[發明專利]一種開關磁阻電機驅動的電容蓄能式齒條傳動抽油機

無效

• 申請號: 201110455015.3
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102536168A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 彭勇;閆文輝;王磊
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及石油工業類的采油設備，特別涉及一種開關磁阻電機驅動的電容蓄能式齒條傳動抽油機。

背景技術

在石油工業方面，現有技術中的抽油機都有自身難以克服的一些缺陷。游梁式抽油機平衡效果差，系統效率低，而且調整沖程和沖次比較困難；機械換向無游梁抽油機(如鏈條式、皮帶式)換向沖擊大，機構受力狀況差，機械效率低，易損件多；非機械換向無梁抽油機(如摩擦換向式)則由于驅動輪(或滾筒)與鋼絲繩(或皮帶)之間存在相對滑動、摩擦，使機件磨損增加，機械效率低，機構運動精度差。已有的齒輪齒條抽油機采用機械式換向機構，平衡方式也是重力勢能蓄能方式，平衡效果不易調整。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種開關磁阻電機驅動的電容蓄能式齒條傳動抽油機，一方面開關磁阻電機換向驅動、齒條爬行帶動光桿上下運動，另外，下行程的抽油桿柱和液柱重力勢能采用超級電容進行蓄能平衡，具有傳動效率高，承載能力強，安裝、使用和維修方便的特點。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種開關磁阻電機驅動的電容蓄能式齒條傳動抽油機，包括底座6，底座6上安裝有機身8，機身8上安裝有開關磁阻電機2、減速器4和超級電容平衡及控制器5，開關磁阻電機2的動力輸出端與減速器4的輸入軸相連，開關磁阻電機2的電源端與超級電容平衡及控制器5電連接，齒輪3和剎車機構9安裝在減速器4的輸出軸上，與齒輪3相嚙合的齒條1在機身8的腔體內，光桿7貫穿齒條1內部并通過抽油桿夾持器10在齒條1頂端與齒條1聯接為一體。

所述的齒輪3、齒條1的齒形為直齒或人字形齒。

所述的減速器4采用渦輪蝸桿減速器、行星輪系減速器或錐齒輪減速器。

所述的超級電容平衡及控制器5中的平衡方式采用超級電容平衡。

所述的底座6采用金屬桁架結構或有通孔的塊狀實體結構。

所述的剎車機構9采用機械剎車制動。

本發明齒條傳動抽油機的主要優點有：

1.本齒條傳動抽油機采用齒條爬行帶動光桿精確運動，齒輪可帶動齒條爬行到最大行程內的任意位置，沖程長度可任意調節。齒輪齒條作為本機的主要傳動件，傳動效率高，承載能力強，可靠度大，壽命長，安裝容易；

2.本齒條傳動抽油機采用一體式機身，開關磁阻電機、超級電容平衡器及控制器、減速器安裝在抽油機機身上，極大的減少了占地面積。相比其他抽油機，整機重量極輕，安裝、拆卸僅需小型的起吊設備，兩人便可輕易完成。安裝、使用和維修都十分方便；

3.本齒條傳動抽油機利用超級電容蓄能技術，對抽油機直接進行平衡功率補償，平衡機構重量輕、體積小，可編程控制平衡，平衡效果可根據油井供液能力的變化自動調整，較機械平衡有較大優勢；

4.本齒條傳動抽油機采用智能模擬及數字混合控制的開關磁阻電機實現抽油機的換向、調沖程、調沖次，結合齒輪齒條機構組成的傳動，結構簡單緊湊，機械傳動線路短，效率高，沖程和沖次可獨立進行無級調節，光桿的上、下行速度可分別獨立控制，抽汲參數調整方便快捷，適應各種井況(稀、稠油質)，是現有抽油機理想的更新換代產品。

附圖說明

附圖是本發明的結構原理示意圖。

實施方式方式

參照附圖，一種開關磁阻電機驅動的電容蓄能式齒條傳動抽油機，包括底座6，底座6上安裝有機身8，機身8上安裝有開關磁阻電機2、減速器4和超級電容平衡及控制器5，開關磁阻電機2的動力輸出端與減速器4的輸入軸相連，開關磁阻電機2用于驅動抽油機并實現抽油機的換向、調沖程、調沖次；開關磁阻電機2的電源端與超級電容平衡及控制器5電連接，齒輪3和剎車機構9安裝在減速器4的輸出軸上，與齒輪3相嚙合的齒條1在機身8的腔體內，光桿7貫穿齒條1內部并通過抽油桿夾持器10在齒條1頂端與齒條1聯接為一體。

所述的齒輪3、齒條1的齒形可為直齒或人字形齒；

所述的減速器4可采用渦輪蝸桿減速器、行星輪系減速器或錐齒輪減速器，

所述的超級電容平衡及控制器5中的平衡方式采用超級電容平衡。

所述的底座(6)采用金屬桁架結構或有通孔的塊狀實體結構。

所述的剎車機構9采用機械剎車制動。

本發明的工作原理為：本發明通過底座6直接安裝到井口上，光桿7貫穿齒條1內通道，在齒條1頂部通過抽油桿夾持器10與齒條1固定，使得光桿7在齒條1內部不滑動。開關磁阻電機2通過減速箱4驅動齒輪3，帶動齒條1與光桿7上下循環的做往復運動。齒條1通過每個沖程沒入到充滿石油的潤滑池被潤滑。本發明的平衡系統采用了超級電容平衡及控制器5的超級電容式的功率平衡方式對抽油機工作進行平衡，其原理是在超級電容平衡及控制器5的電路中增設了超級電容儲能模塊與充放電控制單元，將抽油機下沖程產生的能量以電能的形式存儲，并在抽油機上沖程釋放、做功。