技术领域
本装置设涉及一种抽油机变转矩启动运行装置,使用于游梁式抽油机,解决抽油机大马拉小车的问题,提高电机的工作效率,实现节能的目的。
背景技术:
抽油机节能装置从节能原理上看,大致可以分为电机节能、变结构节能、变平衡方式节能和变传动方式等。其中,后3种节能方式是针对游梁式抽油机机械结构的节能方式,但是改变抽油机机械结构的方式存在一个明显的缺点,必须对油井进行改造,不仅成本高,从实际节能效果看也不是很理想。
出现抽油机“大马拉小车”这种现象的原因是在于抽油机启动时都是带载启动,惯性矩较大,油田在选配电机时为了启动顺利,不影响生产,一般按最大启动扭矩选配电机,而抽油机启动后正常工作时平均转矩与最大扭矩相比又较低,所以电机输入功率仅有额定功率的三分之一,这是造成“大马拉小车”的主要原因。其次,油田在选配电机时考虑油井工况异常,如砂卡结蜡时,不致因启动困难烧毁电动机,当油井负荷因修井等原因负荷变大时不频繁更换电动机,而人为又增大了电机功率裕量,加剧“大马拉小车”这一现象。
目前使用技术:
1、抽油机耦合器传动系统,液力耦合器是一种以液体为介质,靠液体动量矩之变化传递能量的装置,在抽油机液力耦合器的基础上引入了齿轮传动,并且应用专用齿轮减速器,将电动机横向传动改为纵向传动,这样电动机输出轴可不再承受径向胶带拉力,实现了纯扭矩输出,液力耦合器可实现软启动,该方案优点是软起,缺点是液力耦合器存在能量损失。
2、加装变频器进行软启动的抽油机井电动机的降低启动功率方案,通过延长启动时间,使电动机启动特性变化,实现启动功率和装机功率降低的目的.现场试验结果表明可以通过改变拖动装置的电特性,有效降低抽油机的装机功率。
该方案优点是可采用电动机进行调参、改变抽汲参数,缺点是电动机低速启动,但相应扭矩难以提高,所以软启动效果不明显。
3、在电机输出轴上安装转动惯量较大的蓄能器,蓄能器飞轮可以与电机一起转动,并依靠其较大的转动惯量吞吐能量,在飞轮轴上装有离合器,起抽前先将其断开,待抽油机工作平稳后再挂合离合器,使飞轮投入工作。该装置优点是可以实现软启动,但使用离合器及一个大飞轮,结构复杂。
技术实现要素:
本实用新型的目的是提供一种抽油机变转矩启动运行装置,克服上述已有技术存在的缺陷。
本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的:
本实用新型包括电机、控制柜、变速箱和皮带轮,其特征在于变速箱设为矩形,在变速箱内中部横向设有一根驱动轴,在驱动轴下部内侧设有一根下传动轴,在驱动轴上部内侧设有一根上传动轴,在驱动轴中部右侧设有顺向离合齿轮,在顺向离合齿轮右侧驱动轴上设有一个驱动齿轮,在下传动轴上与顺向离合齿轮对应处设有第一减速齿轮,在减速齿轮的左侧设有第二个减速齿轮,在上传动轴中右侧设有一个逆向离合齿轮,在上传动轴中左侧设第三个减速齿轮;逆向离合齿轮与驱动齿轮啮合,顺向离合齿轮与第一个减速齿轮啮合,第二个减速齿轮与第三个减速齿轮啮合,上传动轴水平伸出变速箱外,且设有皮带轮;驱动轴水平伸出变速箱外,且与电机轴相连。
在驱动轴、上传动轴和下传动轴与变速箱的连接处设有轴承。
顺向离合齿轮和逆向离合齿轮采用自行车后轮轴上的飞轮结构。
皮带轮设为内锥套与外锥套组合式,内锥套与上传动轴链连接,两锥套之间螺栓连接。
本实用新型解决了游梁式抽油机电机大马拉小车的问题,降低了电机匹配功率,节约了电能。
附图说明
图1-本实用新型的安装结构示意图;
