全天候节能抽油机.pdf

本实用新型提供一种全天候节能抽油机，为有杆石油井用汲取设备。装置包括：一井架16，和布置井架16上的塔台21，以及布置在塔台21上的卷扬轮支架11和布置在卷扬轮支架11上的驱动卷扬轮10，以及布置在塔台21上的尼龙轮支架5和布置在尼龙轮支架5上的尼龙导向轮7，以及浮力吸收器9、钢丝绳保护器8、电动机18和控制柜17，以及挂杆器2和挂杆钢丝绳3、配重体悬挂器14和配重钢丝绳13、低风阻组合配重体15、减速箱20、联轴器19构成，所述的挂杆器2与抽油杆1连接。本装置具有运行安全可靠、高效节能、特别适用于风、霜、雪、雨频繁和酷环境中全天候运行的显著特点，是现有技术理想的替代品。

权利要求书
1.  一种全天候节能抽油机，其特征在于：包括：一井架(16)，和布置在井架(16)上的塔台(21)，以及布置在塔台(21)上的卷扬轮支架(11)和布置在卷扬轮支架(11)上的驱动卷扬轮(10)，以及布置在塔台(21)上的尼龙轮支架(5)和布置在尼龙轮支架(5)上的尼龙导向轮(7)，以及浮力吸收器(9)、钢丝绳保护器(8)、电动机(18)和控制柜(17)，以及挂杆器(2)和挂杆钢丝绳(3)、配重体悬挂器(14)和配重钢丝绳(13)、低风阻组合配重体(15)、减速箱(20)、联轴器(19)，其中，
所述的电动机(18)通过联轴器(19)与减速箱(20)连接，
所述的减速箱(20)与驱动卷扬轮(10)连接，
所述的挂杆器(2)与抽油杆(1)连接，
所述的挂杆钢丝绳(3)一端与挂杆器(2)连接，另一端绕过尼龙导向轮(7)从浮力吸收器(9)压轮下穿过，卷绕并固定在驱动卷扬轮(10)上，
所述的浮力吸收器(9)安装在卷扬轮支架(11)上，
所述的低风阻组合配重体(15)通过配重体悬挂器(14)与配重钢丝绳(13)连接，
所述的配重绳(13)卷绕并固定在驱动卷扬轮(10)上。

2.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的浮力吸收器(9)的压轮施加到挂杆钢丝绳(3)上的拉力为：0.4G～0.6G，其中的G为抽油杆的重量。

3.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的钢丝绳保护器(8)安装在尼龙轮支架(5)和卷扬轮支架(11)上。

4.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的钢丝绳保护器(8)也可以安装在独立设置的支架上。

5.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的挂杆钢丝绳(3)从尼龙导向轮(7)上的绳槽中穿过，其中，尼龙导向轮(7)的直径是挂杆钢丝绳(3)直径的40～42倍。

6.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的电动机(18)为低速永磁同步制动伺服电动机。

7.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的挂杆钢丝绳(3)和配重钢丝绳(13)固定在驱动卷扬轮(10)的幅板上，所固定位置成180°对称分布。

8.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的尼龙轮支架(5)为能够绕自身的垂直轴旋转90°，使尼龙导向轮(7)让开井口。

