专利名称：抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油开采机械，具体地说是一种抽油机。
背景技术：
目前石油开采机械通常使用的抽油机为有游梁式抽油机和立式抽油机等，由电动 机、皮带减速装置、齿轮减速机、四连杆机构组成，四连杆机构绕游梁支架上的销轴进行往 复运动，带动驴头上下运动使油杆驱动抽油泵上下运动实现抽油目的。上述结构的抽油机存在以下缺点①机械效率低由电动机机轴旋转到油缸实现往复运动，是通过皮带减速、齿轮 减、四连杆机构等实现，过程耗能大，机械传动效率很低。②易磨损、使用寿命短游梁式抽油机为了实现油杆运动，需要很大的驱动力矩， 力矩的增大使零部件磨损很快，导致使用寿命较短。③针对性差难于调整抽油机的冲程和冲次，以适应油田油层结构及地下含有量 的需要。④难于实现碰泵功能目前的抽油机很难或不可能实现油井需要的碰泵等功能。⑤无自诊断能力目前的抽油机不能实现对油井工作状态的自诊断。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，是提供一种抽油机，其能耗降低，结构简单便于 维护。进一步地，该抽油机还可方便地调整油井的冲程和冲次，对油井的工作状态随时进行 诊断和检测的功能，进一步地还能实现数字控制和远程网络控制。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下一种抽油机，包括固定设置的驱动主机、固定于地基上的塔架、由驱动主机驱动的 第一抽油杆，其特征在于所述驱动主机为永磁同步减速机，其上设有由驱动主机输出轴驱 动的钢丝绳卷筒，钢丝绳卷筒上绕有两条钢丝绳，每条钢丝绳的固定端于钢丝绳卷筒上固 定，其中一条经轮轴固定铰接于塔架上的钢丝绳导向轮后于其自由端与第一抽油杆联接， 另一条的自由端直接与对重装置联接或经轮轴固定铰接于塔架上的钢丝绳导向轮后于其 自由端与对重装置联接；第一抽油杆、对重装置于相应钢丝绳的自由端悬垂；钢丝绳导向 轮的轮轴与钢丝绳卷筒轴线相平行地水平设置。作为本实用新型的一种方式，所述驱动主机相对塔架为上置式，即驱动主机固定 于塔架顶上中部；所述对重装置为组合对重，位于塔架内并设于驱动主机下方偏向外侧处； 塔架上与驱动主机的组合对重所在一侧的相对侧的顶部边缘固定有向外侧伸的导向轮支 架，钢丝绳导向轮的轮轴固定铰接于支架上；所述钢丝绳经轮轴固定铰接于塔架上的钢丝 绳导向轮后分别于自由端与第一抽油杆、对重装置固定，第一抽油杆、对重装置于相应钢丝 绳的自由端悬垂。作为本实用新型的另外一种方式，所述驱动主机相对塔架为下置式，即驱动主机固定于塔架下方的地基上；所述对重装置为组合对重；塔架顶部的相应于驱动主机上方的 两侧边缘处，分别固定有导向轮支架，钢丝绳导向轮的轮轴固定铰接于导向轮支架上；所述 钢丝绳分别经同侧的钢丝绳导向轮后下垂并于自由端与同侧的第一抽油杆或组合对重固 定相联，第一抽油杆、对重装置于相应的钢丝绳的自由端悬垂。作为本实用新型的第三种方式，所述驱动主机相对塔架为下置式，即驱动主机固 定于塔架下方的地基上；所述对重装置为第二抽油杆；塔架顶部的相应于驱动主机上方的 两侧边缘处，分别固定有导向轮支架，钢丝绳导向轮的轮轴固定铰接于导向轮支架上；所述 钢丝绳分别经同侧的钢丝绳导向轮后下垂并于自由端与同侧的第一抽油杆或第二抽油杆 固定相联，第一抽油杆、第二抽油杆于相应钢丝绳的自由端悬垂。所述永磁同步减速机包括包括电气控制机构、转子体、磁钢、定子、减速箱、带磁力 制动器的制动机构，为卧式磁钢有联轴器同轴式、立式磁钢有联轴器同轴式、卧式磁钢无联 轴器同轴式、立式磁钢无联轴器同轴式、卧式磁钢有联轴器平行轴式、立式磁钢有联轴器平 行轴式、卧式磁钢无联轴器平行轴式或立式磁钢无联轴器平行轴式中的一种。所述控制机构包括电气控制箱及布置于其内的抽油机专用变频器、封星接触器、 抱闸控制机构、控制箱内温度检测控制机构、永磁同步减速机保护机构、手动操纵盒、防雷 击浪涌保护器，以及安装在塔架上的开关及反向开关、安装在永磁同步减速机输入齿轮轴 上的编码器或旋转变压器；其中电气控制箱一固定在减速箱箱体的一侧，用于放置和防护电气控制机构的电气 元器件；抽油机专用变频器一设于电气控制箱内，用于驱动永磁同步减速机带动抽油杆 以设定的速度在设定的工作行程做上下往复运动；其信号输入端分别与手动操纵盒、开关 及反向开关、编码器或旋转变压器、防雷击浪涌保护器的信号输入端连接，其信号输出端分 别与封星接触器、抱闸控制机构的信号输入端连接；编码器一安装在永磁同步减速机输入齿轮轴上，用于检测永磁同步减速机转子 磁极位置；其产生的信号作为抽油机专用变频器的一个信号输入端；旋转变压器一安装在永磁同步减速机输入齿轮轴上，用于检测永磁同步减速机 转子磁极位置；其产生的信号作为抽油机专用变频器的一个信号输入端；封星接触器一安装在电气控制箱内，其信号输入端与抽油机专用变频器的信号 输出端相接；其信号输出端与驱动主机的定子线圈相接。