[實用新型]永磁同步無齒輪驅動螺桿泵式采油機

無效

• 申請號: 200720031080.2
• 申請日: 2007-01-22
• 公開（公告）號: CN201013573Y
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 崔鋼都;崔悅
• 申請（專利權）人: 崔鋼都
• 主分類號: F04B47/02
• 分類號: F04B47/02;E21B43/00;F16H7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于油田采油設備，是一種用于油田地面抽汲原油的永磁同步無齒輪驅動螺桿泵式采油設備。

背景技術

油田螺桿泵式采油機是利用螺桿的回轉來吸排液體的，由于螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會被分隔成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉動和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續地推移至排出端，將封閉在各空間中的液體不斷排出，猶如一螺母在螺紋回轉時被不斷向前推進，它是利用螺桿齒合原理，依靠旋轉的螺桿在泵套內相互嚙合，把被輸送的介質封閉在齒合腔內，沿螺桿軸向連續勻速地推至排出口，螺桿泵的流量與轉速成線性關系，相對于低轉速的螺桿泵，高轉速的螺桿泵雖然能增加了流量和揚程，但功率明顯增大，高轉速加速了轉子與定子間的磨耗，必定使螺桿泵過早失效，而且高轉速螺桿泵的定轉子長度很短，極易磨損，因而縮短了螺桿泵的使用壽命。實踐經驗轉速保持在300轉/分轉以下較為合理的范圍內，與高速運轉的螺桿泵相比，使用壽命能延長幾倍。

在現有的技術中，通過減速機或液壓傳動機構來降低轉速，電動機拖動減速機的調速方式，將每分鐘幾千轉的電機通過變速齒輪箱，使輸出轉速為300轉/分轉以下，齒輪嚙合存在機械損耗，降低傳動效率，需經常性更換易損件和清理更換潤滑油，增加維護成本和維修保養費用，也影響整機使用壽命。公開的一種液壓傳動螺桿泵采油機專利，使用了包括電機、油泵、油箱、調壓閥、高壓閥、壓力表等、動力進油管、油壓馬達，在壓力表下連接動力進油管，動力進油管下面與油壓馬達相連，油壓馬達回油管與油箱相連，油壓馬達通過連軸器與螺桿連接，螺桿與泵殼共軛連接，該技術結構件多，運動件多，因此，安裝使用不便、維護保養頻繁。上述技術都沒有剎車制動系統，沒有無級調速功能，給實際使用帶來不便。

發明內容

本實用新型為解決上述技術之不足，采用的技術手段包括稀土永磁同步電動機、主軸、主驅動曳引輪、電磁制動器、抱閘臂、光電旋轉編碼器、變頻控制器、控制柜、閉環鋼絲繩、光桿傳動繩輪、光桿、抽油桿、螺桿泵、張力調節輪構成及專業井口系統構成，壓裝在稀土永磁同步電機主軸的主驅動曳引輪與光桿上端部套裝的傳動繩輪，用閉環曳引鋼絲繩圈套柔性連接，閉環曳引鋼絲繩與圈套的兩輪中設置張力調節輪，調整鋼絲繩圈熱張冷縮帶來的長度偏差，柔性閉環鋼絲繩經主驅動曳引輪可圈套周圍多個油井光桿傳動繩輪，驅動多口井上光桿同步旋轉，使井下光桿連接的螺桿泵旋轉，該技術達到的有益效果是安裝簡單，起動、調速、停機方便，既解決了齒輪箱齒輪嚙合的機械損耗問題也解決了液壓驅動方式的漏油定期更換油及高昂而繁瑣的價格和安裝檢修復雜問題，是一種簡單、高效、節能、免維護、低成本，可同時同步驅動單井或多口井下螺桿泵旋轉的采油的設備。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型的目的所采用的技術方案改變了現有的螺桿泵采油機的驅動方式及控制方式，既在原電機驅動的結構中舍棄了齒輪變速箱、避開了液壓驅動結構存在油壓馬達、油箱、高壓油閥易漏油、機構復雜、安裝檢修繁瑣問題，它的主要特點是：驅動系統采用稀土永磁同步電動機直接驅動光桿傳動輪通過抽油桿帶動螺桿泵旋轉，同步電機主軸上的主驅動曳引輪與光桿傳動繩輪采用閉環曳引鋼絲繩圈柔性連接，閉環曳引鋼絲繩圈與圈套的兩輪中設張力調節輪，調整閉環曳引鋼絲繩圈因熱張冷縮帶來的長度偏差，同步電機通過驅動主驅動曳引輪提供原動力，柔性鋼絲繩經主驅動曳引輪柔性連接油井的地面光桿傳動繩輪，可分別圈套多口井的光桿傳動繩輪，光桿下端軸向接通抽油桿，帶動井下螺桿泵工作，實現一機驅動多口井上光桿同步旋轉，電磁制動器、抱閘裝置與永磁同步電機裝配為整體，組成動力執行系統，光電旋轉編碼器、變頻控制器、控制柜連接，組成信號處理和控制系統，本實用新型控制系統采用的是電機轉動軸安裝光電旋轉編碼器，變頻控制器采集光電旋轉編碼器提供轉速和角位移的脈沖信號，進行行程檢測及制動信號反饋，通過變頻控制器和可編程控制器PLC的控制柜調整頻率、電壓、電流，實現對稀土永磁同步電動機輸出轉矩、轉速、啟動、停機動作的控制，完成啟動、正反轉、無級調速、正常連續工作、停機等功能。

按照上述方案制成的永磁同步無齒輪驅動螺桿泵式采油機，由于采用了永磁同步無齒輪曳引驅動技術，直接驅動油井地面上的光桿旋轉輪旋轉，舍棄了齒輪減速機，采用了現已成熟的永磁同步曳引變頻控制技術，保證了螺桿泵式采油機動作控制的精確度，降低能耗，實現無級調速，減少設備重量，降低制造成本，而且易于控制，操作安裝維修簡單。

附圖說明