专利名称：风能抽油机的制作方法
技术领域：
风能抽油机技术领域[0001]本实用新型涉及油田利用风能机械进行采油的机械装置，更具体地说，是涉及一种直接将风能转化为机械能，并通过与之匹的抽油机电机利用游梁式抽油机进行采油作业的抽油机械装置。
背景技术：
[0002]目前，游梁式抽油机是机械采油的主要设备，全国各油田普遍应用，约占机采井总数的80%，抽油机对于电能的消耗是最为重要的开采成本，于是涌现出一些新型节能抽油机，但是节能的性价比并不突出；同时，随着，大部分油田的开采周期逐渐走向衰竭期，含水量增加，增加了开采量，于是，开采成本大大增加，所以必须从节能上做文章，寻找新的突破；如此大数量的抽油机完全更换为新型的节能型抽油机并不现实——成本太高，在现有的基础上加以改造，实现节能降耗应为最明智的选择；我国大部分地区拥有大量的风能资源，尤其是在各油田地区更为明显，然而对于风能的利用只是停留在将风能转化为电能再将电能转化为机械能，所以对于风能的利用率极低。本实用新型就是在游梁式抽油机的基础上加以改造，以风能机配合变频电机从根本上解决游梁式抽油机高耗能的难题，既保证了游梁式抽油机的技术优势，又保证了游梁式抽油机节能降耗技术改造的可行性与必要性，从而为油田的节能增效提供最合理的技术支持与服务。实用新型内容[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中游梁式抽油机节能降耗的技术瓶颈。解决了风能机直接输出动能而无需风能转化为电能再转化为动能的技术难题，最大限度的提高风能这一廉价而清洁的能源在石油开采领域的应用，从而实现高效节能。1、 风能机与抽油机变频电机的配伍，做到了高效率的优势互补；2、在风能机的动力输出轴上设置单向齿轮并通过与之匹配的单向活舌与动能传递系统实现自动的切换，从而保证了有风时风能机即可对于负载输出动能，无风时电机也不会拖动风机而进行无谓的耗能。[0004]本实用新型风能抽油机，分别通过下述技术方案予以实现，在游梁式抽油机的金属底座的远井口端的地面设置水平的水泥预制底座，在水泥预制底座上设置风能机金属底座并通过螺栓固定连接，风能机金属底座的一端分别通过两条可调整丝杠丝扣连接分别焊接在抽油机金属底座的远井口端两侧的两个螺帽，在风能机金属底座的两侧分别对称设置带有两道垂直滑轨的支架，通过这两道滑轨并利用螺栓连接固定一个由槽钢焊接而成的矩形金属钢构框架，在金属钢构框架的底部通过螺栓水平固定一个齿轮箱，垂直设置的齿轮箱的动力输入轴——这里叫做垂直1轴，垂直1轴通过轴承与齿轮箱盖活动连接，垂直1 轴通过顶部固定设置的法兰与一条垂直设置的垂直主轴的法兰通过螺栓固定连接，在垂直主轴的下部固定设置一个刹车轮；一条套装在垂直主轴外并通过上下分别设置的轴承与垂直主轴活动连接的垂直设置的套管的下端通过法兰固定在金属钢构框架的上面，另一端分别均勻设置三个锚线拉环，分别通过这三个拉环设置三条锚线连接到分别设置于地面的锚桩；垂直主轴的顶端通过法兰固定连接一个由风叶、拉杆、垂直轴固定连接在一起组成的垂直轴风车；齿轮箱内设置的垂直1轴的底部通过轴套、轴瓦与齿轮箱底部设置的轴瓦座活动连接，轴瓦座内部放入一段钢化处理的圆柱体，垂直1轴的底端连接一个经过