9.  根据权利要求1所述的全天候节能抽油机，其特征在于：所述的驱动卷扬轮(10)的直径是配重钢丝绳(13)直径的40～42倍。

说明书全天候节能抽油机
技术领域
本实用新型提供一种全天候节能抽油机，具有长可靠、全天候和节能的特点，适用于有杆石油井用汲取设备，属石油机械类。
背景技术
最早发明的游梁式抽油机具有设计原理简单、现场维护方便的特点，但由于采用四连杆机构，传动链复杂造成系统的效率低。随后出现了许多新型的塔架式抽油机，它们具有结构简单、占地面积小的特点，但无论采用卷扬式钢丝绳传动还是采用复绕式钢丝绳传动，或宽皮带传动，或是V带传动，都普遍存在着钢丝绳或皮带裸露在外部环境的问题，经过风霜雪雨及沙尘的洗礼，会使钢丝绳或皮带受到严重磨损及腐蚀，钢丝绳或皮带成为易损件，需要经常更换，更换过程是比较复杂的。另外，这类抽油机的抽油杆也容易出现偏磨，在井况变稠或冬天还会出现皮带打滑的情况，系统的工作效率降低、寿命减少、可靠性差、维护周期短，以及成本高等缺点。现有技术尚没有一种安全性高、可靠性高、效率高的抽油机。
经检索中国专利，已有通过采用卷扬式钢丝绳和减速器和配重箱等结构，具有消除皮带传动的打滑现象，但它们没有采用浮力吸收器技术，因此不能有效地消除油液浮力及抽油杆重力双重作用造成的抽油杆下行弯曲、偏磨、和抽油杆寿命短等缺点。同样，由于钢丝绳缺少必要的保护装置使钢丝绳的磨损大。
发明内容
本实用新型的目的旨在克服现有技术存在的缺点，提供一种全天候节能抽油机，尤其适用于有杆石油井用汲取设备。本装置是对现有技术的改进和补充，使其具有运行安全可靠、高效节能、全天侯运行的显著特点，它克服了现有技术存在的不足之处。本装置主要通过：1、通过采用卷扬式钢丝绳和齿轮减速的组合传动方式来消除皮带传动或复绕钢丝绳传动出现的打滑；2、通过采用浮力吸收器来有效地消除因油液浮力及抽油杆重力双重作用造成的抽油杆下行弯曲、偏磨，和提高抽油杆的使用寿命。3、通过增加钢丝绳保护器和沙尘清除结构实现自动润滑系统和自动清除，可使钢丝绳实时的维护、减少磨损。4、通过使用尼龙导向轮技术，使其具有自润滑特性，进一步保护了钢丝绳，可有效提高钢丝绳使用寿命，可以实现维护周期长甚至免维护的功能。
本实用新型的目的是这样实现的：一种全天候节能抽油机，包括：一井架16，和布置井架16上的塔台21，以及布置在塔台21上的卷扬轮支架11和布置在卷扬轮支架11上的驱动卷扬轮10，以及布置在塔台21上的尼龙轮支架5和布置在尼龙轮支架5上的尼龙导向轮7，以及浮力吸收器9、钢丝绳保护器8、电动机18和控制柜17，以及挂杆器2和挂杆钢丝绳3、配重体悬挂器14和配重钢丝绳13、低风阻组合配重体15、减速箱20、联轴器19构成，
所述的电动机18通过联轴器19与减速箱20连接，
所述的减速箱20与驱动卷扬轮10连接，
所述的挂杆器2与抽油杆1连接，
所述的挂杆钢丝绳3一端与挂杆器2连接，另一端绕过尼龙导向轮7从浮力吸收器9压轮下穿过，卷绕并固定在驱动卷扬轮10上，
所述的浮力吸收器9安装在卷扬轮支架11上，
所述的低风阻组合配重体15通过配重体悬挂器14与配重钢丝绳13连接，
所述的配重绳13卷绕并固定在驱动卷扬轮10上。
所述的浮力吸收器9的压轮施加到挂杆钢丝绳3上的拉力为：0.4G～0.6G，其中的G为抽油杆的重量。
所述的电动机18为低速永磁同步制动伺服电动机。
本实用新型提出的抽油机寿命较各种新型抽油机提高约30％以上。本实用新型抽油机的传动链短，同时采用具有很高效率的低速永磁同步电动机，令整个系统比游梁式抽油机系统节能约50％以上。
本实用新型与现有技术相比，实现了本发明的目的，主要具有以下优点：