当变频器有运行信号输出时，封星 接触器吸合，变频器与驱动主机定子线圈构成通路，驱动主机得电运转；当变频器停止信号 输出时，封星接触器断开，变频器与驱动主机定子线圈电气隔离，同时封星接触器的输出端 短接，使驱动主机进行能耗制动；抱闸控制机构一一设于电气控制箱内，用于控制磁力制动器的释放和制动。其信 号输入端与抽油机专用变频器的信号输出端相接；其信号输出端与磁力制动器相接；控制箱内温度检测控制机构一用于电气控制箱的温度控制，包括安装在电气控 制箱内的带温控开关的温度检测装置和排风风扇。当温度检测装置检测到电气控制箱内 温度达到预设的温度极高值或极低值时，温控开关触点闭合或断开，以控制排风风扇的启 闭；永磁同步减速机保护机构一设于电气控制箱内，用于永磁同步减速机的过载保护。其信号输入端与永磁同步减速机内的热保护电阻相接；其信号输出端作为抽油机专用变频器的一个信号输入端；手动操纵盒一设于电气控制箱内，与抽油机专用变频器电连接，用于控制抽油 机的停止、运行以及运行方式的选择。由手动操纵盒上所设按钮输入信号，并将信号传输到 抽油机专用变频器；开关及反向开关一安装在塔架上，其输出信号与抽油机专用变频器相连接，用 于调整抽油机的上下行程，防雷击浪涌保护器-设于电气控制箱内，其信号输入端分别与外部动力电源线和 抽油机专用变频器的信号输入端相接，另一端接地，用于雷电发生时保护电气控制箱内的 电气元器件。所述电气控制机构还包括遥控装置，该遥控装置包括中央处理器及与由中央处理 器相连的电源模块、键盘模块、通讯模块、显示模块及存储模块，其中中央处理器_作为程序运行处理单元，其通信口与无线模块相连，其IO数据口分 别与液晶、键盘相连；电源模块-用作整个遥控装置的电源管理，由电池向整个遥控装置的供电；键盘模块-由键盘按键输入信号，其信号输出端与中央处理器IO 口相接，用于控 制程序执行；通讯模块-其信号输入端与中央处理器通讯口相接，其信号输出端与天线相接， 用于与安装于油井控制系统的油井控制板进行数据通讯，实时更新数据，经过中央处理器 处理后通过显示模块输出；显示模块_其信号输入端与中央处理器IO 口相接，用于数据和程序的显示；存储模块-由于采用的中央处理器内部自带存储器，所以采用中央处理器内部存 储器进行数据的存储。本实用新型的其它特征还有所述导向轮支架与塔架间为可转动配合的铰接固定或可滑动配合的固定联接。所述制动机构为鼓式制动、块式制动、盘式制动或套轴式制动中的一种。所述永磁同步减速机为齿轮传动，所述齿轮可以是双联齿轮，也可以是单齿轮。本实用新型所提供的上述结构的抽油机具有以下特点①抽油机改变了以往通过多重减速与四连杆传动的游梁式结构，采用塔架和导向 轮将驱动主机的旋转运动改变成抽油杆的直线运动，使用对重装置将抽油杆的重量平和 掉，使得需要驱动主机提供的力矩大大减少，从而使能耗大幅度的降低；电动部分采用永磁 材料产生力矩，取代了异步电机，也减少了无功损耗，整个抽油机的效率得到了大幅提升。②作为本实用新型的不同结构方式，驱动主机相对塔架为上置式、下置式、双油杆 式，配合形式灵活调整，可以满足不同抽油现场的具体要求，针对性强。③导向轮支架与塔架间的固定形式，可保证在设备需维修时，将导向轮支架向塔 架上方反转或向塔架中心方向平移，从而让出修井空间。④永磁同步减速机为卧式或立式磁钢、有联轴器或无联轴器、同轴式或平行轴式， 制动方式可为盘刹、块刹、鼓刹或套轴刹，上述几种因素可任意组合，形式多样化，以适合不 同要求。[0044]⑤驱动主机的控制采用油田专用变频器可以实现油井冲次和冲程随意调整，满足 油田客观情况的要求。⑥驱动主机留有数字化接口，可以实现数字控制和网络接口，可以实现对油井工 作状态的自诊断，能实现现有抽油机很难或不可能实现的油井需要的碰泵等功能。⑦遥控器的设计，可以实现抽油机的远距离自动控制。综上，本实用新型与现有技术相比所带来的技术进步在于能耗降低，结构简单， 便于维护。进一步地，可方便地调整油井的冲程和冲次，对油井的工作状态随时进行诊断和 检测的功能，还能实现数字控制和网络控制。本实用新型用作石油开采机械。下面本实用新型将结合说明书附图和具体实施例作进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；图2为本实用新型实施例二的结构示意图；图3为本实用新型实施例三的结构示意图；图4、图6、图8、图10、图12、图14、图16、图18为本实用新型永磁同步减速机的八
