一种三立柱式复式永磁电机抽油机及其制作方法.pdf

本发明公开了一种三立柱式复式永磁电机抽油机及其制作方法，它采用三根立柱支撑一个塔顶平台，一根立柱为大直径立柱，另外两根立柱为小直径立柱，并使复式永磁电机的重心位于大直径立柱的几何中心线上；大直径立柱作为整个抽油机系统承载的主支撑，两根小直径立柱作为辅助支撑塔顶平台的同时，并将其作为引导配重箱作上下垂直运动的导轨；通过调整安装在塔顶平台上的配重箱导向轮调节装置位置的方式来保证牵引配重箱的皮带厚度中心线与两小直径立柱轴心线共面；同时通过调整安装在塔顶平台上另一边的抽油机皮带导向轮调节装置位置的方式

1.  一种三立柱式复式永磁电机抽油机的制作方法，其特征在于：采用三根立柱支撑一个塔顶平台，一根立柱为大直径立柱，另外两根立柱为直径相同的小直径立柱，并且大直径立柱的直径大于小直径立柱的直径3～15倍，将塔顶平台与大直径立柱通过法兰盘螺栓连接的结构进行连接，使其具有可拆卸性；将用于通过皮带牵引配重箱和抽油泵抽油杆的复式永磁电机安装在塔顶平台上，并使复式永磁电机的重心位于大直径立柱的几何中心线上；通过调整安装在塔顶平台上的配重箱导向轮调节装置位置的方式来保证牵引配重箱的皮带厚度中心线与两小直径立柱轴心线共面，以确保配重箱作垂直运动；同时通过调整安装在塔顶平台上另一边的抽油机皮带导向轮调节装置位置的方式来保证牵引抽油泵抽油杆的皮带厚度中心线与抽油泵抽油杆的轴心线在同一平面和保证牵引抽油泵抽油杆的两根皮带的厚度中心线与复式永磁电机的旋转中心线的距离相同，以保证皮带和抽油泵抽油杆作垂直运动，防止损伤抽油泵抽油杆和减小抽油杆与油田井口之间的无功分力。

2.  根据权利要求1所述的三立柱式复式永磁电机抽油机的制作方法，其特征在于：大直径立柱作为整个抽油机系统承载的主支撑，两根小直径立柱作为辅助支撑塔顶平台的同时，并将其作为引导配重箱作上下垂直运动的导轨。

3.  根据权利要求1所述的三立柱式复式永磁电机抽油机的制作方法，其特征在于：将两根皮带为一组分别对称地连接在复式永磁电机外转子的两端，用来牵引配重箱；同时将另外两根皮带为另一组也对称地连接在复式永磁电机外转子的两端来牵引抽油泵抽油杆，将两组皮带卷绕方向相反，使配重箱被一组的两根皮带同时牵引运动时，抽油泵抽油杆被另一组的两根皮带牵引做相反方向的运动。

4.  一种三立柱式复式永磁电机抽油机，包括大直径的主圆柱型立柱(4)，其特征在于：主圆柱型立柱(4)为单层钢管构成，在主圆柱型立柱(4)的旁边设有两根与主圆柱型立柱(4)平行的小直径的辅助支撑柱(18)，在主圆柱型立柱(4)和辅助支撑柱(18)上连接有塔顶平台(21)，在塔顶平台(21)上安装有复式永磁电机(12)，并且复式永磁电机(12)的重心线位于主圆柱型立柱(4)中心线上，其重心线和中心线重合，在复式永磁电机(12)的外转子两端都设有两个皮带轮，并且在每个皮带轮上都设有皮带连接压板(20)，在塔顶平台(21)上、复式永磁电机(12)的两边分别安装有抽油机皮带导向轮调节装置(13)和配重箱导向轮调节装置(9)，能与安装在油田井口的抽油泵抽油杆(16)连接的两根抽油机皮带(14)和与配重箱(6)连接的两根配重箱皮带(19)分别通过皮带连接压板(20)与复式永磁电机(12)外转子两端的皮带轮连接，两根抽油机皮带(14)与两根配重箱皮带(19)卷绕在皮带轮上的卷绕方向相反，并且两根抽油机皮带(14)分别支撑在两套抽油机皮带导向轮调节装置(13)的导向轮上，两根配重箱皮带(19)分别支撑在两套配重箱导向轮调节装置(9)的导向轮上，配重箱(6)设置在两根辅助支撑柱(18)之间，并以两根辅助支撑柱(18)为导轨能作上下移动。

