[实用新型]具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机

说明书

技术领域

本实用新型为一种具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机，是对传统四连杆游梁式抽油机和改进的立式抽油机突破性创新，属机电一体化应用新领域。

背景技术

在油田开发中，随着地层压力的衰减，油井陆续转入机械采油方式。据国内外资料统计，在全球100多万口各类油井中，机采井占90％左右，而抽油机管式泵采油占机采井的85％以上，其中，经典四连杆游梁式抽油机占主导地位。但受四连杆结构的限制，冲程长度与减速箱扭矩成正比例增加，难以实现高效低耗的要求，且游梁机无法随机改变工作参数、停机调整又费时费力，使工作制度难以与地层供液能力动态协调，导致游梁机系统效率低、冲击负荷大、机杆泵故障多。为了实现机械采油的高效、低耗、智能，近20年来，各类立式抽油机相继投入现场应用，取得较好的节能降耗效果，但由于立式抽油机存在减速箱维护不便、作业让位困难、平衡重防坠落等诸多难题，始终形不成取代性工业规模。随着现代电力电子技术的发展，自2000年以后，中国石油华北油田公司王钢教授发明了国际独创的高效低耗智能抽油机(ZL00246414.4、ZL02257259.7、ZL200510123422.9)，解决了以上诸多难题，引起国内外石油机采领域高度关注并争相效仿，但在重载条件下，进一步化减电机驱动载荷和设备自我保护方面仍有研究空间。因此，亟需开发一种优于目前各类机型的全新抽油机取代现有机型。

实用新型内容

针对上述技术疑难问题可进一步研究攻关的空间，在上述专利ZL00246414.4、ZL02257259.7、ZL200510123422.9的基础上，本实用新型的目的在于创新了更新结构的异型减载电机、减载滑轮总成、带防坠落装置的减载平衡重，提供一种具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机。

本实用新型提供的具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机，包括具有机械举升爬行式移机机构的塔架和塔架顶平台上安装的异型减载电机及其驱动的载荷提升绳与所涉及的多级减载装置和自我保护机构及数字智能控制器；其中：载荷提升绳一端通过前减载滑轮总成悬挂抽油杆，另一端通过后减载滑轮总成悬挂与减载平衡重连为一体的防坠落装置；将异型减载电机的正反向转动转换为抽油杆的垂直往复运动的数字智能控制器置于控制柜内。

本实用新型的具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机的异型减载电机为外转子或内转子结构，其外转子内缘或内转子外缘设置转子硅钢片铁心或按N、S极对称排布的永磁体；对应的内定子外缘或外定子内缘设置定子硅钢片铁心，该铁心齿间绕集中励磁绕组；定、转子铁心冲片为子母齿短磁路齿极或对称多齿数短磁路齿极；转子小直径滚筒上对称设置绕绳槽，槽内镶嵌耐磨橡胶环，环外绕所述载荷提升绳；异型减载电机的驱动方式为开关磁阻调速驱动或永磁同步调速驱动。

本实用新型的具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机的异型减载电机的转子至少为以下四种形式之一：第一种：两端大直径、中部小直径凹式双轮轴外或内转子，内置轴向铁芯和绕组、径向铁芯和绕组，驱动方式为开关磁阻三维调速驱动或开关磁阻加永磁同步三维混合驱动；第二种：两端小直径、中部大直径凸式台阶形双轮轴外或内转子，转子上自小到大依次对称排列卸载保护和作业挂抽多用轮、绕绳槽轮及电机驱动转子，其中卸载保护和作业挂抽多用轮边部设楔形孔；第三种：一端小直径、另一端大直径的台阶形单轮轴外或内转子；第四种：筒式外转子。

本实用新型的具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机的异型减载电机还可以为一端小直径、另一端大直径的单轮轴外转子结构，其大直径轮内置转子硅钢片铁心及与其对应的内定子和定子硅钢片铁心及绕组，其小直径轮配置导链减速机构。

本实用新型的具有多级减载装置和自我保护机构的抽油机的自我保护机构包括内涨式或外挂式防坠落装置及保险绳和防撞胶垫、保护绳和防碰胶垫、联动刹车装置，其中，联动刹车装置包括：异型减载电机设置的轮式刹车毂；单组或两组对称设置的制动臂；制动臂上设置的长销孔；对称设置于长销孔内的固定柱销；靠近异型减载电机轮式刹车毂内侧，由固定柱销通过制动臂上的长销孔与每一个制动臂销连接的相应的刹车蹄片，轮式刹车毂对称位于刹车蹄片稍外侧；分别与每组制动臂施加外力端销连接的活动柱销；位于两个活动柱销外侧预紧制动臂的预紧弹簧；位于两个活动柱销之间，可绕一固定轴转动的椭圆形凸轮块；设置在凸轮块上的拉杆，以及通过一刹车拉线与拉杆相连接的手刹车。