种形式的结构简图；图5、图7、图9、图11、图13、图15、图17、图19分别为图4、图6、图8、图10、图12、 图14、图16、图18的左视图；图20为本实用新型的电气控制机构的电原理框图；图21为图20所示电气控制机构的电气原理图；图22本实用新型遥控器的电原理框图；图23-26分别为本实用新型遥控器的中央处理器、液晶屏、电源模块、无线模块的 电路图。图中1_驱动主机，2-塔架，3-钢丝绳导向轮，4、4'-钢丝绳，5_抽油杆连接紧固 器，6-第一抽油杆，6 ’ -第二抽油杆，8-组合对重，9-地基，10-导向轮支架，11-联轴器， 13-钢丝绳卷筒，14-钢丝绳卷筒轴，16-刹车装置，17-抱闸臂，18-弹簧，19-磁力制 动器，20-开关，21-反向开关，22-齿轮轴，23、24、37—齿轮，26-减速机的箱体27-转子 体，31—定子，32-磁钢，34-输入齿轮轴38-电气控制机构，39—输出轴。
具体实施方式
实施例一图1所示为一种抽油机，它包括固定设置的驱动主机1、固定于地基9上的塔架2、 由驱动主机1驱动的第一抽油杆6。驱动主机1为永磁同步减速机，相对塔架2为上置式即驱动主机1固定于塔架2 顶上中部，组合对重8位于塔架2内并设于驱动主机1下方偏向外侧处；塔架2上与驱动主 机1的组合对重8所在一侧的相对侧的顶部边缘固定有向外侧伸的导向轮支架10，钢丝绳 导向轮3的轮轴固定铰接于导向轮支架10上；驱动主机1上设有由驱动主机1的输出轴驱 动的钢丝绳卷筒，钢丝绳卷筒上绕有两条钢丝绳4与4'，它们的一端分别固定于钢丝绳卷 筒上，它们的自由端经轮轴固定铰接于塔架上的钢丝绳导向轮3后分别与第一抽油杆6、组合对重8联接；第一抽油杆、对重装置分别于钢丝绳4与4'的自由端悬垂；钢丝绳导向轮 3的轮轴与钢丝绳卷筒轴相平行地水平设置。当驱动主机1正向或反向转动时，通过与第一抽油杆6、组合对重8相连接的钢丝 绳4，带动第一抽油杆6和组合对重8上下运动，实现抽油目的。导向轮支架10与塔架2间为可转动配合的铰接固定或可滑动配合的固定联接，当 修井时钢丝绳导向轮3可以向上转动180°或沿横向向塔架中轴线方向移动，从而让出修 井的空间。永磁同步减速机的刹车机构可以为鼓式刹车、块式刹车或盘式刹车，也可以为套 轴式刹车。永磁同步减速机包括包括电气控制机构38、转子体27、磁钢32、定子31、减速箱 26，其具体结构形式可为卧式磁钢有联轴器同轴式、立式磁钢有联轴器同轴式、卧式磁钢无 联轴器同轴式、立式磁钢无联轴器同轴式、卧式磁钢有联 轴器平行轴式、立式磁钢有联轴器 平行轴式、卧式磁钢无联轴器平行轴式或立式磁钢无联轴器平行轴式中的一种，其中卧式磁钢有联轴器同轴式永磁同步减速机的具体结构如图4、图5所示定子31 铁芯直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在输入 齿轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱 闸臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电，转子体27转动，转 子体27带动输入齿轮轴34转动，输入齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮24啮 合，中间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，联 轴器11连接输出轴39和卷筒轴14。卷筒轴14带动钢丝绳卷筒13转动。当需要停止时， 电气控制机构38发出指令定子31线圈断电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的 作用下进行制动刹车。立式磁钢有联轴器同轴式永磁同步减速机的具体结构如图6、图7所示定子31 铁芯直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在输入 齿轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱 闸臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电，转子体27转动，转 子体27带动输入齿轮轴34转动，输入齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮24啮 合，中间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，联 轴器11连接输出轴39和卷筒轴14。卷筒轴14带动钢丝绳卷筒13转动。当需要停止时， 电气控制机构38发出指令定子31线圈断电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的 作用下进行制动刹车。