钢化处理的半球面耐磨接头，半球面耐磨头的球面恰好抵压在该圆柱体上，在垂直1轴上固定安装的圆柱形齿轮与垂直2轴的圆柱形齿轮相啮合；垂直2轴的上端通过轴承与齿轮箱顶盖活动连接，底端通过轴套、轴瓦与齿轮箱底部固定设置的轴瓦座活动连接，垂直2轴上的圆柱形齿轮与另一圆锥形齿轮同轴心且同轴一体，垂直2轴上的圆锥形齿轮与齿轮箱内设置的水平1轴上的圆锥形齿轮相啮合；水平1轴的一端通过轴套与轴瓦活动固定在齿轮箱侧部的侧盖上，另一端通过轴套、轴瓦活动固定在箱内固定设置的隔板上，水平1轴上的圆锥形齿轮与另一圆柱形齿轮同轴心且同轴一体，水平1轴上的圆柱形齿轮与设置于齿轮箱内活动套装在水平2轴上的凹形齿轮的轮齿相啮合；水平2轴的一端通过轴套、轴瓦与齿轮箱内固定设置的隔板活动连接，另一端穿过轴承并通过轴承与齿轮箱侧壁活动连接，凹形齿轮活动套装在水平2轴上并利用卡簧定位，与水平2轴同心同体的单向齿轮恰含在凹形齿轮的凹口内，在凹形齿轮的侧壁上的矩形孔内垂直于水平2轴活动设置一个单向活舌，通过弹簧的压迫该单向活舌与水平2轴上的单向齿轮相配合，水平2轴的位于齿轮箱外的一端套装一个皮带槽轮这里称为风能机皮带轮，风能机皮带轮通过槽、键与水平2轴固定；两条分别倒装向下的丝杠分别垂直焊接在金属钢构框架的底部，其中的一条的上端正对垂直主轴的下方，丝杠上分别丝扣连接安装一个调节螺帽，两段分别垂直设置的口径略大于丝杠的最大直径的套筒恰好分别套装在两丝杠下方，两套筒的下端分别焊接在金属底座上；齿轮箱的顶盖和侧盖分别利用螺栓与齿轮箱密封固定连接；抽油机电机的皮带槽轮分为两组皮带槽，近电机的一组皮带槽通过三角皮带链接抽油机变速箱的动力输入轮，远电机的一组皮带槽通过三角皮带链接风能机皮带槽轮；齿轮箱内加注适量的润滑油。[0005]本实用新型所述的抽油机电机的皮带槽轮的近电机端的一组有8道皮带槽，近电机端的一组皮带槽与远电机端的一组皮带槽之间设置一道凹形分界槽；所述的垂直主轴的主体采用空心管状结构，与其上端的法兰采用焊接固定连接，与其下端的法兰采用丝扣连接。[0006]本实用新型具有以下有益效果[0007]1、可以最大限度合理的利用风能，使风能在不转化为电能的前提下得到进一步的开发与利用，为风能的开发利用开辟了一条新途径。[0008]2、直接将风能转化为机械能为人类所利用，最大限度地提高了风能机的机械效率，这样既使风能得到了更有效地利用，同时最大限度地降低了制造成本。[0009]3、本实用新型的成功为油田的节能减排改造及开采开辟了一条崭新的途径，特别是使游梁式抽油机的技术优势得到进一步的发挥和提升。[0010]4、对于百分之九十八的游梁式抽油机的改造，只需给抽油机电机更换一个皮带槽轮再增设一套本装置的风能机即可实现大幅度的节能降耗。[0011]5、结构简单合理、安全可靠，易于推广，既保证了对于老抽油机的改造提供最有效的方案，又可为新抽油机的节能提供保障。
[0012]图1是本实用新型的纵剖结构原理图。
具体实施方式
[0013]
