超大载荷塔架式抽油机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油田石油开采、油页岩油井排液的一种超大载荷塔架式抽油机，主要应用于泵挂2600-5200米的超深油井或大口径(Φ83-95ιηπι)抽油泵用于(泵挂2000-2600米)较高产液量(100-200方/日)的油井井液举升。
【背景技术】
[0002]通过广泛的市场调查和文献检索，包括对专利技术的检索，目前所了解到的塔架式抽油机从结构上分为两类:一类是动力驱动部分设置在抽油机底部；一类是动力驱动部分设置在抽油机顶部。
[0003]动力驱动部分设置在底部的抽油机，存在着牵引抽油光杆上下运动的柔性连接机构过于复杂和距离过长，以及从高转速的动力电机到牵引光杆上下运动的低线速度直线往复运动，必须经过多级减速和变向机构，这就导致抽油机的旋转部件和运动部件过多，增加了抽油机的制造成本和可能的故障点；降低了抽油机运行的可靠性。
[0004]动力驱动部分设置在顶部的抽油机，虽然对柔性连接机构过于复杂和距离过长的缺陷有所改进，但仍然存在多级减速和变向的结构复杂问题，这种多级减速形式为:电机通过大小皮带轮进行一级减速，再通过齿轮减速箱进行二级减速后，方可把旋转运动传递到驱动滚筒，驱动滚筒再把动力通过柔性连接件传递到采油光杆，实现上下往复的直线运动达到采油目的。过于笨重的齿轮减速箱置于抽油机桁架顶部，不可避免地造成抽油机运行时重心过高带来桁架不稳定的缺陷和维修保养工作的难度加大。
[0005]目前，现场使用的这两类结构的塔架式抽油机能提供的悬点载荷最大为22吨，不能满足超深井(泵挂2600-5200米)采油和大口径(Φ83-95πιπι)抽油泵(泵挂1800-2500米)用于产液量(100-200方/日)较高油井的采油需求。
【发明内容】
[0006]本实用新型针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种不仅能够满足超深井(泵挂2600-5200米)采油和大口径(Φ 83-95mm)抽油泵(泵挂1800-2600米)用于产液量(100-200方/日)较高油井的采油需求，而且能使抽油机桁架结构受力更加合理，整机构成更加简单，维修维护更加方便，制造成本更加低廉的超大载荷塔架式抽油机。
[0007]本实用新型的技术方案如下:
[0008]超大载荷塔架式抽油机由可移动的整机桁架、模块式驱动单元、起传递动力作用的高强度柔性钢丝绳皮带以及配重箱等主要部件构成(见图1、图5)，其特征在于:所述模块式驱动单元位于整机祐1架的上端，传递动力的钢丝绳皮带跨过驱动单元前部的驱动轮分别衔接油井侧的抽油光杆和桁架内的配重箱，构成天平式平衡结构。
[0009]所述可移动的整机桁架的移动是这样实现的:将以丝杠、丝杠套和扭力杠杆构成的移机丝杠组合(见图2)的丝杠套座固定在水泥基础的丝杠固定槽上，丝杠连接头连接桁架底部后面的连接环上，由人工往复扳动扭力杠杆即可通过丝杠推或拉，实现超大载荷塔架式抽油机的整体桁架，沿着水泥基础上的滑轨轨道槽前后移动，以配合在井口作业时，保证抽油机桁架向后退让出足够的作业空间。
[0010]所述模块式驱动单元是由低速大扭矩电机、滚花驱动轮和链轮链条传动机构构成，以搭积木方式对准限位安装孔，即可方便的安装于抽油机桁架正上方指定位置。
[0011]超大载荷塔架式抽油机配有专用的智能控制系统，使其在采油生产过程中，可以实现抽油光杆上快下慢、上慢下快、上下同速和上下死点暂时停滞(停滞时间可调)的四种采油运行模式。
【附图说明】
[0012]图1为超大载荷塔架式抽油机结构示意图
[0013]图2为移机丝杠组合示意图
[0014]图3为桁架地脚移机滚轮示意图
[0015]图4为水泥基础移机滑轨槽示意图
[0016]图5为模块式驱动单元示意图
[0017]图中标记列示如下:
[0018]1.水泥基础；2.地脚移机滚轮；3.配重箱；4.桁架；5.钢丝绳皮带；6.悬绳器；7.导向轮；8.滚花驱动轮；9.低速大扭矩电机；10.链轮链条；11.驱动单元限位固定；12.控制系统；13.抽油光杆；14.采油树；15.丝杠；16.扭力杠杆；17.丝杠套座；18.连接头；19.顶压螺栓；20.滚轮架；21.滚轮；22.移机导轨；23.基座；24.移机连接环；25.移机丝杠固定槽。
【具体实施方式】
[0019]超大载荷塔架式抽油机，如图1所示，主要由水泥基础1、地脚移机滚轮2、配重箱3、桁架4、钢丝绳皮带5、悬绳器6、导向轮7、滚花驱动轮8、低速大扭矩电机9、链轮链条10、驱动单元限位固定点11、控制系统12组成。
[0020]根据采油工艺的要求，超大载荷塔架式抽油机的低速大扭矩电机9在控制系统12的控制下，实现往复的正转和反转运动，通过链轮链条10带动滚花驱动轮8往复转动，滚花驱动轮8通过摩擦力驱动钢丝绳皮带5实现往复直线运动，钢丝绳皮带5通过悬绳器6衔接抽油光杆13，并带动抽油光杆13上下往复运动，实现井液的举升，达到采油的目的。