卧式磁钢无联轴器同轴式永磁同步减速机的具体结构如图8、图9所示定子铁芯 31直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在输入齿 轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱闸 臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子线圈31通电转子体27转动，转子体 27带动输入齿轮轴34转动，输入齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮24啮合，中 间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，钢丝绳 卷筒13直接套在输出轴39上。当需要停止时，电气控制机构38发出指令，定子31线圈断 电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的作用下进行制动刹车。[0069]立式磁钢无联轴器同轴式永磁同步减速机的具体结构如图10、图11所示定子31 铁芯直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在输入 齿轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱 闸臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电转子体27转动，转 子体27带动输入齿轮轴34转动，输入齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮24啮 合，中间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，钢 丝绳卷筒13直接套在输出轴39上。当需要停止时，电气控制机构38发出指令定子31线 圈断电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的作用下进行制动刹车。卧式磁钢有联轴器平行轴式永磁同步减速机的具体结构如图12、图13所示定子 铁芯31直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在 输入齿轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令磁力制动器19通电打开，顶 开抱闸臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电转子体27转动， 转子体27带动输入齿轮轴34转动，输入齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮23 和24啮合，中间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39 转动，联轴器11连接输出轴39和卷筒轴14。卷筒轴14带动钢丝绳卷筒17转动。当需要 停止时，电气控制机构38发出指令定子31线圈断电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹 簧18的作用下进行制动刹车。立式磁钢有联轴器平行轴式永磁同步减速机的具体结构如图14、图15所示定子 31铁芯直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在齿 轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱闸 臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电，转子体27转动，转子 体27带动齿轮轴34转动，齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮23和24啮合，中 间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，联轴器 11连接输出轴39和卷筒轴14。卷筒轴14带动钢丝绳卷筒13转动。当需要停止时，电气 控制机构38发出指令定子31线圈断电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的作用 下进行制动刹车。