直联顶驱式塔架抽油机的制作方法

本实用新型涉及石油采油机械，具体是一种用于油田原油生产的直联顶驱式塔架抽油机。

背景技术：

目前，在石油行业仍普遍采用游梁式抽油机进行地下原油的开采。但游梁式抽油机除具备高可靠性、操作简单的优点外，还存在以下主要缺点：对于长冲程、大悬点负荷机型，其体积和钢耗量大，占地面积大，性价比较差；冲程、冲次等主要工作参数调节困难，工作量大；能耗较高，不易实现自动化和智能化。为解决上述问题,直线电机抽油机随之应运而生，但问题也日益暴露出来。如电机换向滚筒式抽油机底驱式结构需要较长的驱动柔性件，一定程度上增加了制造成本，顶驱式结构由于电机、传动系统、换向滚筒等上置所带来的管理、维护的不便，同时传动件上置，旋转部件偏心引起的振动和稳定性问题；液压式抽油机虽然减少了电机换向的环节，却增加了液压马达换向要求，对液压阀件提出了较高要求，整机结构变得复杂；链条式抽油机故障率较高，逐渐退出市场。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可靠性高、寿命长、传动链短的直联顶驱式塔架抽油机。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种直联顶驱式塔架抽油机，包括底座，塔架，塔架顶端的上平台，电机，减速器，减速器安装在上平台上，减速器的输入轴与电机连接，减速器为左右对称的双输出轴结构，减速器的左输出轴安装第一双联带轮，第一双联带轮包括第一驱动轮和第一配重轮；上平台的一端安装有与第一驱动轮相对应的第一换向轮，第一驱动带的一端固定在第一双联带轮的第一驱动轮上，第一驱动带的另一端绕过第一换向轮与第一悬绳器连接；第一配重带的一端固定在第一双联带轮的第一配重轮上，第一配重带的另一端连接第一配重箱，配重箱安装在塔架的第一配重箱导轨上。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，有益效果是：

1、能够经济地实现长冲程、大负荷；

2、有利于降低抽油杆动载荷、延长抽油杆使用寿命和提高抽油泵的工作效率；

3、能够方便地进行冲程、冲次调节；

4、传动链更短，进一步提高了运行可靠性，传动效率更高，电机效率高，地面效率达到75-80%；

5、使用寿命15年以上，减速器、电机等主要部件与抽油机等寿命；

6、相比游梁式抽油机，本质安全性提高，运行噪音显著降低；

7、相比游梁机节约占地约40%；

8、长冲程、低冲次举升方式，有利于提高泵效，减缓杆管磨损，延长检泵周期。

进一步的，本实用新型的优化方案是：

减速器的右输出轴7安装第二双联带轮，上平台的一端安装有与第二驱动轮相对应的第二换向轮；第二驱动带的一端固定在第二双联带轮的第二驱动轮上，第二驱动带的另一端绕过第二换向轮与第二悬绳器连接；第二配重带的一端固定在第二双联带轮的第二配重轮上，第二配重带的另一端连接第二配重箱，第二配重箱安装在塔架的第二配重箱导轨上。

减速器的输入轴分别垂直于左输出轴和右输出轴。

电机为低速永磁电动机。

电机的输出轴与减速器输入轴通过键连接。

电机的输出轴安装有制动轮，制动轮与制动器配合，制动器安装在上平台上。

还包括断杆保护装置，断杆保护装置包括支撑杆，摩擦轮，立杆，继电器，摩擦轮安装在支撑杆的一端，摩擦轮与驱动带摩擦传动，支撑杆的一端上平台铰接，立杆的上端与支撑杆铰接，立杆的下端与继电器的控制端连接。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图中：底座1；塔架2；第一悬绳器3；第一驱动带4；上平台5；第一换向轮6；支架6-1；减速器7；第一双联带轮8；第一驱动轮8-1；第一配重轮8-2；第一配重带9；第一配重箱导轨10；第一配重箱11；控制柜12；电动机13；制动轮13-1；电机悬挂装置14；断杆保护装置15；摩擦轮15-1；支撑杆15-2；立杆15-3；第二换向轮16；制动器17；第二双联带轮18；第二驱动轮18-1；第二配重轮18-2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详述本实用新型。

参阅图1、图2，一种直联顶驱式塔架抽油机，由底座1、塔架2、第一悬绳器3、第一驱动带4、上平台5、第一换向轮6、支架6-1、减速器7、第一双联带轮8、第一配重带9、第一配重箱导轨10、第一配重箱11、控制柜12、电动机13、制动轮13-1、电机悬挂装置14、断杆保护装置15、、第二换向轮16、制动器17和第二双联带轮18构成。

塔架2安装在底座1上，塔架2的顶端安装有上平台5，减速器7安装在上平台5上。减速器7为左右对称的双输出轴结构，减速器7的输入轴分别垂直于左输出轴和右输出轴，减速器7的左输出轴和右输出轴为同一根轴。减速器7的输入轴与电机13的输出轴连接，电机13通过输出轴上的圆柱孔与减速器7输入轴直接联接，通过键来传动扭矩，不设联轴器。

电机13通过电机悬挂装置14与上平台5固定连接，电机悬挂装置14采用弹性约束方式，通过两个方向的弹性约束悬挂支撑，使电机重量、电机运行中的动载荷由弹性约束承担。减速器7的输入轴主要承受电机13的扭矩载荷。通过弹性悬挂方式，使电机13能很好地适应减速器7的输入轴定位，不给减速器7输入轴增加附加载荷，保证了减速器7输入轴和配套轴承的长久使用寿命。