以下结合附图1对本实用新型作进一步描述。[0014]如图1所示，在游梁式抽油机的金属底座的远井口端的地面设置水平的水泥预制底座8，在水泥预制底座8上设置风能机金属底座并通过螺栓固定连接，风能机金属底座的一端分别通过两条可调整丝杠丝扣连接分别焊接在抽油机金属底座的远井口端两侧的两个螺帽，在风能机金属底座的两侧分别对称设置带有两道垂直滑轨的支架7，通过这两道滑轨并利用螺栓连接固定一个由槽钢焊接而成的矩形金属钢构框架6，在金属钢构框架6的底部通过螺栓水平固定一个齿轮箱11，垂直设置的齿轮箱的动力输入轴——这里叫做垂直 1轴12，垂直1轴12通过轴承与齿轮箱盖17活动连接，垂直1轴12通过顶部固定设置的法兰与一条垂直设置的垂直主轴四的法兰通过螺栓固定连接，在垂直主轴四的下部固定设置一个刹车轮9 ；一条套装在垂直主轴四外并通过上下分别设置的轴承与垂直主轴四活动连接的垂直设置的套管30的下端通过法兰固定在金属钢构框架6的上面，另一端分别均勻设置三个锚线拉环，分别通过这三个拉环设置三条锚线5连接到分别设置于地面的锚桩；垂直主轴四的顶端通过法兰固定连接一个由风叶1、拉杆2、垂直轴3固定连接在一起组成的垂直轴风车；齿轮箱11内设置的垂直1轴12的底部通过轴套、轴瓦与齿轮箱底部设置的轴瓦座活动连接，轴瓦座内部放入一段钢化处理的圆柱体14，垂直1轴12的底端连接一个经过钢化处理的半球面耐磨接头33，半球面耐磨头33的球面恰好抵压在圆柱体14 上，在垂直1轴12上固定安装的圆柱形齿轮10与垂直2轴25的圆柱形齿轮16相啮合；垂直2轴的上端通过轴承与齿轮箱顶盖17活动连接，底端通过轴套、轴瓦与齿轮箱底部固定设置的轴瓦座活动连接，垂直2轴25上的圆柱形齿轮16与另一圆锥形齿轮同轴心且同轴一体，垂直2轴25上的圆锥形齿轮与齿轮箱内设置的水平1轴20上的圆锥形齿轮18相啮合；水平1轴的一端通过轴套与轴瓦活动固定在齿轮箱侧部的侧盖19上，另一端通过轴套、 轴瓦活动固定在箱内固定设置的隔板上，水平1轴20上的圆锥形齿轮与另一圆柱形齿轮同轴心且同轴一体，水平1轴20上的圆柱形齿轮与设置于齿轮箱内活动套装在水平2轴上的凹形齿轮32的轮齿相啮合；水平2轴的一端通过轴套、轴瓦与齿轮箱内固定设置的隔板活动连接，另一端穿过轴承并通过轴承与齿轮箱侧壁活动连接，凹形齿轮32活动套装在水平 2轴上并利用卡簧定位，与水平2轴同心同体的单向齿轮M恰含在凹形齿轮32的凹口内， 在凹形齿轮32的侧壁上的矩形孔内垂直于水平2轴活动设置一个单向活舌31，通过弹簧的压迫单向活舌31与水平2轴上的单向齿轮M相配合，水平2轴的位于齿轮箱外的一端套装一个皮带槽轮这里称为风能机皮带槽轮22，风能机皮带槽轮22通过槽、键与水平2轴固定；两条分别倒装向下的丝杠分别垂直焊接在金属钢构框架的底部，其中的一条26的上端正对垂直主轴的下方，丝杠上分别丝扣连接安装一个调节螺帽27，两段分别垂直设置的口径略大于丝杠的最大直径的套筒观恰好分别套装在两丝杠下方，两套筒的下端分别焊接在金属底座上；齿轮箱的顶盖17和侧盖19分别利用螺栓与齿轮箱密封固定连接；抽油机电机的皮带槽轮分为两组皮带槽，近电机的一组皮带槽通过三角皮带链接抽油机变速箱的动力输入轮，远电机的一组皮带槽通过三角皮带链接风能机皮带槽轮22 ；齿轮箱内加注适量的润滑油。