卧式磁钢无联轴器平行轴式永磁同步减速机的具体结构如图16、图17所示定子 31铁芯直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在齿 轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱闸 臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电，转子体27转动，转子 体27带动齿轮轴34转动，齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮23和24啮合，中 间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，钢丝绳 卷筒13直接套在输出轴39上。当需要停止时，电气控制机构38发出指令，定子31线圈断 电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的作用下进行制动刹车。立式磁钢无联轴器平行轴式永磁同步减速机的具体结构如图18、图19所示定子 31铁芯直接安装在减速机的箱体26上，磁钢32和转子体27相连接，转子体27直接套在齿 轮轴34上，当减速机运行时电气控制机构38发出指令，磁力制动器19通电打开，顶开抱闸 臂17，抱闸臂17带动刹车装置16，打开抱闸；同时定子31线圈通电，转子体27转动，转子 体27带动齿轮轴34转动，齿轮轴34上的齿轮与中间齿轮轴22上的齿轮23和24啮合，中间齿轮轴22上的齿轮与输出轴39上的齿轮37啮合，齿轮37带动输出轴39转动，钢丝绳卷筒13直接套在输出轴39上。当需要停止时，电气控制机构38发出指令，定子31线圈断 电，磁力制动器19断电，抱闸臂17在弹簧18的作用下进行制动刹车。本实施例的抽油机，其电气控制机构38的作用是控制永磁同步减速机带动抽油 杆6做上下往复运动。参考图20、图21，控制机构38包括电气控制箱及布置于其内的抽油 机专用变频器、封星接触器、抱间控制机构、控制箱内温度检测控制机构、永磁同步减速机 保护机构、手动操纵盒、防雷击浪涌保护器，以及安装在塔架2上的开关20及反向开关21、 安装在永磁同步减速机输入齿轮轴39上的编码器或旋转变压器；其中电气控制箱一固定在减速箱箱体26的一侧，用于放置和防护电气控制机构38 所需要的电气元器件；抽油机专用变频器一设于电气控制箱内，用于驱动永磁同步减速机带动抽油杆6 以设定的速度在设定的工作行程做上下往复运动；其信号输入端分别与手动操纵盒、开关 20及反向开关21、编码器或旋转变压器、防雷击浪涌保护器的信号输入端连接，其信号输 出端分别与封星接触器、抱闸控制机构的信号输入端连接；编码器或旋转变压器一二者择一地安装在永磁同步减速机输入齿轮轴34上，用 于检测永磁同步减速机转子体27的磁极位置；其产生的信号作为抽油机专用变频器的一 个信号输入端；封星接触器一安装在电气控制箱内，其信号输入端与抽油机专用变频器的信号 输出端相接；其信号输出端与驱动主机1的定子31线圈相接。当变频器有运行信号输出时， 封星接触器吸合，变频器与驱动主机定子线圈构成通路，驱动主机1得电运转；当变频器停 止信号输出时，封星接触器断开，变频器与驱动主机1的定子31线圈电气隔离，同时封星接 触器的输出端短接，使驱动主机1进行能耗制动；抱闸控制机构一设于电气控制箱内，用于控制磁力制动器的释放和制动。其信 号输入端与抽油机专用变频器的信号输出端相接；其信号输出端与磁力制动器相接；控制箱内温度检测控制机构一用于电气控制箱的温度控制，包括安装在电气控 制箱内的带温控开关的温度检测装置和排风风扇；当温度检测装置检测到电气控制箱内 温度达到预设的温度极高值或极低值时，温控开关触点闭合或断开，以控制排风风扇的启 闭；永磁同步减速机保护机构一设于电气控制箱内，用于永磁同步减速机的过载保 护；其信号输入端与永磁同步减速机内的热保护电阻相接，其信号输出端作为抽油机专用 变频器的一个信号输入端；手动操纵盒一设于电气控制箱内，与抽油机专用变频器电连接，用于控制抽油 机的停止、运行以及运行方式的选择；由手动操纵盒上所设按钮输入信号，并将信号传输到 抽油机专用变频器；开关20及反向开关21—安装在塔架2上，其输出信号与抽油机专用变频器相连 接，用于调整抽油机的上下行程，防雷击浪涌保护器-设于电气控制箱内，其信号输入端分别与外部动力电源线和 抽油机专用变频器的信号输入端相接，另一端接地，用于雷电发生时保护电气控制箱内的 电气元器件。[0085]图21为电气控制机构的电路图，图中QF1-QF4为空气断路器，SPD为浪涌保护器， KM1为封星接触器，KM2为抱闸控制接触器，KA1为封星接触器信号继电器，KA2为抱闸信号 继电器，KA3为故障信号继电器，FR1为温度检测开关，BZKZ为抱闸控制板，Ml为排风风扇， PM为永磁同步减速机，CZ为柜内插座，DCPW为开关电源，SB1为急停按钮，SB2为手动上行 按钮，SB3为手动下行按钮，SA1为手动自动选择开关，SQ1为寻零开关，SQ2为反向寻零开 关，E0M为编码器，DZR为制动电阻，BZQ为磁力制动器线圈，PTC为永磁同步减速机保护开 关，BPQ为抽油机专用变频器。