1、由于采用卷扬式钢丝绳和齿轮减速的组合传动方式，有效地消除皮带传动或复绕钢丝绳传动的打滑现象；
2、由于采用了浮力吸收器，有效地消除因油液浮力及抽油杆重力双重作用造成的抽油杆下行弯曲、偏磨，提高了抽油杆的使用寿命。
3、由于增加钢丝绳保护器和沙尘清除结构，能够自动润滑系统和自动清除，可使钢丝绳实时的维护、减少磨损，维护成本大大降低。
4、采用尼龙导向轮，使其具有自润滑特性，进一步保护了钢丝绳，同时有效地提高钢丝绳使用寿命，使其维护周期长甚至免维护的功能。
5、特别适用于风、霜、雪、雨频繁，沙漠或沙尘大、湿地、沼泽、水上等残酷环境中使用，满足全天侯使用要求。
总之，本装置具有运行安全可靠、高效节能、全天侯运行的显著特点，是现有技术理想的替代品。
附图说明
附图1为本实用新型结构示意图。
附图2为附图1的俯视示意图。
附图标记：1、抽油杆，2、挂杆器，3、挂杆钢丝绳，4、垂直轴，5、尼龙轮支架，6、钢丝绳毛刷，7、尼龙导向轮，8、钢丝绳保护器，9、浮力吸收器，10、驱动卷扬机，11、卷扬轮支架，12、润滑油，13、配重钢丝绳，14、配重悬挂器，15、低风阻组合配重体，16、井架，17、控制柜，18、电动机，19、联轴器，20、减速机，21、塔台。
具体实施方式
附图1、2为本实用新型的最佳实施例，下面结合附图进一步描述本实用新型详细技术内容和实施例。
本实用新型提出的全天候节能抽油机，包括：一井架16，和布置井架16上的塔台21，以及布置在塔台21上的卷扬轮支架11和布置在卷扬轮支架11上的驱动卷扬轮10，以及布置在塔台21上的尼龙轮支架5和布置在尼龙轮支架5上的尼龙导向轮7，以及浮力吸收器9、钢丝绳保护器8、电动机18和控制柜17，以及挂杆器2和挂杆钢丝绳3、配重体悬挂器14和配重钢丝绳13、低风阻组合配重体15、减速箱20、联轴器19构成，
所述的电动机18通过联轴器19与减速箱20连接，
所述的减速箱20与驱动卷扬轮10连接，
所述的挂杆器2与抽油杆1连接，
所述的挂杆钢丝绳3一端与挂杆器2连接，另一端绕过尼龙导向轮7从浮力吸收器9压轮下穿过，卷绕并固定在驱动卷扬轮10上，
所述的浮力吸收器9安装在卷扬轮支架11上，
所述的低风阻组合配重体15通过配重体悬挂器14与配重钢丝绳13连接，
所述的配重绳13卷绕并固定在驱动卷扬轮10上。
所述的浮力吸收器9的压轮施加到挂杆钢丝绳3上的拉力为：0.4G～0.6G，其中的G为抽油杆的重量。
所述的钢丝绳保护器8安装在尼龙轮支架5和卷扬轮支架11上。
所述的钢丝绳保护器8也可以安装在独立设置的支架上。
所述的挂杆钢丝绳3从尼龙导向轮7上的绳槽中穿过，其中，尼龙导向轮(7)的直径是挂杆钢丝绳(3)直径的40～42倍。
所述的电动机18为低速永磁同步制动伺服电动机。
所述的挂杆钢丝绳3和配重钢丝绳13固定在驱动卷扬轮10的幅板上，所固定位置成180°对称分布。
所述的尼龙轮支架5为能够绕自身的垂直轴旋转90°，使尼龙导向轮7让开井口。
所述的驱动卷扬轮10的直径是配重钢丝绳13直径的40～42倍。
下面，进一步描述本实用新型的具体技术和工作原理。
