专利名称：外转子式力矩电动机抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油机械技术领域，是一种由外转子式力矩电动机驱动的抽油机。
背景技术：
目前石油开采中所用的抽油机种类很多，如游梁式抽油机、直线电机式抽油机、链条式抽油机等，各有其优点，但其共同的缺点是结构复杂。为简化结构，提高效率，中国专利号为97217513.X的摩擦式抽油机及中国专利号为02104386.8的低速同步电动机抽油机具有较好的创新构思。但由于其尚存在以下不足之处，所以不能满足实用要求。一是其动力部分仍采用传统的内转子式电动机，致使电动机、带轮分离并增加了二者之间的传动联接，结构仍显复杂；二是其配重仅设置固定配重，致使电动机换向起动慢，造成较大的电能损失；三是电动机换向运行采用限位换向控制，会造成对电动机及整个运行系统的冲击，同时造成较大的能量损失。中国专利02110074.8公开了一种以外转子式电动机在抽油机上应用的方案，由于其电动机采用了两轴结构，仍显复杂，同时不适用于对轴有较大弯曲力矩的场合工作。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构更为简单，运行平稳，能耗更低，力学结构更加合理的抽油机。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的一种由电动机、井架、柔性传动带、固定配重、控制箱等组成的抽油机，柔性传动带一端与抽油杆相连，绕过电动机转子，另一端与固定配重相连。其特征在于电动机为外转子式力矩电动机并且固定在井架顶部，其转子外部加工成带轮形状并兼作带轮。
所述外转子式力矩电动机的转子两侧端面设置有偏心配重块。
所述外转子式力矩电动机的轴两侧在井架位置上固定有两个限位传感器，两个限位传感器以偏心配重中心线位置为监测点，当偏心配重块中心线位置到达时，传感器输出一信号至供电控制箱中的供电输出控制电路，则供电输出控制电路改变对电动机输出的电源极性，使电动机换向运行。
所述外转子式力矩电动机的换向采用零转速换向控制，在电动机内部安装有一个转速传感器。当转子转速为零时，转速传感器输出一信号至供电控制箱中的供电输出控制电路，则供电输出控制电路改变对电动机输出电源的极性，使电动机换向运行。
所述外转子式力矩电动机采用单轴结构，轴两端均固定在井架上，轴具有中心通孔，定子电源线从中心通孔引出。
本实用新型的优点是结构简单、运行平稳、耗能低、力学结构合理。
附图1是本实用新型外转子式力矩电动机抽油机结构示意图；附图2是本实用新型外转子式力矩电动机的结构剖视图；附图3是本实用新型电动机供电控制的一种逻辑方框图。
具体实施方式
本实用新型所述的外转子式力矩电动机可以采用永磁式或感应式、直流供电方式或交流供电方式的电动机。下面以一种直流永磁外转子式力矩电动机作为具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步说明本实用新型所述的外转子式力矩电动机(以下简称电机)(4)固定在井架(2)顶部。电机内部的定子(18)与轴(5)固定在一起，通过卡瓦(6)将轴(5)两端卡紧在井架(2)上，外部的转子经两端盖(13)、轴承(12)固定在轴(5)上。电机轴具有中心通孔(20)，定子线圈(16)的输入电源线(19)从中心通孔(20)引出。电机转子由外壳(15)及镶在外壳内部的永磁体(14)组成，电机转子外壳(15)外部加工成带轮所需的形状兼作带轮。由于这种电机有较大的转子外径，完全可以设计成超低速、大力矩电机，正好适用于抽油机的工作特点，由于其转子可兼作带轮，使整体结构大为简化。同时这种电机采用了单轴结构，轴的两端均固定在井架上，使力学结构更为合理。
传动带(3)一端与抽油杆(1)相连接，绕过带轮(电机转子)另一端与固定配重(10)相连接。偏心配重块(9)固定在电机转子两侧的端盖(13)上，抽油机在工作时电机转子以偏心配重的最低位置为中心做半圆周摆动。在较重的偏心配重作用下，每个冲程的前半段使电机转子逐渐加速，后半段使电机转子逐渐减速，电机的作用是补充每次摆动过程中所消耗的能量，因此使抽油机的整个转动系统运行十分平稳，能耗较低。
附图3可作为本具体实施例中电动机供电控制的逻辑方框图。本实用新型所述的电机供电控制部分由供电控制箱(11)、限位传感器(7)和转速传感器(16)组成。供电控制箱(11)固定在井架下部。供电控制箱内部功能包括交流电源输入、可控整流、电压人工设定、供电输出控制几部分。两限位传感器(7)由支架(8)分别固定在电机轴两侧的井架位置上。两限位传感器以偏心配重中心线位置为监测点，当偏心配重块中心线位置到达时，传感器输出一信号至供电控制箱(11)中的供电输出控制电路，供电输出控制电路则改变对电机输出的电源极性，使电机换向运行。限位传感器支架(8)的高度可以调整，一般使两限位传感器对应的转子外圆弧长略大于实际抽油冲程长度。转速传感器(16)置于电机内部，对转子转速进行监测，每当转子转速为零时，输出一信号至供电控制箱中的供电输出控制电路，供电输出控制电路改变对电机输出电源的极性，使电机换向运行。供电控制箱(11)中的电压人工设定值的大小可以调节，以控制电机转子的摆动幅度即实际抽油冲程的大小。由于实际抽油冲程小于限位传感器(7)所限定的冲程，在正常工作时电机换向只受零转速信号控制，限位传感器只有在电机起动或出现故障时才起作用。电机换向运行采用零转速控制的好处在于可有效地避免电机在一定转速的情况下强制换向给电机及传动系统造成冲击性负荷，同时可最大幅度地减小能量损失。
权利要求1.一种外转子式力矩电动机抽油机，由电动机、井架、柔性传动带、固定配重等组成，柔性传动带一端与抽油杆相连，绕过电动机转子，另一端与固定配重相连，其特征在于电动机为外转子式力矩电动机并固定在井架顶部，其转子外部加工成带轮形状并兼作带轮。
2.如权利要求1所述的外转子式力矩电动机的转子两侧端面设置有偏心配重块。
3.如权利要求1所述的外转子式力矩电动机内部安装有一个转速传感器，在转子转速为零时，输出一信号至供电控制箱中的供电输出控制电路，则供电输出控制电路改变对电机输出电源的极性，使电动机换向运行。
4.如权利要求1所述的外转子式力矩电动机的轴具有中心通孔，定子电源线从中心通孔引出。
专利摘要一种外转子式力矩电动机抽油机，属采油机械技术领域。由电动机、井架、柔性传动带、固定配重等组成。柔性传动带一端与抽油杆相连，绕过电动机转子，另一端与固定配重相连。电动机为外转子式力矩电动机并固定在井架顶部，其转子外部加工成带轮形状并兼作带轮，在转子的两侧端面设置有偏心配重块。电动机的换向采用零转速换向控制，电动机内部安装有一个转速传感器。该抽油机的优点是结构简单、运行平稳、耗能低、力学结构合理。
文档编号E21B43/00GK2615335SQ0324288
公开日2004年5月12日 申请日期2003年4月2日 优先权日2003年4月2日
发明者黄绍业, 赵童君, 孟海军, 赵文雨, 杜立贞 申请人:华北石油中等职业学校新技术开发研究所