5.  根据权利要求4所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：在主圆柱型立柱(4)和辅助支撑柱(3)的底部都设有用于和地基(1)的地脚螺栓连接的底座法兰盘(23)，在主圆柱型立柱(4)的上端设有用于通过螺栓和塔顶平台(21)连接的上法兰盘(22)，辅助支撑柱(18)的上端通过螺栓与塔顶平台(2)连接，并且主圆柱型立柱(4)的直径大于辅助支撑柱(18)的直径3～15倍。

6.  根据权利要求4所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：在皮带连接压板(20)的压接面上设有用于增大压接面摩擦力的三角齿。

7.  根据权利要求4所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：在主圆柱型立柱(4)上设有行程控制导杆(7)，在行程控制导杆(7)上下两端分别装有控制复式永磁电机(12)的换向和极限行程的行程开关(8)，行程开关(8)的控制信号通过导线与复式永磁电机(12)的控制电器操作柜(2)连接。

8.  根据权利要求4所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：在复式永磁电机(12)上还设有用于制动复式永磁电机(12)的电力液压制动器(11)，并且在电力液压制动器(11)上通过刹车钢丝(15)连接有能安装在地基(1)上的手动刹车柄(17)。

9.  根据权利要求4所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：在主圆柱型立柱(4)上设有笼式扶梯(5)，在主圆柱型立柱(4)的下部设有下围栏(3)，在塔顶平台(21)上设有上防护栏(10)。

10.  根据权利要求4所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：配重箱导向轮调节装置(9)或抽油机皮带导向轮调节装置(13)分别由导向轮(24)、调节滑座(25)和通过螺栓与塔顶平台(21)连接的固定座(26)组成，导向轮(24)通过转轴安装在调节滑座(25)上，调节滑座(25)通过螺栓连接在固定座(26)上，在调节滑座(25)和固定座(26)上设有长条形的螺栓调节孔。

11.  根据权利要求10所述的三立柱式复式永磁电机抽油机，其特征在于：在固定座(26)上设有和调节滑座(25)连接的滑座移动调节螺栓(27)，并且在塔顶平台(21)上设有螺栓座(28)，在螺栓座(28)上装有与固定座(26)连接的固定座移动调节螺栓(29)。