电气控制机构38还包括遥控装置，参考图22，该遥控装置包括中央处理器及与由 中央处理器相连的电源模块、键盘模块、通讯模块、显示模块及存储模块，其中中央处理器_作为程序运行处理单元，其通信口与无线模块相连，其10数据口分 别与液晶、键盘相连。它采用STC12C5A60S2负责程序的执行，并且该处理器自带用于数据 的存储的内部存储器。在图23的中央处理器及相关电路的电路图中，电容C12、电容C13、 晶振Y1组成时钟电路，为U1 (市售STC12C5A60S2芯片，它内部集成EEPR0M，可用作数据存 储器)提供振荡频率；电容C14和电阻R1组成复位电路；电阻R18、R19组成分压电路，用 于测量电池电压；电阻R23和开关三极管Q1组成晶体管开关电路，用于为液晶屏的背光开 关，开关三极管Q1用S8050 ；电阻R10-R17为上拉电阻，为键盘接口 J7提供上拉，键盘采 用定制薄膜按键。电源模块-用作整个遥控装置的电源管理，由电池向整个遥控装置的供电。电 源模块包括锂电电池、锂电充电器、电源开关、LM2576稳压模块、LM1117稳压模块，其中 LM2576负责向中央处理器、液晶显示模块提供5V电源，LM1117负责向无线通讯模块提供 3. 3V电源。参考图25所示的电源模块电路图，其中J1为锂电池供电接口，两接口分别接 电池负极、正极；U2LM2576芯片为5V电源稳压模块，它与二极管D1以及电感L1共同为系 统提供5V电源，滤波电容C1为电池滤波，滤波电容C2、C3为U2LM2576输出5V电源滤波； J1接口 2接线与U2LM2576芯片1接线之间接电源开关，负责整个遥控器的电源开关与否； J8跳线为是否U5供电，当需要给U5供电时将其短接即可；U5为LM1117稳压电源芯片，它 负责为后续电路提供3. 3V电源，滤波电容C4为其进行电源滤波。键盘模块-由键盘按键输入信号，其信号输出端与中央处理器10 口相接，用于控 制程序执行；通讯模块-其信号输入端与中央处理器通讯口相接，其信号输出端与天线相接， 用于与安装于油井控制系统的油井控制板进行数据通讯，实时更新数据，经过中央处理器 处理后通过显示模块输出。通讯模块包括天线与WAP200B无线模块，分别负责遥控器数据 的发送和接收。图26所示的无线模块发射电路，其中U4为市售WAP200B无线模块，负责将 STC12C5A60S2传送来的数据转换为无线电信号通过天线发射出去；E1接口为天线接口，用 于将U4传送过来的无线电信号发送出去；电感L2-L4、滤波电容C5-C9负责将U5提供的 电源进行滤波，为U4供电。显示模块-其信号输入端与中央处理器10 口相接，用于数据和程序的显示。显 示模块采用12864液晶屏在图24所示的液晶屏接口电路中，J2为液晶屏接口，外接市售 JKL1286F4E液晶屏，R2为可调电阻，组成分压电路，为液晶屏提供屏幕对比度电压。本实施例一所提供的上述结构的抽油机，其运行过程如下[0093]①手动检修模式当需要手动运行时，将控制箱内手动操纵盒内的自动/手动选 择开关扳到手动档，并打开操纵盒内的红色蘑菇头急停按钮，按下手动上行按钮，抽油机专 用变频器(以下简称变频器)开始输出信号，使封星接触器闭合，同时抱闸控制系统控制磁 力制动器得电释放，此时变频器驱动永磁同步减速机以设定的手动上行速度VI带动抽油 杆向上运行。反之按下手动下行按钮，变频器驱动永磁同步减速机以设定的手动下行速度 V2带动抽油杆向下运行。当松开手动上行按钮或手动下行按钮时，变频器停止输出，封星接 触器断开，同时抱闸控制系统控制磁力制动器失电制动。②自动运行模式当需要自动运行时，将控制箱内手动操纵盒内的自动/手动选 择开关扳到自动档，并打开操纵盒内的红色蘑菇头急停按钮，抽油机专用变频器(以下简 称变频器开始输出信号，使封星接触器闭合，同时抱间控制系统控制磁力制动器得电释放， 此时变频器驱动永磁同步减速机以设定的速度V3带动抽油杆慢速向下运行(即对重向上 运行)，当对重向上运行到如图2所示的零点开关时，该开关闭合，给变频器触发信号，变频 器得到该触发信号后，驱动永磁同步减速机换向，带动抽油杆以设定的自动运行上行速度 V4向上运行。当抽油杆向上运行(即对重向下运行)到变频器设定的上行程位置C点时， 变频器内部触发，驱动永磁同步减速机换向并带动抽油杆以设定的自动运行下行速度V5 向下运行。当抽油机向下运行(即对重向上运行)到变频器设定的下行程位置D点时，变 频器内部触发，驱动永磁同步减速机换向并带动抽油杆以设定的上行速度V4向上运行。如 此变频器便控制抽油杆在C、D两点之间做上下往返运动。改变变频器内部的C点或D点的 设定值，即可方便的调节抽油机的冲程。