[0015]如图1所示，本实用新型的工作原理及安装、维护的操作要点[0016]下面把其工作过程作进一步描述[0017]为了保证节能的最大化，与风能机匹配的变频电机配备了一套自动控制系统，这套自动控制系统自动判断变频电机的转速，每一台负载都需要一个额定的转速以达到能效比的最大化，将这个转速与变频电机的转速进行换算得到正常工作中变频电机的额定转速，将这个额定转速输入其控制系统，控制系统会自动调节以保证这个转速；自动控制系统随时检测到变频电机的转速，当风能机对于工作中的负载输出动能时，势必造成负载的转速变化——转速增加，于是自动控制系统会自动对于电机变频输出进行控制，调整能量的输出，从而达到利用风能节约电能的目的。[0018]风能抽油机的风能机是怎样和与之匹配的变频电机实现自动切换的呢？首先，只有风能机的动力输出轮——皮带槽轮的转速高于与之匹配的电机的皮带轮的转速，风能机才对于负载做功，这时安装在齿轮箱内水平2轴上套装的凹形齿轮上的单向活舌在弹簧力的作用下与水平2轴上的单向齿轮恰好啮合，于是风能机通过皮带槽轮对于负载输出动能，这个动能的输出与风力成正比；当风力不够或无风时，风能机水平2轴上套装的凹形齿轮的转速要低于风能机的皮带槽轮的转速，于是水平2轴上的单向齿轮与水平2轴上套装的凹形齿轮上的单向活舌不能啮合，水平2轴上的单向齿轮与水平2轴上套装的凹形齿轮之间失去联系，水平2轴上的单向齿轮在与抽油机的变频电机拖动下只会空转，从而实现风能机和与抽油机的变频电机实现自动切换。[0019]在实际安装时，首先利用一组皮带链接抽油机的变频电机的动力输出槽轮的一部分槽与负载的动力输入皮带轮，并调整好松紧，再利用另一组三角皮带将风能机的动力输出轮与抽油机电机的动力输出槽轮的另一部分槽连接，并通过调整螺帽27使装置升降的方法调整皮带松紧。[0020]本实用新型风能抽油机的成功，更好的利用了风能机与变频电机的配伍，保证了有风即可自动对于负载输出动能，无风或风力不足也不用人为切换而影响抽油机电机的正常工作，做到了风、电的优势互补，风能机直接将风能转化为机械能而为人类所用，摒弃了只有把风能转化为电能，再把电能转化为机械能的传统模式，使风能更加合理的高效的得到利用和推广，给风能采油领域的合理开发和利用开辟了又一条崭新的途径。
权利要求1.一种风能抽油机，其特征是，在游梁式抽油机的金属底座的远井口端的地面设置水平的水泥预制底座，在水泥预制底座上设置风能机金属底座并通过螺栓固定连接，风能机金属底座的一端分别通过两条可调整丝杠丝扣连接分别焊接在抽油机金属底座的远井口端两侧的两个螺帽，在风能机金属底座的两侧分别对称设置带有两道垂直滑轨的支架，通过这两道滑轨并利用螺栓连接固定一个由槽钢焊接而成的矩形金属钢构框架，在金属钢构框架的底部通过螺栓水平固定一个齿轮箱，垂直设置的齿轮箱的动力输入轴一这里叫做垂直1轴，垂直1轴通过轴承与齿轮箱盖活动连接，垂直1轴通过顶部固定设置的法兰与一条垂直设置的垂直主轴的法兰通过螺栓固定连接，在垂直主轴的下部固定设置一个刹车轮；一条套装在垂直主轴外并通过上下分别设置的轴承与垂直主轴活动连接的垂直设置的套管的下端通过法兰固定在金属钢构框架的上面，另一端分别均勻设置三个锚线拉环，分别通过这三个拉环设置三条锚线连接到分别设置于地面的锚桩；垂直主轴的顶端通过法兰固定连接一个由风叶、拉杆、垂直轴固定连接在一起组成的垂直轴风车；齿轮箱内设置的垂直1轴