一种三立柱式复式永磁电机抽油机及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于油田抽油的三立柱式复式永磁电机抽油机及其制作方法，属于抽油机制作技术领域。
背景技术
目前，现有技术中的抽油机，一般采用单立柱或一个矩形支撑架将塔顶平台支撑的结构，然后将用于牵引配重箱和抽油泵抽油杆的电机安装在塔顶平台上，其电机的重心一般都偏离单立柱或矩形支撑架的几何中心线，并且电机的旋转中心线到被牵引的配重箱和抽油泵抽油杆的中心线的距离一般都是固定不变的不能调节，因此，现有技术中的抽油机在使用时，不仅安装调节很不方便，而且由于其电机的重心不在支撑立柱或矩形支撑架的几何中心线上，因此工作时整个抽油机的稳定性很差，震动摇晃很大，带来诸多不稳定因素，而且工作效率较低。特别是单立柱塔架，由于其将配重箱设置在单立柱内，不仅稳定性差，而且安装维修很不方便，对一些有较深的油井抽油时其稳定性差的缺点尤其明显；而对于矩形支撑架不仅存在着上述缺点，还存在着材料成本大、且加工组装都很复杂的缺点。
发明内容
本发明目的是：提供一种结构简单、力学结构合理、工作稳定性较好、使用寿命较长的三立柱式复式永磁电机抽油机及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：本发明的一种三立柱式复式永磁电机抽油机的制作方法为：它采用三根立柱支撑一个塔顶平台，一根立柱为大直径立柱，另外两根立柱为直径相同的小直径立柱，并且大直径立柱的直径大于小直径立柱的直径3～15倍，将塔顶平台与大直径立柱通过法兰盘螺栓连接的结构进行连接，使其具有可拆卸性；将用于通过皮带牵引配重箱和抽油泵抽油杆的复式永磁电机安装在塔顶平台上，并使复式永磁电机的重心位于大直径立柱的几何中心线上；通过调整安装在塔顶平台上的配重箱导向轮调节装置位置的方式来保证牵引配重箱的皮带厚度中心线与两小直径立柱轴心线共面，以确保配重箱作垂直运动；同时通过调整安装在塔顶平台上另一边的抽油机皮带导向轮调节装置位置的方式来保证牵引抽油泵抽油杆的皮带厚度中心线与抽油泵抽油杆的轴心线在同一平面和保证牵引抽油泵抽油杆的两根皮带的厚度中心线与复式永磁电机的旋转中心线的距离相同，以保证皮带和抽油泵抽油杆作垂直运动，防止损伤抽油泵抽油杆和减小抽油杆与油田井口之间的无功分力。
大直径立柱作为整个抽油机系统承载的主支撑，两根小直径立柱作为辅助支撑塔顶平台的同时，并将其作为引导配重箱作上下垂直运动的导轨。
将两根皮带为一组分别对称地连接在复式永磁电机外转子的两端，用来牵引配重箱；同时将另外两根皮带为另一组也对称地连接在复式永磁电机外转子的两端来牵引抽油泵抽油杆，将两组皮带卷绕方向相反，使配重箱被一组的两根皮带同时牵引运动时，抽油泵抽油杆被另一组的两根皮带牵引做相反方向的运动。
按照本发明的方法制作的一种三立柱式复式永磁电机抽油机为：它包括大直径的主圆柱型立柱，主圆柱型立柱为单层钢管构成，在主圆柱型立柱的旁边设有两根与主圆柱型立柱平行的小直径的辅助支撑柱，在主圆柱型立柱和辅助支撑柱上连接有塔顶平台，在塔顶平台上安装有复式永磁电机，并且复式永磁电机的重心线位于主圆柱型立柱中心线上，其重心线和中心线重合，在复式永磁电机的外转子两端都设有两个皮带轮，并且在每个皮带轮上都设有皮带连接压板，在塔顶平台上、复式永磁电机的两边分别安装有抽油机皮带导向轮调节装置和配重箱导向轮调节装置，能与安装在油田井口的抽油泵抽油杆连接的两根抽油机皮带和与配重箱连接的两根配重箱皮带分别通过皮带连接压板与复式永磁电机外转子两端的皮带轮连接，两根抽油机皮带与两根配重箱皮带卷绕在皮带轮上的卷绕方向相反，并且两根抽油机皮带分别支撑在两套抽油机皮带导向轮调节装置的导向轮上，两根配重箱皮带分别支撑在两套配重箱导向轮调节装置的导向轮上，配重箱设置在两根辅助支撑柱之间，并以两根辅助支撑柱为导轨能作上下移动。
在上述的主圆柱型立柱和辅助支撑柱的底部都设有用于和地基的地脚螺栓连接的底座法兰盘，在主圆柱型立柱的上端设有用于通过螺栓和塔顶平台连接的上法兰盘，辅助支撑柱的上端通过螺栓与塔顶平台连接，并且主圆柱型立柱的直径大于辅助支撑柱的直径3～15倍。
在前述的皮带连接压板的压接面上设有用于增大压接面摩擦力的三角齿。