图中1-控制柜,2-电机,3-变速箱,4-逆向离合齿轮,5-呼吸阀,6-驱动轴,7-驱动齿轮,8-顺向离合齿轮,9-第一减速齿轮,10-第二减速齿轮,11-第三减速齿轮,12-排污螺丝,13-轴承,14-皮带轮内锥套,15-皮带轮外锥套。
具体实施方式
为进一步公开本实用新型的技术方案,下面结合说明书附图通过实施例作详细说明:
本实用新型包括电机2、控制柜1、变速箱3和皮带轮,其特征在于变速箱设为矩形,在变速箱3内中部横向设有一根驱动轴6,在驱动轴6下部内侧设有一根下传动轴,在驱动轴6上部内侧设有一根上传动轴,在驱动轴6中部右侧设有顺向离合齿轮8,在顺向离合齿轮8右侧驱动轴6上设有一个驱动齿轮7,在下传动轴上与顺向离合齿轮8对应处设有第一减速齿轮9,在减速齿轮的左侧设有第二个减速齿轮10,在上传动轴中右侧设有一个逆向离合齿轮4,在上传动轴中左侧设第三个减速齿轮11;逆向离合齿轮4与驱动齿轮7啮合,顺向离合齿轮8与第一个减速齿轮9啮合,第二个减速齿轮10与第三个减速齿轮11啮合,上传动轴水平伸出变速箱3外,且设有皮带轮;驱动轴6水平伸出变速箱3外,且与电机轴相连。
在应用本实用新型时,电机2接线盒通过电缆与控制柜1相联,皮带轮内锥套14与上传动轴链连接,皮带轮外锥套15与皮带轮内锥套14螺栓连接。皮带轮外锥套15通过皮带与抽油机变速箱皮带轮连接。通过启动控制柜1上的电机正转按钮,电机2顺时针旋转,带动驱动轴6顺时针旋转,顺向离合齿轮8带动第一减速齿轮9旋转,同时带动第二减速齿轮10旋转,第二减速齿轮10带动第三减速齿轮11旋转,同时带动皮带轮低速旋转,再通过抽油机变速箱减速,抽油机以很低的速度启动,大幅度降低了启动惯性,降低电机的启动负荷和功率。此时逆向离合齿轮4无扭矩,只是随驱动齿轮7无扭矩转动,待抽油机运转正常时开始转入正常运转控制,当抽油机运转到上死点或下死点负荷为零时,启动控制柜上的电机反转按钮,驱动轴6开始逆时针旋转,驱动齿轮7带动逆向离合齿轮4,第三减速齿轮11和皮带轮带扭矩旋转,同时抽油机变速箱皮带轮带动抽油机正常运转。此时顺向离合齿轮8处于无扭矩旋转,不影响抽油机的正常运转。变速箱3在工作时由于驱动轴和上下传动转上设计了轴承13,顺向离合齿轮8和逆向离合齿轮4机械损失小,使用寿命长,为保证变速箱的正常工作,要经常通过排污螺丝12排掉废机油,通过调节呼吸阀11使其通气良好。
1.一种抽油机变转矩启动运行装置,包括电机、控制柜、变速箱和皮带轮,其特征在于变速箱设为矩形,在变速箱内中部横向设有一根驱动轴,在驱动轴下部内侧设有一根下传动轴,在驱动轴上部内侧设有一根上传动轴,在驱动轴中部右侧设有顺向离合齿轮,在顺向离合齿轮右侧驱动轴上设有一个驱动齿轮,在下传动轴上与顺向离合齿轮对应处设有第一减速齿轮,在减速齿轮的左侧设有第二个减速齿轮,在上传动轴中右侧设有一个逆向离合齿轮,在上传动轴中左侧设第三个减速齿轮;逆向离合齿轮与驱动齿轮啮合,顺向离合齿轮与第一个减速齿轮啮合,第二个减速齿轮与第三个减速齿轮啮合,上传动轴水平伸出变速箱外,且设有皮带轮;驱动轴水平伸出变速箱外,且与电机轴相连。
2.根据权利要求1所述的抽油机变转矩启动运行装置,其特征在于:在驱动轴、上传动轴和下传动轴与变速箱的连接处设有轴承。
3.根据权利要求1所述的抽油机变转矩启动运行装置,其特征在于:顺向离合齿轮和逆向离合齿轮采用自行车后轮轴上的飞轮结构。
4.根据权利要求1所述的抽油机变转矩启动运行装置,其特征在于:皮带轮设为内锥套与外锥套组合式,内锥套与上传动轴链连接,两锥套之间螺栓连接。