电机13为低速永磁电动机，采用低速永磁同步电机（额定转速200-225rpm），与标准的两级圆锥圆柱齿轮减速器减（传动比1:14）直联，电机13的输出轴内孔与减速器7输入轴实现静配合连接，电机13与减速器7采用直联方式，取消了联轴器，消除了联轴器这个可能的故障点，进一步提升传动系统可靠性。低转速工况下，齿轮、轴承、轴等运动部件的使用寿命均得到延长。采用低速电机，加减速时间短，换向时间缩短，冲击小，有利于提高冲次。电机13的输出轴安装有制动轮13-1，制动轮13-1与制动器配17合，制动器17安装在上平台上。使用永磁同步电动机，省去安装在电机主轴尾部的转动位移编码器，减少了可能的故障点；传动链短、电机效率高，地面效率达到75-80%；使用寿命15年以上，减速器、电机等主要部件与抽油机等寿命；减速器、驱动带、变频器、控制器等关键部件技术成熟，来源广泛，方便全寿命周期管理；日常检查维护工作量少，维护成本较低。

速器7的左输出轴安装第一双联带轮8，第一双联带轮8由第一驱动轮8-1和第一配重轮8-2构成，第一驱动轮8-1位于第一配重轮8-2的内侧。上平台5的前端安装有与第一驱动轮8-1相对应的第一换向轮6，第一换向轮6通过支架6-1与上平台5固定连接，第一换向轮6的轮缘位于上平台5的外侧。第一驱动带4的一端固定在第一双联带轮8的第一驱动轮8-1上，第一驱动带4的另一端绕过第一换向轮6与第一悬绳器3连接。第一配重带9的一端固定在第一双联带轮8的第一配重轮8-2上，第一配重带9的另一端连接第一配重箱11，第一配重箱11安装在塔架2的第一配重箱导轨10上，第一配重箱导轨10安装在塔架2的后端面，第一配重箱11的前端面安装有车轮，车轮与第一配重箱导轨10配合。

减速器7的右输出轴7安装第二双联带轮18，第二双联带轮18由第二驱动轮18-1和第二配重轮18-2构成，第二驱动轮18-1位于第二配重轮18-2的内侧。上平台5的前端安装有与第二驱动轮18-1相对应的第二换向轮16第一换向轮6和第二换向轮16结构相同且并列设置。第二驱动带的一端固定在第二双联带轮18的第二驱动轮18-1上，第二驱动带的另一端绕过第二换向轮16与第二悬绳器连接。第二配重带的一端固定在第二双联带轮18的第二配重轮18-2上，第二配重带的另一端连接第二配重箱，第二配重箱安装在塔架的第二配重箱导轨上，第二配重箱导轨安装在塔架2的后端面，第二配重箱的前端面安装有车轮，车轮与第二配重箱导轨配合。

上平台5上断杆保护装置，断杆保护装置包括摩擦轮15-1、支撑杆15-2、立杆15-3和继电器，摩擦轮15-1安装在支撑杆15-2的一端，摩擦轮15-1与驱动带摩擦传动，支撑杆15-2的一端上平台5铰接，立杆15-3的上端与支撑杆15-2铰接，立杆15-3的下端与继电器的控制端连接，继电器通过线路与控制柜12连接，控制柜12安装在底座1上。

驱动带与配重带采用钢丝绳芯、橡胶覆盖层结构，延长了皮带的使用寿命，带的使用寿命周期中不会发生疲劳断裂，保证了运行安全性能平均使用寿命达到6-8年。

本实施例开发了智能采油专家系统：

1）挖掘变频器性能潜力，取消电机编码器，通过变频器的数据采集处理功能，准确测算控制冲程，减少故障点，计量电量消耗。

2）采集设备运行数据，冲程、冲次、耗电量、设备运行时间，记录设备数据，记录故障数据，监测抽油机平衡度等；

3）采集油井数据，通过变频器实时采集数据生成油井的示功图；

4）通过单井计量模块每天自动完成产液量的计量，计算累计产液量。

5）自动进行问题处置反馈，数据采集处理上传等工作。

6）建立远程服务中心，塔架机智能采油专家系统嵌入A11系统，将油井建成智能采油单元，成为智慧化油田的基础单元，同时配备单井产量自动计量装置。

采用模块化设计：

按照传动系统模块（上平台5）、底座1、塔架2、配重箱、挡风装置、控制系统模块，对每个模块进行精雕细刻、优化设计，优化简化每个零部件，减少零件种类，增加通用件，实现系列化产品的要素完全一致，只有尺寸不同。以此保证产品系列化设计质量，并为产品的批量生产提供必要条件。

本实用新型的工作原理是：

本抽油机工作时，通过控制柜12内的控制程序控制电动机13改变旋转方向，电动机13与减速器7的输入轴直接连接，带动第一双联带轮8往复转动。第一双联带轮8带动第一驱动带4和第一配重带9做往复缠绕运动。

当第一驱动带4绕第一双联驱动轮8缠绕时，第一经换向轮6换向后带动第一悬绳器3提升，同时，第一配重带9绕第一双联驱动轮8放松，第一配重箱11沿第一配重箱导轨10向下运动。当第一驱动带4绕第一双联驱动轮8放松时，经第一换向轮6换向后，第一悬绳器4下降，同时，第一配重带9绕第一双联驱动轮8缠绕，带动第一配重箱11沿第一配重箱导轨10向上运动。第一悬绳器3与井口内的抽油杆相连，从而驱动抽油泵实现往复工作。当抽油杆断脱时，第一驱动带4脱离断杆保护装置15瞬间，断杆保护装置15的继电器报警，抽油机断电，制动器17抱死电动机13上的刹车轮13-1，停机，实现安全生产。第二双联带轮、第二驱动带、第二换向轮和第二配重带与第一双联带轮8、第一驱动带4、第一换向轮6和第一配重带9同步运动。

以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。