在主圆柱型立柱上设有行程控制导杆，在行程控制导杆上下两端分别装有控制复式永磁电机的换向和极限行程的行程开关，行程开关的控制信号通过导线与复式永磁电机的控制电器操作柜连接。
在复式永磁电机上还设有用于制动复式永磁电机的电力液压制动器，并且在电力液压制动器上通过刹车钢丝连接有能安装在地基上的手动刹车柄。
在主圆柱型立柱上设有笼式扶梯，在主圆柱型立柱的下部设有下围栏，在塔顶平台上设有上防护栏。
配重箱导向轮调节装置或抽油机皮带导向轮调节装置分别由导向轮、调节滑座和通过螺栓与塔顶平台连接的固定座组成，导向轮通过转轴安装在调节滑座上，调节滑座通过螺栓连接在固定座上，在调节滑座和固定座上设有长条形的螺栓调节孔。
在固定座上设有和调节滑座连接的滑座移动调节螺栓，并且在塔顶平台上设有螺栓座，在螺栓座上装有与固定座连接的固定座移动调节螺栓。
由于采用了上述技术方案，本发明采用三根立柱支撑一个塔顶平台的方式，并使复式永磁电机的重心位于大直径立柱的中心线上，同时通过在塔顶平台上设置支撑导向轮的方式来调节牵引配重箱和抽油泵抽油杆的牵引皮带与复式永磁电机旋转中心线之间的距离和配重箱及抽油泵抽油杆的垂直度。这样，本发明在工作时能有效地减少因不平衡所产生的震动，使整个抽油机在一个比较稳定的结构上工作。本发明经贵州省科技厅组织的有关部门和专家鉴定认为：“该抽油机将驱动部件设置在圆柱型塔架顶部，其重心与塔架几何中心重合，悬点和配重设在两侧，布局合理、结构紧凑、力学结构稳定，是一种创新性结构设计”。本发明的装置样品经国家油气田井口设备质量监督检验中心检验，有关检验项目的检验结果如下表：
检验项目：整机运转平稳性
标准要求：运转应平稳，不得有冲击、振动和不正常的响声
检验结果：符合要求
检验项目：支架顶部纵向振幅
标准要求：允许振幅值7毫米
检验结果：2毫米
检验项目：支架顶部横向振幅
标准要求：允许振幅值7毫米
检验结果：1毫米
检验项目：悬点投影
标准要求：额定载荷试验后，悬点投影在20mm的投影直径范围内。
检验结果：2毫米
综上所述，本发明与现有技术相比，本发明具有结构简单、工作稳定性好、使用寿命长的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的左视结构示意图；
图3是图1的俯视结构示意图；
图4是本发明的皮带连接压板和皮带与皮带轮连接的结构示意图(即图2中的A-A局部剖视示意图)；
图5是本发明的配重箱导向轮调节装置或抽油机皮带导向轮调节装置的结构示意图。
附图标记说明：1-地基、2-控制电器操作柜、3-下围栏、4-主圆柱型立柱、5-笼式扶梯、6-配重箱、7-行程控制导杆、8-行程开关、9-配重箱导向轮调节装置、10-防护栏、11-电力液压制动器、12-复式永磁电机、13-抽油机皮带导向轮调节装置、14-抽油机皮带、15-刹车钢丝、16-抽油泵抽油杆、17-手动刹车柄、18-辅助支撑柱、19-配重箱皮带、20-皮带连接压板、21-塔顶平台、22-上法兰盘、23-底座法兰盘、24-导向轮、25-调节滑座、26-固定座，27-滑座移动调节螺栓，28-螺栓座，29-固定座移动调节螺栓。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。
本发明的实施例：采用本发明的方法制作三立柱式复式永磁电机抽油机时，采用三根立柱支撑一个塔顶平台的方式，将一根立柱制作成大直径立柱，另外两根立柱制作为直径相同的小直径立柱，使大直径立柱的直径大于小直径立柱的直径3～15倍，将塔顶平台与大直径立柱通过法兰盘和螺栓连接的结构进行连接，这样即可使塔顶平台与大直径立柱具有可拆卸性；将用于通过皮带牵引配重箱和抽油泵抽油杆的复式永磁电机安装在塔顶平台上，并使复式永磁电机的重心位于大直径立柱的几何中心线上；通过调整安装在塔顶平台上的配重箱导向轮调节装置位置的方式来保证牵引配重箱的皮带厚度中心线与两小直径立柱轴心线共面，以确保配重箱作垂直运动；同时通过调整安装在塔顶平台上另一边的抽油机皮带导向轮调节装置位置的方式来保证牵引抽油泵抽油杆的皮带厚度中心线与抽油泵抽油杆的轴心线在同一平面和保证牵引抽油泵抽油杆的两根皮带的厚度中心线与复式永磁电机的旋转中心线的距离相同，以保证皮带和抽油泵抽油杆作垂直运动，防止损伤抽油泵抽油杆和减小抽油杆与油田井口之间的无功分力；将大直径立柱作为整个抽油机系统承载的主支撑，将两根小直径立柱作为辅助支撑塔顶平台的同时，并将其作为引导配重箱作上下垂直运动的导轨；将两根皮带为一组分别对称地连接在复式永磁电机外转子的两端，用来牵引配重箱；同时将另外两根皮带为另一组也对称地连接在复式永磁电机外转子的两端来牵引抽油泵抽油杆，将两组皮带卷绕方向相反，使配重箱被一组的两根皮带同时牵引运动时，抽油泵抽油杆被另一组的两根皮带牵引做相反方向的运动。
