[發(fā)明專利]恒功率軟傳動游梁抽油機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310004067.8
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103912243B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 江允良
• 申請（專利權）人: 陳雪
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;H02K17/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及油田采油用的游梁抽油機及其傳動技術，尤其是涉及一種能高度適應現(xiàn)有游梁抽油機劇烈脈動轉矩負載特點的恒功率軟傳動游梁抽油機。

背景技術

游梁抽油機有結構簡單、價格低廉、維修費用少等優(yōu)點，半個世紀以來，國內(nèi)外的油田都廣泛使用。然而它也存在著較嚴重的缺點，抽油機是重載啟動并長期輕載運行的設備，屬于交流力矩電動機的輸出特性，但是現(xiàn)有技術中的交流力矩電動機是通過增加轉子回路電阻值將過剩轉差功率轉化成熱能后散掉的方式來實現(xiàn)所需轉矩特性的，因轉子回路電阻很大使其大量發(fā)熱，迫使交流感應電動機設計的體積大、造價高，又加上運行效率低而使其不適合拖動抽油機設備。因此半個世紀以來，油田一直是在使用普通鼠籠型6極和8極交流感應電動機來拖動抽油機，由于普通鼠籠型6極和8極交流感應電動機的啟動轉矩只有兩倍額定轉矩，為能使抽油機正常啟動，需按抽油機的啟動轉矩選配交流感應電動機的規(guī)格，可是啟動之后正常運行時交流感應電動機的平均負載率只有30％左右，造成嚴重“大馬拉小車”的狀況。抽油機的傳動系統(tǒng)是由交流感應電動機通過皮帶輪、齒輪箱、曲柄軸和四連桿等機構將交流感應電動機在額定轉速下的高速旋轉運動轉換成懸點的低速上下直線往復運動，現(xiàn)在使用的Y2系列籠型交流感應電動機只能在額定轉速下才能長時間運行，交流感應電動機的恒速旋轉運動通過曲柄軸機構的軟換向轉換成速度按正弦規(guī)律、從零到最大值的變速往復直線運動，通過上千米抽油桿傳到井下抽油活塞，達到抽取石油的目的。這種傳統(tǒng)的直線變速運動抽油方式難以使井下活塞泵的抽汲參數(shù)趨于合理和減少泵的漏失，使進一步提高油泵效率受到限制。由于曲柄軸傳動的固有特性，使其直線運動的速比急劇變化，造成拖動抽油機的交流感應電動機是在從零負載到最大負載的特殊周期性脈動負載條件下運行的，再加上四連桿傳動機構形成不斷變化的傳動角，又造成了脈動負載峰值前移和產(chǎn)生負轉矩現(xiàn)象，使抽油機的負載特性進一步惡化，靠調節(jié)平衡配重已無法實現(xiàn)抽油機的完全平衡運行，從而使交流感應電動機的力能指標大幅度下降，使Y2系列交流感應電動機的平均運行效率由原來的90％下降到60％左右，同時使Y2系列交流感應電動機的平均功率因數(shù)下降到0.4左右。

抽油機是一種重型機械，啟動時的慣性負載轉矩很大，加上交流感應電動機是運行在周期性峰值很高的脈動負載條件下，迫使配套的交流感應電動機規(guī)格過大，造成交流感應電動機的啟動電流是運行時平均電流的10倍以上，為滿足交流感應電動機啟動時大電流的需要，供電設備容量也要隨交流感應電動機功率增大而相應的增大。

交流感應電動機在零負載或接近零負載運行時，不但交流感應電動機空耗電能，而且單機供電的油井專用變壓器等供電設備也空耗電能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種能高度適應游梁抽油機劇烈脈動轉矩負載特點的恒功率軟傳動游梁抽油機。

本發(fā)明的目的之二是提供一種在交流感應電動機后軸伸上固定有大轉動慣量鐘型飛輪，對剩余脈動轉矩進行濾波的恒功率交流感應電動機。

本發(fā)明的恒功率軟傳動游梁抽油機是這樣實現(xiàn)的：游梁抽油機由底座、游梁支架、游梁、游梁前端的驢頭、鋼絲繩、鋼絲繩與抽油桿連接的懸點、游梁后部的四連桿機構、曲柄軸、搖臂、平衡配重、齒輪減速箱、皮帶輪、交流感應電動機和配電箱組成，其特征在于交流感應電動機是一種能自動跟隨抽油機的脈動負載轉矩變化，具有自適應調節(jié)轉矩功能的高力能指標恒功率輸出的交流感應電動機，該交流感應電動機轉子鐵心是由固定在轉子軸中段上的中間和兩頭三段疊片構成，中間一段是等于定子鐵心長的深槽籠型轉子疊片，兩頭疊片是在環(huán)形沖片的內(nèi)外圓之間居中位置，有與中間的疊片槽數(shù)相等的穿嵌轉子導條的轉子導條孔，轉子導條孔與沖片外圓之間構成兩頭轉子疊片的外磁軛，轉子導條孔與沖片內(nèi)孔之間構成兩頭轉子疊片的內(nèi)磁軛，三段疊片共用中間寬、兩頭窄的鋁制或銅制絕緣轉子導條，轉子導條兩頭伸出轉子鐵心外的部分，構成轉子的自冷風扇，在伸出轉子鐵心兩端的轉子導條外側與兩頭轉子疊片外磁軛之間有電聯(lián)接焊接在轉子導條上的轉子電流短路端環(huán)，在交流感應電動機后軸伸上固定有設置在交流感應電動機外殼后段外周兼有風扇、風罩功能的大轉動慣量鐘形飛輪。