[0021]模块式驱动单元(见图5)设计，是将低速大扭矩电机9、滚花驱动轮8和链轮链条10三大运动部件固定在一块钢构模板上，以搭积木方式对准限位安装孔，即可方便的安装于抽油机桁架正上方指定位置，该模块式设计可以将低速大扭矩电机9、滚花驱动轮8和链轮链条10等部件的更换，由高空作业改在地面进行，只需使用吊车将模块式驱动单元吊起放置到地面即可，避免了高空作业，使更换部件工作方便安全。
[0022]钢丝绳皮带5 —端连接抽油光杆13，一端连接配重箱3，构成了天平式平衡结构，这种天平式平衡结构可以在配重箱3 —侧精准地调整抽油机运行时的平衡度，能有效地降低所需低速大扭矩电机9的功率消耗，节约电能的同时提高了抽油机系统效率。
[0023]采用高强度的链轮链条10，在低速大扭矩电机9和滚花驱动轮8之间实现3:1的减速，即把低速大扭矩电机9输出扭矩提高了三倍，又满足了钢丝绳皮带5所需要的往复运动线速度，达到采油工艺的要求。与齿轮减速箱相比较，链轮链条10的轻巧简单结构，使得超大载荷塔架式抽油机的重心降低，整体结构的稳定性大幅提高，设备运行的可靠性相应提闻。
[0024]这种超大载荷塔架式抽油机的运动和旋转部件少，可能的设备故障点就少，维护维修的工作量就少，制造和运行维护费用就大幅节省。
[0025]本实用新型的设计是针对现有技术中存在的缺陷，为填补目前油田中超深井采油和大泵采油技术空白而创新设计，同时在低速大扭矩电机9动力传递环节上的大胆简化创新，不仅使相关技术缺陷得到根本改善，而且是超大载荷塔架式抽油机的创新产品；同时开拓了新的采油应用领域，具有广阔的市场前景。
【主权项】
1.一种超大载荷塔架式抽油机，包括可滑行移动的整机桁架、模块式驱动单元和起传递动力作用的高强度柔性钢丝绳皮带，其特征在于:所述模块式驱动单元安装于整机桁架的上端，传递动力的钢丝绳皮带跨过驱动单元前部的滚花驱动轮分别衔接油井侧的抽油光杆和桁架内的配重箱，构成天平式平衡结构。
2.根据权利要求1所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:所述可滑行移动的整机桁架，是以丝杠和扭力杠杆为移动设备，当人工往复扳动扭力杠杆即可通过丝杠推或拉，实现移动超大载荷塔架式抽油机的整体桁架。
3.根据权利要求2所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:在抽油机的水泥基础上设计有可供抽油机桁架移动的滑轨槽，在抽油机桁架底座上设计有四个地脚移机滚轮，该移机滚轮在滑轨槽上实现抽油机的整体前后移动。
4.根据权利要求1所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:所述模块式驱动单元是由低速大扭矩电机、滚花驱动轮和链轮链条传动机构构成，以积木方式限位安装于抽油机桁架正上方。
5.根据权利要求4所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:所述低速大扭矩电机的额定转速为100转/分、轴输出扭矩为14000Nm ;仅有一级链轮链条减速，实现3:1减速和增加三倍的扭矩。
6.根据权利要求4所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:所述滚花驱动轮的外表面，是与动力传递钢丝绳皮带摩擦啮合的动力传递摩擦工作面，对其采用了细密压制的滚花工艺，减少了对钢丝绳皮带磨损，提高了摩擦力。
7.根据权利要求1至6项之一所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:配有专用的智能控制系统，可以使超大载荷塔架式抽油机在采油生产过程中，实现抽油光杆的上快下慢、上慢下快、上下同速和上下死点暂时停滞且停滞时间可调的四种运行规律。
8.根据权利要求1至6项之一所述的超大载荷塔架式抽油机，其特征在于:冲程5-10米连续可调，冲次1-4次/分连续可调，悬点载荷28-30吨，可以满足超深井即泵挂2600-5200米采油和大口径即Φ 83-95mm抽油泵、泵挂1800-2500米用于产液量100-200方/日较高的油井。
【专利摘要】本实用新型提供一种超大载荷塔架式抽油机，其特征在于：所述模块式驱动单元安装于整机桁架的上端，传递动力的钢丝绳皮带跨过驱动单元前部的滚花驱动轮分别衔接油井侧的抽油光杆和桁架内的配重箱，构成受力均衡的天平式平衡结构，所述的超大载荷塔架式抽油机的专用智能控制系统，可以在采油生产过程中，实现抽油光杆的上快下慢、上慢下快、上下同速和上下死点暂时停滞的四种采油运行模式。
【IPC分类】E21B43-00
【公开号】CN204344082
【申请号】CN201420305552
【发明人】董维彬, 张岩京, 魏捷, 吴翔, 黄久岭, 王福森, 吴晓东, 陈琼琳, 吴数, 孙玉峰, 周玉庆
【申请人】武汉市江汉石油机械有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年6月10日