专利名称：游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田采油用的抽油机，特别涉及一种游梁式抽油机装配直驱 电机的机械架构总成。
技术背景抽油机目前已成为油田机械采油的常用设备，传统的抽油机是由电机经减速器的 机械转换为抽油机机械扭矩动力，电机耗电和机械传动的耗能是油田节能采油中较关心的 重要问题，采用节能直驱电机直接驱动抽油机摇臂带动游梁产生往复动力，可以替代抽油 机原减速器机械传动的中间环节。由于在采抽油过程中其油藏深度、油井口径、抽油泵、地质条件等不同，需要配置 不同规格型号的抽油机。抽油机的型号类型种类繁多，抽油机在工作中会产生相当大的载 荷和冲击力，原抽油机的减速器是在这一过程中的动力输出设备，也是承受抽油机工作载 荷的受力设备。因此，取替减速器的直驱电机就必须具有和减速器一样的机械强度来承担 这种载荷。但是在直驱电机的制造中，因直驱电机本身的电气技术特征和要求、直驱电机的 外形构成的限制达到这一目的比较困难，一般是采取加厚直驱电机壳体来增加机械强度、 改变直驱电机外形、改变安装底座。即便是这样做了也很难适应各种型号的抽油机。突出 的矛盾是1、直驱电机的安装底座在生产制造时就已确定，对繁多的抽油机类型、型号直驱 电机很难适应安装技术的要求。2、要承担原减速器承受的载荷达到能与原减速器一样机械强度的直驱电机来适 应各种型号的抽油机是直驱电机制造中的难题，也是加大制造成本重要因素。3、直驱电机轴承因受直驱电机结构的限制受到局限，直驱电机的轴承位置不是抽 油机中承担载荷的最佳支撑位。4、在抽油机的机械运行中轴承是最易损坏的零件之一。受直驱电机内部构造的影 响这种直驱电机的拆卸极为困难，直驱电机内部强大的磁场吸引没有专用设备和足够大的 力量就打不开直驱电机的端盖，轴承很难从正面取出更换，需要维修更换时必须返厂后全 部拆开才能进行，而且这种拆卸对电机本身也是一种损伤。如永磁电机拆装困难在业界公 认，盘式永磁电机由于结构的因素拆装更加困难。
发明内容鉴于在技术创新中遇到的困难和问题，本实用新型提供了一种安装节能直驱电机 直接驱动抽油机，取代抽油机的减速器的游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成。本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是一种游梁式抽油机装配直驱 电机的机械架构总成，包括直驱电机、与抽油机底座相固定的减速器底座及分别与抽油机 的两根曲炳连杆连接的摇臂，其特征在于还包括由横梁、纵梁、支撑架、装有轴承的轴承 座、电机紧固件组成的架构总成；两根所述横梁、两根所述纵梁相固定构成井字结构底盘，在两根纵梁上分别固定一个钢制材料焊成的梯形支撑架，在两个支撑架上分别固定一个轴 承座，所述底盘固定在减速器底座上，所述直驱电机通过四个电机紧固件固定在两根横梁 上或直接固定在两根横梁上，直驱电机两端的轴头分别通过轴承座与所述摇臂连接。一种游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，包括直驱电机、抽油机底座及 分别与抽油机的两根曲炳连杆连接的摇臂，其特征在于还包括由横梁、支撑架、装有轴承 的轴承座、电机紧固件组成的架构总成；所述支撑架为钢制材料焊成的人字形，在两个对称 的支撑架内面上固定两根横梁，两个支撑架上端面各自固定一个轴承座；两个支撑架底端 面分别固定在抽油机底座上，所述直驱电机通过四个电机紧固件固定在两根横梁上或直接 固定在两根横梁上，直驱电机两端的轴头分别通过轴承座与所述摇臂连接。本实用新型的特点是“架构总成”在直驱电机与摇臂之间加装了承重轴承，把来 自抽油机工作中的载荷和冲击力与直驱电机分离开，抽油机工作中的载荷和冲击力由轴承 座与支撑架的组合承担，保护了直驱电机使之不因受超载荷和受冲击力而损坏，直驱电机 只作为扭力输出的动力源，因此可以把承受载荷、冲击等机械强度、安装尺寸外围因素从直 驱电机中分离出来，简化了直驱电机的设计制造。如果轴承在工作中发生损坏维修或更换 作业，在工作现场就可以进行拆装更换，很大程度的节约劳动成本和运输成本。“架构总成” 结构简单、容易制造、成本低，可以互换或通用。由于改制配置灵活，使得直驱电机能够符合 各种游梁式抽油机的安装技术要求。
