[發明專利]三維四向直驅電機拖動立式抽油機

有效

• 申請號: 201310069869.7
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN104033131A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王穎;王建武
• 申請（專利權）人: 王穎;王建武
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種三維四向直驅電機拖動立式抽油機，屬機電一體化應用新領域。

背景技術

國內外機械采油的主要手段是傳統四連桿游梁式抽油機和各類天平平衡立式抽油機。據不完全統計，全世界目前有油井約200萬口，其中抽油機機械采油約占95％以上。

傳統四連桿游梁式抽油機已逾120多年應用歷史，具有疲實可靠、經久耐用、作業讓位簡單、卸載掛抽方便、失載保護可靠的的優點。該機型雖不斷改進，不斷創新，但其結構和原理萬變不離其宗，至今仍占機械采油的90％左右，成為機械采油的主導機型。

隨著人類對低碳、環保的需求越來越迫切，各類節能高效、不停機智能調參的電機直驅天平平衡立式抽油機相繼誕生。與傳統四連桿游梁式抽油機相比，電機直驅天平平衡立式抽油機具有節能30-70％，省材30-60％，不停機智能調參提高工效大于1000倍，適于長沖程、低沖次的工作制度，維護工作量減少60％以上的明顯技術優勢。但是，電機直驅天平平衡立式抽油機由于簡化了90％以上的傳動環節，傳動效率的提高也隨之帶來諸多不便：

1.依靠電機自身動力難以提升平衡重，卸載掛抽往往借助吊車，給現場造成不必要的麻煩；

2.失載保護成為制約其發展的難題；

3.單靠電機扭矩難以解決非額定工況的超載難題，提高電機扭矩又加大了電機的成本，限制了其規模化推廣應用。

如何在相同體積或更少用料的情況下使電機出力成倍翻番，解決上述諸多難題，是發明研究的主要目的。

發明內容

針對上述立式抽油機直驅電機存在的技術難題，本發明在兼顧短鏈傳動、作業讓位、卸載掛抽、失載保護等技術環節優化的同時，從機械傳動互相嚙合的齒輪突發靈感，設計出三維四向直驅電機，不但使定、轉子鐵心軸向里外兩個配合面多組齒極同時做功，而且定、轉子鐵心徑向左右兩個配合面多組扇面齒極同時更大出力地做功，實現了低速大扭矩電機設計的重大突破，為天平平衡立式抽油機規模化應用提供了理想的換代機型。

本發明的技術解決方案是：

所述的三維四向直驅電機拖動立式抽油機包括置于機架(6)底座中央或頂平臺上的三維四向直驅電機(2)，置于機架(6)頂平臺上的卸載掛抽輔助裝置(13)和前導向輪(7)、后導向輪(8)以及置于機架(6)底座四周的電動移機裝置(1)，置于機架(6)下部外接位置傳感器(11)的智能控制器(3)，其中三維四向直驅電機(2)外轉子殼體表面披復驅動繩(5)，驅動繩(5)一端懸掛油井載荷或經前導向輪(7)通過前動滑輪(4)懸掛油井載荷，另一端懸掛平衡重(10)或經后導向輪(8)通過后動滑輪(9)懸掛平衡重(10)。

所述的三維四向直驅電機(2)外轉子殼體兼做驅動輪，其驅動繩(5)為鋼絲繩或強力纖維帶，與驅動輪的懸掛驅動方式為以下四種類型之一：

第一種為外轉子殼體披復強力纖維帶，強力纖維帶一端懸掛油井載荷，另一端懸掛平衡重(10)的一級減載摩擦傳動；

第二種為外轉子殼體鑲嵌耐磨填料的繞繩槽內披復鋼絲繩，鋼絲繩一端通過前動滑輪(4)懸掛油井載荷，另一端通過后動滑輪(9)懸掛平衡重(10)的二級減載摩擦傳動；

第三種為外轉子殼體鑲嵌耐磨填料的繞繩槽內披復鋼絲繩，鋼絲繩一端經前導向輪(7)通過前動滑輪(4)懸掛油井載荷，另一端經后導向輪(8)通過后動滑輪(9)懸掛平衡重(10)的二級減載摩擦傳動；

第四種為兩組鋼絲繩或兩組強力纖維帶各一端呈相反方向固定在三維四向直驅電機(2)外轉子殼體上，另一端分別懸掛油井載荷和平衡重(10)的一級減載同步傳動；或者一組鋼絲繩另一端通過前動滑輪(4)懸掛油井載荷，第二組鋼絲繩另一端通過后動滑輪(9)懸掛平衡重(10)的二級減載同步傳動。