具体按照本发明的方法制作制作三立柱式复式永磁电机抽油机时，最好按照本发明的三立柱式复式永磁电机抽油机结构进行制作，如图1、图2、图3、图4和图5所示，制作时，将主圆柱型立柱4的直径控制在300～1000毫米，主圆柱型立柱4采用单层钢管结构，主圆柱型立柱4可采用5～20毫米厚的钢板卷成型后焊接而成，也可直接采用钢管型材，在主圆柱型立柱4的旁边设置两根与主圆柱型立柱4平行的小直径的辅助支撑柱18，辅助支撑柱18可直接采用钢管制作，并使主圆柱型立柱4的直径大于辅助支撑柱18的直径3～15倍；在主圆柱型立柱4和辅助支撑柱3的底部都分别焊接一个用于和地基1的地脚螺栓连接的底座法兰盘23，在主圆柱型立柱4的上端焊接一个用于通过螺栓和塔顶平台21连接的上法兰盘22，将辅助支撑柱18的上端通过螺栓与塔顶平台2连接，并将主圆柱型立柱4上的上法兰盘22通过螺栓与塔顶平台21连接，在塔顶平台21上安装上复式永磁电机12，并且使复式永磁电机12的重心线位于主圆柱型立柱4的中心线上，使其重心线和中心线重合，复式永磁电机12可直接采用市场上出售的成品进行安装，在复式永磁电机12的外转子两端都分别设置两个皮带轮，并且在每个皮带轮上都制作出一个皮带连接压板20，在塔顶平台21上、复式永磁电机12的两边分别安装上两套抽油机皮带导向轮调节装置13和两套配重箱导向轮调节装置9，将能与安装在油田井口的抽油泵抽油杆16连接的两根抽油机皮带14和与配重箱6连接的两根配重箱皮带19分别通过皮带连接压板20与复式永磁电机12外转子两端的皮带轮连接，为了使皮带连接压板20压接更加可靠，可在皮带连接压板20的压接面上制作出用于增大压接面摩擦力的三角齿，这样可大大增加皮带连接压板20的压接摩擦力，并通过紧固螺钉压紧皮带端头在皮带轮表面，按顺时针或逆顺时针方向卷绕皮带成与皮带轮轴心同心的螺旋形式，即将两根抽油机皮带14与两根配重箱皮带19卷绕在皮带轮上的卷绕方向相反，并且将两根抽油机皮带14分别支撑在两套抽油机皮带导向轮调节装置13的导向轮上，将两根配重箱皮带19分别支撑在两套配重箱导向轮调节装置9的导向轮上，并将配重箱6设置在两根辅助支撑柱18之间，使配重箱6以两根辅助支撑柱18为导轨能作上下移动；为了控制调节方便，在主圆柱型立柱4上设置上行程控制导杆7，在行程控制导杆7的上下两端分别安装上用于控制复式永磁电机12的换向和极限行程的4个行程开关8，将这4个行程开关8的控制信号通过导线与复式永磁电机12的控制电器操作柜2连接；为了能及时地停止复式永磁电机12的运动状况，在复式永磁电机12上再安装一个用于制动复式永磁电机12的电力液压制动器11，并且在电力液压制动器11上通过刹车钢丝15连接一个能安装在地基1上的手动刹车柄17，使手动刹车柄17和电力液压制动器11集成为一个机械制动装置，这样可根据使用的需要分别实现电力制动或手动制动，即使是在停电的情况下，也可通过手动刹车柄17来制动复式永磁电机12，电力液压制动器11可直接采用市场上的成品安装；为了使用更加安全方便，在主圆柱型立柱4上同时制作出笼式扶梯5，在主圆柱型立柱4的下部制作一个下围栏3，在塔顶平台21上制作一个上防护栏10；在制作配重箱导向轮调节装置9或抽油机皮带导向轮调节装置13时，可将配重箱导向轮调节装置9或抽油机皮带导向轮调节装置13的结构制作成相同的结构，即将配重箱导向轮调节装置9或抽油机皮带导向轮调节装置13分别制作成由导向轮24、调节滑座25和通过螺栓与塔顶平台21连接的固定座26组成，将导向轮24通过转轴安装在调节滑座25上，将调节滑座25通过螺栓连接在固定座26上，在调节滑座25和固定座26上同时分别制作出长度为50～100毫米长的长条形的螺栓调节孔；为了调节更加方便，在每个固定座26上分别安装一个或两个与调节滑座25连接的滑座移动调节螺栓27，并且在塔顶平台21上每个固定座26的旁边都固定一个或两个螺栓座28，在每个螺栓座28上都装一个与固定座26连接的固定座移动调节螺栓29即成。