[0012]图1为本实用新型带梯形支撑架的架构总成立体结构示意图。[0013]图2为本实用新型带梯形支撑架的架构总成主视图。[0014]图3为图2的侧视图。[0015]图4为图1的安装有直驱电机的主视图。[0016]图5为图4的侧视图。[0017]图6为本实用新型带梯形支撑架的架构总成实施方式结构示意图。[0018]图7为本实用新型带人字形支撑架的架构总成立体结构示意图。[0019]图8为本实用新型带人字形支撑架的架构总成主视图。[0020]图9为图8的侧视图。[0021]图10为图6的安装有直驱电机的主视图。[0022]图11为图10的侧视图。[0023]图12为本实用新型带人字形支撑架的架构总成实施方式结构示意图。[0024]图13为本实用新型电机紧固件结构示意图。
具体实施方式如图1 6所示，游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，包括直驱电机1、 与抽油机底座2相固定的减速器底座3及分别与抽油机的两根曲炳连杆连接的摇臂4，还 包括由横梁5、纵梁6、支撑架7、装有轴承的轴承座8、电机紧固件9组成的架构总成。两根 横梁5、两根纵梁6焊接在一起构成了井字结构底盘，在底盘的两根纵梁6上分别通过螺栓 或焊接方式固定一个由钢制材料焊成的梯形支撑架7，在两个支撑架7上分别通过螺栓固定一个轴承座8，四个电机紧固件9 一端分别通过螺栓固定在两根横梁5上，每根横梁上固 定两个电机紧固件9，两根横梁上的电机紧固件9相对称；井字型底盘固定在减速器底座3 上，将直驱电机1放在在4个电机紧固件9上，四个电机紧固件9的弧度面与直驱电机1壳 体面相吻合并分别通过螺栓与直驱电机1壳体相固定，直驱电机1两端的轴头分别置于两 个轴承座8中并伸出两个轴承座8外与两个摇臂4相连接。再一种实施方式为直驱电机 1也可以不使用电机紧固件9而直接用螺栓通过直驱电机壳体上设有的固定螺孔将直驱电 机1固定在横梁5上。如图7 11所示，游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，包括直驱电机1、 抽油机底座2及分别与抽油机的两根曲炳连杆连接的摇臂4，还包括由横梁5、支撑架7、装 有轴承的轴承座8、电机紧固件9组成的架构总成；支撑架7由钢制材料焊成人字形或梯 形，在两个对称的支撑架7内面上焊接两根横梁5，四个电机紧固件9的一端分别通过螺栓 对称固定在两根横梁5上，两个支撑架7上端面各 自通过螺栓固定一个轴承座8 ；两个支撑 架7底端面分别固定在抽油机底座2上，将直驱电机1放在在4个电机紧固件9上，四个 电机紧固件9的弧度面与直驱电机1壳体面相吻合并分别通过螺栓与直驱电机1壳体相固 定，直驱电机1两端的轴头分别置于两个轴承座8中并伸出轴承座8外与两个所述摇臂4 相连接。再一种实施方式为直驱电机1也可以不使用电机紧固件9而直接用螺栓通过直 驱电机壳体上设有的固定螺孔将直驱电机1固定在横梁5上。支撑架7为三角形或矩形。纵梁6、横梁5组合成井字结构的配合尺寸与原抽油机减速器机座的安装尺寸相 吻合，纵梁6、横梁5的长度尺寸和纵梁6上安装螺孔的位置按抽油机减速器底座的安装标 准来确定。横梁5连接加固两个纵梁6并在上面固定直驱电机紧固件9安装直驱电机1。 以对被安装的直驱电机轴的中心高度为基准，根据轴承座8、纵梁6的厚度来确定支撑架7 的高度尺寸。轴承座8安装在支撑架7顶端共同承担来自抽油机的工作载荷和非正常冲击力。 由抽油机对直驱电机轴的中心高度要求来确定支撑架7的高度尺寸。轴承座8、支撑架7和 直驱电机紧固件9支撑和安装固定直驱电机。以抽油机摇臂4安装的孔径和直驱电机轴的 直径选配相适应的轴承并配轴承座8。以直驱电机轴的垂线和抽油机塔架支撑轴承中心垂线的水平距离来确定支撑架7 在纵梁6上的位置，横梁5随之移动。以直驱电机外径来确定直驱电机紧固件9的弧度r和与横梁5安装相配合的角度 9同时兼顾直驱电机紧固件在横梁5上的安装位置，两根横梁5之间的距离是配合不同外 径直驱电机的，改变直驱电机紧固件9上的弧度r和角度θ可以适应不同直径的直驱电机 (见图13)。对于不同类型、不同型号的曲柄连杆游梁式抽油机通过改变轴承座8、支撑架7、 纵梁6、横梁5、直驱电机紧固件9五个部件的配合尺寸、角度、弧度、高度就能符合抽油机安 装的技术要求。