的底部通过轴套、轴瓦与齿轮箱底部设置的轴瓦座活动连接，轴瓦座内部放入一段钢化处理的圆柱体，垂直1轴的底端连接一个经过钢化处理的半球面耐磨接头，半球面耐磨头的球面恰好抵压在该圆柱体上，在垂直1轴上固定安装的圆柱形齿轮与垂直2轴的圆柱形齿轮相啮合；垂直2轴的上端通过轴承与齿轮箱顶盖活动连接，底端通过轴套、轴瓦与齿轮箱底部固定设置的轴瓦座活动连接，垂直2轴上的圆柱形齿轮与另一圆锥形齿轮同轴心且同轴一体，垂直2轴上的圆锥形齿轮与齿轮箱内设置的水平1轴上的圆锥形齿轮相啮合；水平1轴的一端通过轴套与轴瓦活动固定在齿轮箱侧部的侧盖上，另一端通过轴套、轴瓦活动固定在箱内固定设置的隔板上，水平1轴上的圆锥形齿轮与另一圆柱形齿轮同轴心且同轴一体，水平1轴上的圆柱形齿轮与设置于齿轮箱内活动套装在水平2轴上的凹形齿轮的轮齿相啮合；水平2轴的一端通过轴套、轴瓦与齿轮箱内固定设置的隔板活动连接，另一端穿过轴承并通过轴承与齿轮箱侧壁活动连接，凹形齿轮活动套装在水平2轴上并利用卡簧定位，与水平2轴同心同体的单向齿轮恰含在凹形齿轮的凹口内，在凹形齿轮的侧壁上的矩形孔内垂直于水平2轴活动设置一个单向活舌，通过弹簧的压迫该单向活舌与水平 2轴上的单向齿轮相配合，水平2轴的位于齿轮箱外的一端套装一个皮带槽轮这里称为风能机皮带轮，风能机皮带轮通过槽、键与水平2轴固定；两条分别倒装向下的丝杠分别垂直焊接在金属钢构框架的底部，其中的一条的上端正对垂直主轴的下方，丝杠上分别丝扣连接安装一个调节螺帽，两段分别垂直设置的口径略大于丝杠的最大直径的套筒恰好分别套装在两丝杠下方，两套筒的下端分别焊接在金属底座上；齿轮箱的顶盖和侧盖分别利用螺栓与齿轮箱密封固定连接；抽油机电机的皮带槽轮分为两组皮带槽，近电机的一组皮带槽通过三角皮带链接抽油机变速箱的动力输入轮，远电机的一组皮带槽通过三角皮带链接风能机皮带槽轮；齿轮箱内加注适量的润滑油。
2.根据权利要求1所述的风能抽油机，其特征是，所述的抽油机电机的皮带槽轮的近电机端的一组有8道皮带槽，近电机端的一组皮带槽与远电机端的一组皮带槽之间设置一道凹形分界槽。
3.根据权利要求1所述的风能抽油机，其特征是，所述的垂直主轴的主体采用空心管状结构，与其上端的法兰采用焊接固定连接，与其下端的法兰采用丝扣连接。
专利摘要本实用新型公开了一种风能抽油机。本实用新型的顶部设置风叶、拉杆、垂直轴固定在一起组成的垂直轴风车，垂直轴的底端通过法兰连接一条垂直主轴，垂直主轴通过轴承活动套装固定在一根垂直套管内，垂直套管的底部通过法兰固定在一个钢构框架顶部；齿轮箱水平固定在钢构框架内，通过法兰并利用螺栓连接垂直主轴和齿轮箱的垂直1轴；钢构框架固定在另一钢构支架上，钢构框支架通过螺栓固定在水泥预制底座上；水泥预制底座水平设置于游梁式抽油机金属底座的远井口端的地面上；抽油机电机的皮带槽轮设置两组皮带槽，近电机的一组八道槽利用三角皮带链接抽油机变速箱动力输入轮，远电机端的一组皮带轮通过皮带链接齿轮箱的动力输出皮带槽轮。
文档编号F03D9/00GK202249979SQ20112037010
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者李立贤 申请人:李立贤