改变变频器内部的上行速度V4和下行速度V5的 设定值，即可方便的调节抽油机的冲次。实施例二本实施例与实施例一的区别只在于驱动主机1与塔架2的分布方式不同，其它部 分的结构均与实施例一相同。本实施例中驱动主机1相对塔架2为下置式，参考图2 驱动主机1固定于塔架2 下方的地基9上；塔架2顶部的相应于驱动主机1上方的两侧边缘处，分别固定有导向轮支 架10，钢丝绳导向轮3的轮轴固定铰接于导向轮支架10上；钢丝绳卷筒上绕有两条钢丝绳 4与4'，它们的一端分别固定于钢丝绳卷筒上，它们的自由端经轮轴固定铰接于塔架上的 钢丝绳导向轮3后分别与第一抽油杆6、组合对重8联接；第一抽油杆、对重装置分别于钢 丝绳4与4'的自由端悬垂；钢丝绳导向轮3的轮轴与钢丝绳卷筒轴相平行地水平设置。实施例三作本实施例与实施例二的区别只在于驱动主机1与塔架2的分布方式不同，其它 部分的结构均与实施例一相同。本实施例中驱动主机1相对塔架2为下置式，参考图3 驱动主机1固定于塔架2 下方的地基9上，地基9上还设有与驱动主机1平行布置的一只钢丝绳导向轮；实施例一中 的组合对重8以第二抽油杆6'替代；塔架2顶部的相应于驱动主机1上方的两侧边缘处， 分别固定有导向轮支架10，钢丝绳导向轮3的轮轴固定铰接于导向轮支架10上；钢丝绳卷 筒上绕有两条钢丝绳4与4'，它们的一端分别固定于钢丝绳卷筒上，它们的自由端经轮轴 固定铰接于塔架上的钢丝绳导向轮3后分别与第一抽油杆6、第二抽油杆6'固定相联，第 一抽油杆6、第二抽油杆6'于4与4'的自由端悬垂。[0101] 本实施例利用第一抽油杆6、第二抽油杆6'同时对两口油井进行抽油,
权利要求一种抽油机，包括固定设置的驱动主机、固定于地基上的塔架、由驱动主机驱动的第一抽油杆，其特征在于所述驱动主机为永磁同步减速机，其上设有由驱动主机输出轴驱动的钢丝绳卷筒，钢丝绳卷筒上绕有两条钢丝绳，每条钢丝绳的固定端于钢丝绳卷筒上固定，其中一条经轮轴固定铰接于塔架上的钢丝绳导向轮后于其自由端与第一抽油杆联接，另一条的自由端直接与对重装置联接或经轮轴固定铰接于塔架上的钢丝绳导向轮后于其自由端与对重装置联接；第一抽油杆、对重装置于相应钢丝绳的自由端悬垂；钢丝绳导向轮的轮轴与钢丝绳卷筒轴线相平行地水平设置。
2.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述驱动主机相对塔架为上置式，即驱 动主机固定于塔架顶上中部；所述对重装置为组合对重，位于塔架内并设于驱动主机下方 偏向外侧处；塔架上与驱动主机的组合对重所在一侧的相对侧的顶部边缘固定有向外侧伸 的导向轮支架，钢丝绳导向轮的轮轴固定铰接于支架上；所述钢丝绳经轮轴固定铰接于塔 架上的钢丝绳导向轮后分别于自由端与第一抽油杆、对重装置固定，第一抽油杆、对重装置 于相应钢丝绳的自由端悬垂。
3.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述驱动主机相对塔架为下置式，即驱 动主机固定于塔架下方的地基上；所述对重装置为组合对重；塔架顶部的相应于驱动主机 上方的两侧边缘处，分别固定有导向轮支架，钢丝绳导向轮的轮轴固定铰接于导向轮支架 上；所述钢丝绳分别经同侧的钢丝绳导向轮后下垂并于自由端与同侧的第一抽油杆或组合 对重固定相联，第一抽油杆、对重装置于相应的钢丝绳的自由端悬垂。
4.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述驱动主机相对塔架为下置式，即驱 动主机固定于塔架下方的地基上；所述对重装置为第二抽油杆；塔架顶部的相应于驱动主 机上方的两侧边缘处，分别固定有导向轮支架，钢丝绳导向轮的轮轴固定铰接于导向轮支 架上；所述钢丝绳分别经同侧的钢丝绳导向轮后下垂并于自由端与同侧的第一抽油杆或第 二抽油杆固定相联，第一抽油杆、第二抽油杆于相应钢丝绳的自由端悬垂。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的抽油机，其特征在于所述永磁同步减速机包括 电气控制机构、转子体、磁钢、定子、减速箱、带有磁力制动器的制动机构，为卧式磁钢有联 轴器同轴式、立式磁钢有联轴器同轴式、卧式磁钢无联轴器同轴式、立式磁钢无联轴器同轴 式、卧式磁钢有联轴器平行轴式、立式磁钢有联轴器平行轴式、卧式磁钢无联轴器平行轴式 或立式磁钢无联轴器平行轴式中的一种。