总的要求是必须按照抽油机对被安装直驱电机轴的中心高度和与抽油机塔 架支撑轴承中心垂线水平距离来确定直驱电机1在抽油机中的空间位置，支撑架7的位置 确定横梁5的位置，直驱电机1的外径确定两根横梁5之间的距离，直驱电机紧固件9在 “架构总成”框架内以适合的弧度、角度在横梁5上安装紧固直驱电机1。具体各部的尺寸是要与所配置的抽油机型号相配套。[0033]完成上述步骤后对各部尺寸进行核对和强度计算、选用材料。在实施组装的焊接 中尤为要注意组装尺寸的连接精度，随时校正，组装的原则是先底部纵梁6与横梁5的连接 再连接支撑架7然后再完成直驱电机紧固件9定型定位，以保证支撑架7间两轴承座的轴 的同心度，可以用工装夹具来保证两轴承座8的轴的同心度和直驱电机紧固件9与直驱电 机1的外部定位，使直驱电机1与“架构总成”融为一体。经此过程后就可以确定(图1)中的各部件间的组装结构的综合基本尺寸。组合 中纵梁6和横梁5可以采用焊接方式。支撑架7与纵梁6可焊接或螺栓连接，采用焊接方 式比较牢固，采用螺栓方式拆卸方便，可根据需要选用。组合安装工艺可以在工作中进一步 完善和优化。在取消减速器安 装底座的抽油机上安装直驱电机的实施方法较前述简单，只需选 配好需要的直驱电机1，在“架构总成”中确定好直驱电机1的安装位置，由支撑架7的延 长来确定直驱电机轴的中心高度后直接在抽油机底座2上安装定位。支撑架7的高度根据 抽油机对直驱电机轴的中心高度要求来确定。轴承座8安装在支撑架7上部，用螺栓固定。 直驱电机1用电机紧固件9固定在横梁5上。支撑架7尺寸延长与抽油机底座2连接(如 图12)。这样就可以使取代了减速器的直驱电机1与抽油机融为一体。
权利要求一种游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，包括直驱电机(1)、与抽油机底座(2)相固定的减速器底座(3)及分别与抽油机的两根曲炳连杆连接的摇臂(4)，其特征在于还包括由横梁(5)、纵梁(6)、支撑架(7)、装有轴承的轴承座(8)、电机紧固件(9)组成的架构总成；两根所述横梁(5)、两根所述纵梁(6)相固定构成井字结构底盘，在两根纵梁(6)上分别固定一个钢制材料焊成的梯形支撑架(7)，在两个支撑架(7)上分别固定一个轴承座(8)，所述底盘固定在减速器底座(3)上，所述直驱电机(1)通过四个电机紧固件(9)固定在两根横梁(5)上或直接固定在两根横梁(5)上，直驱电机(1)两端的轴头分别通过轴承座(8)与所述摇臂(9)连接。
2.一种游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，包括直驱电机(1)、抽油机底座 (2)及分别与抽油机的两根曲炳连杆连接的摇臂(4)，其特征在于还包括由横梁(5)、支撑 架(7)、装有轴承的轴承座(8)、电机紧固件(9)组成的架构总成；所述支撑架(7)为钢制 材料焊成的人字形，在两个对称的支撑架(7)内面上固定两根横梁(5)，两个支撑架(7)上 端面各自固定一个轴承座(8)；两个支撑架(7)底端面分别固定在抽油机底座(2)上，所述 直驱电机(1)通过四个电机紧固件(9)固定在两根横梁(5)上或直接固定在两根横梁(5) 上，直驱电机(1)两端的轴头分别通过轴承座(8)与所述摇臂(9)连接。
3.根据权利要求1或2所述的游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，其特征在 于所述支撑架(7)为三角形或矩形。
专利摘要本实用新型涉及一种游梁式抽油机装配直驱电机的机械架构总成，包括直驱电机、与抽油机底座相固定的减速器底座及分别与抽油机的两根曲炳连杆连接的摇臂，还包括由横梁、纵梁、支撑架、装有轴承的轴承座、电机紧固件组成的架构总成；两根横梁、两根纵梁相固定构成井字结构底盘，在两根纵梁上分别固定一个钢制材料焊成的梯形支撑架，在两个支撑架上分别固定一个轴承座，底盘固定在减速器底座上，直驱电机通过四个电机紧固件固定在两根横梁上或直接固定在两根横梁上，直驱电机两端的轴头分别通过轴承座与摇臂连接。其优点，结构简单、容易制造、成本低，可以互换或通用。由于改制配置灵活，使得直驱电机能够符合各种游梁式抽油机的安装技术要求。
文档编号E21B43/00GK201730597SQ20102028691
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者贺亮, 郭程 申请人:郭程