[發(fā)明專利]抽油機(jī)拖動(dòng)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210381209.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN103051256A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江允良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 畢嚴(yán)富
• 主分類號(hào): H02P1/32
• 分類號(hào): H02P1/32;H02K11/00;H02K7/02
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種拖動(dòng)油田抽油機(jī)的電力傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是涉及按照抽油機(jī)曲柄軸的轉(zhuǎn)矩變化間歇給三相交流電動(dòng)機(jī)供電，消除倒拉損耗，以及大幅度降低抽油機(jī)脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩峰值，降低能耗的節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)在所使用的各種常規(guī)游粱式抽油機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有優(yōu)良的軟換向功能，可靠性高、維修方便、適應(yīng)野外現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。在采油機(jī)械中占有舉足輕重的地位，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍然是油田的主要采油設(shè)備。但是，由于其機(jī)械傳動(dòng)和換向系統(tǒng)使用曲柄軸和四連桿機(jī)構(gòu)，以及將平衡重設(shè)置在曲柄上，使其難以達(dá)到全平衡等因素，致使抽油機(jī)的負(fù)載特性，形成一種頻繁且峰值轉(zhuǎn)矩很高的，非正弦正負(fù)劇烈脈動(dòng)負(fù)載，從使三相交流電動(dòng)機(jī)超載運(yùn)行的正向轉(zhuǎn)矩峰值到曲柄軸出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩的時(shí)間僅有1到2秒鐘，在這個(gè)過程中，三相交流電動(dòng)機(jī)要經(jīng)由超載、輕載、空載和制動(dòng)的運(yùn)行工況，使三相交流電動(dòng)機(jī)處于浪費(fèi)電能的遠(yuǎn)離高效區(qū)運(yùn)行。為能承受高峰值轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力傳遞，抽油機(jī)的齒輪減速箱、換向機(jī)構(gòu)等動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)件都設(shè)計(jì)得非常笨重，為能使這種重型設(shè)備順利啟動(dòng)和通過高峰轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，迫使三相交流電動(dòng)機(jī)的配套功率成倍增加，達(dá)到實(shí)際運(yùn)行時(shí)平均所需功率的3-4倍，有些抽油機(jī)配用的三相交流電動(dòng)機(jī)其名牌額定功率甚至達(dá)到了實(shí)際運(yùn)行時(shí)平均所需功率的十二倍左右，從而又引發(fā)出三相交流電動(dòng)機(jī)在拖過高峰轉(zhuǎn)矩點(diǎn)后，很快出現(xiàn)向抽油機(jī)輸出過剩能量，使傳動(dòng)系統(tǒng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件超速.一方面引起井下柱塞泵抽吸不滿，形成半滿撈現(xiàn)象，使泵難以發(fā)揮應(yīng)有的功效，另一方面超速的同時(shí)又使大質(zhì)量的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件加速度的幅值增高，慣性負(fù)載進(jìn)一步增加，致使在上沖程、下沖程的尾端出現(xiàn)倒拉三相交流電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，消耗掉系統(tǒng)的剩余動(dòng)能，使得實(shí)際運(yùn)行的三相交流電動(dòng)機(jī)平均力能指標(biāo)大幅度下降，功率因數(shù)低于0.4，平均效率在55％左右。

長(zhǎng)期以來，各國(guó)業(yè)界都在努力尋求克服上述缺點(diǎn)和不足的有效解決辦法，可到目前為止，還沒能有效解決這一技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有抽油機(jī)拖動(dòng)裝置的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供一種抽油機(jī)拖動(dòng)裝置，由三相交流電動(dòng)機(jī)殼體、定子鐵芯、三相繞組、鼠籠轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、端蓋、軸承盒、軸承、風(fēng)扇、風(fēng)罩、啟動(dòng)和運(yùn)行的轉(zhuǎn)換電路組成，其特征在于：三相交流電動(dòng)機(jī)的三相繞組尾端串聯(lián)有由轉(zhuǎn)速傳感器和微處理器控制的、使其在每個(gè)沖程中都按照曲柄軸的轉(zhuǎn)矩變化間歇向三相繞組供電的二或三相交流半導(dǎo)體開關(guān)。

本發(fā)明抽油機(jī)拖動(dòng)裝置的三相交流電動(dòng)機(jī)，是用高功率的Δ接線完成抽油機(jī)的重載啟動(dòng)程序后，轉(zhuǎn)換到三分之一功率的Y接線運(yùn)行，當(dāng)三相交流電動(dòng)機(jī)處于輕載并向空載過渡時(shí)，關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)、停止向三相繞組供電、使三相交流電動(dòng)機(jī)無損耗，當(dāng)抽油機(jī)的曲柄軸出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩、倒拉三相交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，向設(shè)置在三相交流電動(dòng)機(jī)后軸伸上的慣性飛輪儲(chǔ)能，當(dāng)曲柄軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)峰值使轉(zhuǎn)速下降時(shí)，飛輪放出動(dòng)能協(xié)助三相交流電動(dòng)機(jī)拖過高峰轉(zhuǎn)矩，飛輪有削峰填谷、平滑脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的功能。抽油機(jī)拖動(dòng)裝置中啟動(dòng)和運(yùn)行的轉(zhuǎn)換電路有串聯(lián)在三相交流電源與三相交流電動(dòng)機(jī)三相繞組首端之間的三相交流斷路器(1)、串聯(lián)在三相繞組尾端與首端之間、構(gòu)成三相繞組Δ接線啟動(dòng)的三相交流接觸器(5)、一個(gè)三相輸入端電聯(lián)接在三相交流繞組尾端、其輸出端三相短路的三相交流固態(tài)繼電器(7)，并聯(lián)在三相交流固態(tài)繼電器輸入端的一組三相壓敏電阻(6)、三相交流固態(tài)繼電器(7)的控制電路端子與微處理器的輸出信號(hào)端子電聯(lián)接。當(dāng)三相交流電動(dòng)機(jī)處于輕載并向空載過渡時(shí)，停止向三相繞組供電，消除三相交流電動(dòng)機(jī)的電氣損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能。

其從屬特征是：

1、在三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸后軸伸與風(fēng)罩之間有慣性儲(chǔ)能飛輪。

2、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行的轉(zhuǎn)換電路是由一個(gè)三相交流斷路器(1)、一個(gè)三相交流接觸器(5)、一個(gè)三相交流固態(tài)繼電器(7)、一組三相壓敏電阻(6)、一個(gè)三相多功能保護(hù)器、檢測(cè)三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的接近開關(guān)(8)和微處理器組成。

3、后端蓋(9)向三相交流電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)伸進(jìn)，并與風(fēng)罩是整體件。

4、轉(zhuǎn)速傳感器使用接近開關(guān)，接近開關(guān)的檢測(cè)頭與轉(zhuǎn)子軸前軸伸外圓之間有固定在轉(zhuǎn)子軸上的編碼環(huán)。

5、軸承盒外側(cè)有固定在軸承盒上測(cè)量三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的接近開關(guān)。

6、間歇向三相繞組供電的交流半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)三相繞組的首端。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本抽油機(jī)拖動(dòng)裝置主電路接線圖。