6.根据权利要求5所述的抽油机，其特征在于所述电气控制机构包括电气控制箱及 布置于其内的抽油机专用变频器、封星接触器、抱闸控制机构、控制箱内温度检测控制机 构、永磁同步减速机保护机构、手动操纵盒、防雷击浪涌保护器，以及安装在塔架上的开关 及反向开关、安装在永磁同步减速机输入齿轮轴上的编码器或旋转变压器；其中电气控制箱一固定在减速箱箱体的一侧，用于放置和防护电气控制机构的电气元器件；抽油机专用变频器一设于电气控制箱内，用于驱动永磁同步减速机带动抽油杆以设 定的速度在设定的工作行程做上下往复运动；其信号输入端分别与手动操纵盒、开关及反 向开关、编码器或旋转变压器、防雷击浪涌保护器的信号输入端连接，其信号输出端分别与 封星接触器、抱间控制机构的信号输入端连接；编码器一安装在永磁同步减速机输入齿轮轴上，用于检测永磁同步减速机转子磁极位置；其产生的信号作为抽油机专用变频器的一个信号输入端；旋转变压器---安装在永磁同步减速机输入齿轮轴上，用于检测永磁同步减速机转子 磁极位置；其产生的信号作为抽油机专用变频器的一个信号输入端； 封星接触器---安装在电气控制箱内，其信号输入端与抽油机专用变频器的信号输出 端相接；其信号输出端与驱动主机的定子线圈相接。当变频器有运行信号输出时，封星接 触器吸合，变频器与驱动主机定子线圈构成通路，驱动主机得电运转；当变频器停止信号输 出时，封星接触器断开，变频器与驱动主机定子线圈电气隔离， 同时封星接触器的输出端短 接，使驱动主机进行能耗制动；抱闸控制机构---设于电气控制箱内，用于控制磁力制动器的释放和制动。其信号输 入端与抽油机专用变频器的信号输出端相接；其信号输出端与磁力制动器相接；控制箱内温度检测控制机构---用于电气控制箱的温度控制，包括安装在电气控制箱 内的带温控开关的温度检测装置和排风风扇；当温度检测装置检测到电气控制箱内温度达 到预设的温度极高值或极低值时，温控开关触点闭合或断开，以控制排风风扇的启闭；永磁同步减速机保护机构---设于电气控制箱内，用于永磁同步减速机的过载保护； 其信号输入端与永磁同步减速机内的热保护电阻相接，其信号输出端作为抽油机专用变频 器的一个信号输入端；手动操纵盒---设于电气控制箱内，与抽油机专用变频器电连接，用于控制抽油机的 停止、运行以及运行方式的选择；由手动操纵盒上所设按钮输入信号，并将信号传输到抽油 机专用变频器；开关及反向开关---安装在塔架上，其输出信号与抽油机专用变频器相连接，用于调 整抽油机的最大工作行程，防雷击浪涌保护器--设于电气控制箱内，其信号输入端分别与外部动力电源线和抽 油机专用变频器的信号输入端相接，另一端接地，用于雷电发生时保护电气控制箱内的电 气元器件。
7.根据权利要求6所述的抽油机，其特征在于所述电气控制机构还包括遥控装置，该 遥控装置包括中央处理器及与由中央处理器相连的电源模块、键盘模块、通讯模块、显示模 块及存储模块，其中中央处理器_作为程序运行处理单元，其通信口与无线模块相连，其IO数据口分别与 液晶、键盘相连；电源模块-用作整个遥控装置的电源管理，由电池向整个遥控装置的供电； 键盘模块-由键盘按键输入信号，其信号输出端与中央处理器IO 口相接，用于控制程 序执行；通讯模块-其信号输入端与中央处理器通讯口相接，其信号输出端与天线相接，用于 与安装于油井控制系统的油井控制板进行数据通讯，实时更新数据，经过中央处理器处理 后通过显示模块输出；显示模块-其信号输入端与中央处理器IO 口相接，用于数据和程序的显示； 存储模块-由于采用的中央处理器内部自带存储器，所以采用中央处理器内部存储器 进行数据的存储。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的抽油机，其特征在于所述导向轮支架与塔架间为可转动配合的铰接固定或可滑动配合的固定联接。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的抽油机，其特征在于所述制动机构为鼓式制动、 块式制动、盘式制动或套轴式制动中的一种。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的抽油机，其特征在于所述永磁同步减速机为齿 轮传动，所述齿轮是双联齿轮或单齿轮。
专利摘要本实用新型公开了一种抽油机，包括固定设置的永磁同步减速机驱动主机、固定于地基上的塔架、由驱动主机驱动的第一抽油杆，驱动主机上设有由其输出轴驱动的绕有两条钢丝绳的钢丝绳卷筒，一条钢丝绳的一端固定于卷筒上，另一端经轮轴固定铰接于塔架上的导向轮后与第一抽油杆相接；另一条钢丝绳的一端固定于卷筒上，另一端经过导向轮后与对重装置联接或不经过导向轮直接与对重装置联接；导向轮的轮轴与钢丝绳卷筒轴线相平行地水平设置。本实用新型能耗降低，结构简单，便于维护，可方便地调整油井的冲程和冲次，对油井的工作状态随时进行诊断和检测的功能，进一步地还能实现数字控制和远程网络控制。本实用新型用作石油开采机械。
文档编号E21B43/00GK201599012SQ20102004609
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者刘鸿坤, 孙向荣, 李拓新 申请人:马俊金