别设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽，前吊带3 —端固定在前吊带环形槽中，前吊带3另一端绕过前导轮总成34后与悬绳器总成2连接，前导轮总成34安装在悬臂梁总成4的前端，悬臂梁总成4的后端与支座36铰接，并且，支座36安装在塔架总成1的上端；后吊带7 —端固定在后吊带环形槽中，后吊带7另一端绕过塔架总成1顶端安装的后导轮总成6后与配重总成9连接， 配重总成9与塔架总成1上设置的导轨总成8滑动配合。电机10为变频调速电机，控制器采用PLC可编程控制器，精确控制抽油机的抽油动态，该控制器还设有无线遥感系统，通过手持式编程器即可远程无线控制抽油机的工作状态。配重总成9为组合式结构，由多个配重块17连接而成，并且，配重总成9上设置有润滑盒18，润滑盒18夹持在导轨总成8的导向立柱上，能够沿导向立柱上下滑动，润滑盒18 内设置有润滑脂，润滑盒18与导向立柱的接触面上设置润滑脂透孔。支座36通过螺栓与塔架总成1上端连接。根据需要，滚筒13外圆表面上分别设置有两个前吊带环形槽和两个后吊带环形槽，每一前吊带环形槽均与一个前吊带3的一端固定连接，每一后吊带环形槽均与一个后吊带7的一端固定连接；前导轮总成34为双轮槽以分别与两个前吊带3相匹配，后导轮总成6为单轮槽，塔架总成1上端设置两个后导轮总成6以分别与两个后吊带7相匹配。图中，前吊带3和后吊带7反向缠绕在滚筒13上，并且，两个前吊带3左旋缠绕在两个内侧的前吊带环形槽内，两个后吊带7右旋缠绕在两个外侧的后吊带环形槽内；滚筒13的前吊带环形槽和后吊带环形槽的外圆表面上铣有平面，前吊带3和后吊带7分别通过螺栓15和压板14固定在该平面上，压板14外圆表面与前吊带环形槽和后吊带环形槽的外圆表面相匹配。滚筒13既可为分体式结构，由两个滚筒分体组成，每一滚筒分体上均设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽。滚筒13也可以为一体式结构，其圆周表面上分别设置有两个前吊带环形槽和两个后吊带环形槽。塔架总成1为分体组合式结构，由至少两个塔架总成分体连接而成，便于拆装和运输。塔架总成1下端与底座总成连接在一起。工作原理首先，本发明利用了电流的特性，实现了抽油机的自动换向。再者，本发明所需启动扭矩小。启动时所需起动扭矩大小，也是决定所需消耗功率大小。其运动过程为上冲程下死点加速启动——至上冲程中间开始减速运动——至下冲程中间开始加速运动速运动——至上冲程中间开始减速运动，周而复，给上下死点都给一个较长的加速时间。通过变频器及PLC控制系统的调整，上冲程启动时，刚开始起动的很慢，此时的被拽引物加速度也很小，电流的波动也很小，随着变频器及PLC控制系统控制的电流频率的加快；速度不断的加大，此时电机是一稳定的加载过程。此时单从电机方面说，消除了部分被拽引物动量转换所需的能量消耗。如果让电机一直处勻速状态下，也就会让被拽引物动量变化所需的力将会很大F-Mg = MV/tM重物质量V重物速度F重物作用在吊绳上力g重力加速度t达到一定速时所需时间必然电流会很大，电机内耗必然增加。为了减少这个内耗必须加长加速时间。在上死点前的一段距离内必须减速；否则，在上死点位置时并不能停止抽油机拽引物向上运动；此时随着变频器及PLC控制系统控制电流频率的减速；速度不断的下降，此时电机是一稳定过程。下冲程时，抽油机后配重部分重，抽油机提的是后配重与前端的重量差。也就是说电机在重复抽油机上冲程的动作。它所需电流减小，所以，这一方面它是节能的。另一个节能原因是滚筒13缠绕吊带实现变径(如图4-图7)。上冲程时，配重轮上缠满了吊带，而提升轮吊带全部放出，致使此时的轮径不等，后配重对下部主轴作用的力臂大，前端的力臂较小。前后对主轴产生的力矩为M后=m后 g(r+n 后 d)M前=m前 g(r_n 后 d)
Mj=后配重在主轴上产生的力矩Mti后配重在主轴上产生的力矩Iiij=后配重质量IiitJ前拽引物质量r 主轴半径吊带缠绕层数d 吊带厚度则此时后配重在此时产生的力矩是最大，减小了电机要输出的扭矩，降低了电机所需电量。在上升的同时后部配重的力臂在减小，前端力臂在增大，抽油机同时也在卸载。 到上死点时前端力臂最大，后端力臂最小；反过来重复了上死点的工况。上下死点它都减小了电机所需电流，所以它是节能的。工作时，电机10带动滚筒13滚动，从而使整个抽油机工作。当需要抽油机让位时，采用上翻让位，让皮带与悬臂梁固定，启动抽油机，即可拉动悬臂梁上翻，从而达到让位的目的。通过变频器及PLC控制系统控制同等电流频率下改变电流换向时间的长短，改变抽油机的冲程(同等冲次)。通过变频器及PLC控制系统控制同等电流换向时间的长短下改变电流频率，可改变抽油机的冲次(同等冲程)。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于塔架总成为整体式结构，不用拆装，简化施工程序，适用于低塔架场合。改变动力总成的具体结构、改变润滑盒的具体结构、改变滚筒的具体结构，以及改变悬臂梁总成的具体结构能够组成多个实施例，均为本发明的常见变化，在此不一一详述。