上述结构中的驱动卷扬机10和尼龙导向轮7通过卷扬轮支架11及尼龙轮支架5安装在塔台21上，修井时尼龙轮支架5可绕自身垂直轴旋转90度让开井口，控制柜17也固定在塔台21上，塔台21呈水平安装于井架16上，低速永磁同步制动伺服电动机18通过联轴器19与减速机20连接，减速机20与驱动卷扬机10以相同角速度往复旋转；抽油杆1通过挂杆器2连接在挂杆钢丝绳3上，挂杆钢丝绳3绕过尼龙导向轮7，从浮力吸收器9的压轮下穿过，卷绕并固定在驱动卷扬轮的幅板上；浮力吸收器9安装在驱动轮支架11上；低风阻组合配重体15通过配重悬挂器14与配重钢丝绳13连接，配重钢丝绳13卷绕并固定在驱动卷扬轮上，钢丝绳保护器8安装在卷扬轮支架11和尼龙轮支架5上或采用独立支架进行安装，驱动卷扬轮带动配重钢丝绳13和挂杆钢丝绳3从钢丝绳保护器8中穿出做往复运动，从而带动低风阻组合配重体15和抽油杆1进行上下往复式运动，抽油杆1完成汲取动作，并由钢丝绳保护器毛刷6刷去沙尘。抽油杆1下行时由浮力吸收器9吸收油液浮力，令抽油杆1绷直，令挂杆钢丝绳3不松动，令抽油杆1不发生偏磨。
根据附图1所述，控制柜17可以为形式存在，控制柜17中设置有变频器、DSP数据分配器、制动单元、智能检测控制单元、显示单元、通风单元、加热除霜单元等，它们给控制柜17提供一恒压恒频交流电，控制柜17会根据指令驱动低速永磁制动伺服电动机18做正反方向往复旋转，并带动驱动卷扬轮10做正反向旋转，挂杆钢丝绳3从尼龙导向轮7的绳槽中穿过，尼龙导向轮7的直径大于挂杆钢丝绳3直径40倍，可以有效减小钢丝绳弯折角增加钢丝绳寿命，由于尼龙轮7的转动是被动旋转，对挂杆钢丝绳3存在摩擦。此外，选择尼龙材料作导向轮，具有自润滑特性可以进一步减小对挂杆钢丝绳3的磨损，驱动卷扬轮10的直径大于配重钢丝绳直径40倍，同时是尼龙导向轮7直径的1～2倍，挂杆钢丝绳3的根数为4根，配重钢丝绳13的根数为2～4根，驱动卷扬轮10直径最大3米，在驱动卷扬轮10上的挂杆钢丝绳3和配重钢丝绳13具有特定的分布关系，挂绳钢丝槽与配重钢丝绳槽错开2槽分布，该种放置关系可以保证低风阻组合配重体15的平稳运行及尼龙导向轮7体积的减小。配重钢丝绳13与挂杆钢丝绳3以180度两个对称方向分别从驱动卷扬轮10的绳槽中穿入驱动卷扬轮10，并在驱动卷扬10的轮辐板上固定，绳槽以螺旋方式分布。固定在驱动卷扬轮10上的挂杆钢丝绳3和配重钢丝绳13分别拉动抽油杆1和低风阻组合配重体15做相对的上下往复运动，使抽油杆1完成汲取动作；在抽油杆1下行时在油液的浮力和抽油杆1重力的双重作用下，会造成抽油杆1的弯曲变形及挂杆钢丝绳3的放松，浮力吸收器9会实时跟踪挂杆钢丝绳3及抽油杆1的变化，拉紧挂杆钢丝绳3从而令抽油杆1始终保持绷直状态，提高抽油杆1的寿命并防止偏磨。浮力吸收器9的压轮施加到挂杆钢丝绳3上的拉力为：0.4G～0.6G(G为抽油杆1的重量)，挂杆钢丝绳3和配重钢丝绳13通过钢丝绳保护器8时，钢丝绳上所粘的沙尘等异物会被钢丝绳保护器8的毛刷刷掉，钢丝绳保护器8在驱动卷扬轮41的底部设有容纳润滑油12的润滑油池，挂杆钢丝绳3和配重钢丝绳13从润滑油池中往复经过，可以起到润滑、防锈的作用，并令挂杆钢丝绳3和配重钢丝绳13的防护周期和寿命延长。尼龙轮支架5可以绕自身垂直轴4旋转90°，在修井时实现避让动作；低风阻组合配重体15可以根据井况以及所挂抽油杆1的重量任意进行黄金组合调整，实现精确的系统平衡，低风阻配重体可以令配重体运行时不出现晃动，浮力吸收器9可以令抽油杆1及挂杆钢丝绳3保持绷直状态，无额外的摩擦，可以令电动机的工作负荷最小，实现节能效果，采用低速永磁制动电动机可以令电机在很宽的范围内保有较高的效率和功率因数，采用齿轮减速箱加卷扬钢丝绳的传动组合方式，令传动链变短，并降低传动损失。以上几种都令本抽油机系统效率大大提高，相比普通的游梁式抽油机系统效率提高约50％，使用寿命延长30％以上。
本实用新型仅就本实用新型的一最佳实施例进行详细的描述，但不能理解为对本实用新型实施的其他方式的限制，凡是在本实用新型基础上进一步的改进和类似或雷同的方案，均视为是本实用新型请求保护的范围。