权利要求
1.一种滚筒塔架式抽油机，含有塔架总成、底座总成和动力总成，其特征是所述动力总成含有电机、滚筒、手动刹车机构和控制器，所述滚筒两端分别通过轴承和轴承座安装在所述塔架总成的上端，所述滚筒的输入轴通过联轴器与所述电机的输出轴连接，所述手动刹车机构与所述联轴器为一体式结构，所述手动刹车机构的手动操作部分安装于所述底座总成上，所述电机安装在所述塔架总成上端且与所述控制器连接；所述滚筒外圆表面上分别设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽，前吊带一端固定在所述前吊带环形槽中，所述前吊带另一端绕过前导轮总成后与悬绳器总成连接，所述前导轮总成安装在悬臂梁总成的前端，所述悬臂梁总成的后端与支座铰接，并且，所述支座安装在所述塔架总成的上端；后吊带一端固定在所述后吊带环形槽中，所述后吊带另一端绕过所述塔架总成顶端安装的后导轮总成后与配重总成连接，所述配重总成与所述塔架总成上设置的导轨总成滑动配合。
2.根据权利要求1所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述电机为变频调速电机，所述控制器采用PLC可编程控制器，精确控制抽油机的抽油动态，该控制器还设有无线遥感系统，通过手持式编程器即可远程无线控制抽油机的工作状态。
3.根据权利要求1所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述配重总成为组合式结构， 由多个配重块连接而成，并且，所述配重总成上设置有润滑盒，所述润滑盒夹持在所述导轨总成的导向立柱上，能够沿导向立柱上下滑动，所述润滑盒内设置有润滑脂，所述润滑盒与导向立柱的接触面上设置润滑脂透孔。
4.根据权利要求1所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述支座通过螺栓与所述塔架总成上端连接。
5.根据权利要求1所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述滚筒外圆表面上分别设置有两个前吊带环形槽和两个后吊带环形槽，每一所述前吊带环形槽均与一个前吊带的一端固定连接，每一所述后吊带环形槽均与一个后吊带的一端固定连接；所述前导轮总成为双轮槽以分别与两个所述前吊带相匹配，所述后导轮总成为单轮槽，所述塔架总成上端设置两个所述后导轮总成以分别与两个所述后吊带相匹配。
6.根据权利要求5所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述滚筒为一体式结构，或者为分体式结构，由两个滚筒分体组成，每一滚筒分体上均设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽。
7.根据权利要求1所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述滚筒的前吊带环形槽和后吊带环形槽的外圆表面上铣有平面，所述前吊带和后吊带分别通过螺栓和压板固定在该平面上，所述压板外圆表面与所述前吊带环形槽和后吊带环形槽的外圆表面相匹配。
8.根据权利要求1-7任一项所述的滚筒塔架式抽油机，其特征是所述塔架总成为整体式结构，或为分体组合式结构，由至少两个塔架分体连接而成。
全文摘要
本发明公开了一种滚筒塔架式抽油机，其动力总成含有电机、滚筒、手动刹车机构和控制器，所述滚筒安装在所述塔架总成的上端，其输入轴通过联轴器与所述电机的输出轴连接，所述手动刹车机构与所述联轴器为一体式结构，所述手动刹车机构的手动操作部分安装于所述底座总成上，所述电机安装在所述塔架总成上端且与所述控制器连接；所述滚筒外圆表面上分别设置有前吊带环形槽和后吊带环形槽，前吊带一端与所述前吊带环形槽连接，另一端绕过前导轮总成后与悬绳器总成连接，后吊带一端与所述后吊带环形槽连接，另一端绕过后导轮总成后与配重总成连接，所述配重总成与所述塔架总成上设置的导轨总成滑动配合。本发明设计合理、结构简单、能耗低且操作方便。
文档编号F04B47/14GK102287169SQ20111023730
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者娄本和, 孙颜波, 殷秀君 申请人:濮阳市双发实业有限责任公司