[发明专利]一种开关磁阻电机驱动的电容蓄能式齿条传动抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业类的采油设备，特别涉及一种开关磁阻电机驱动的电容蓄能式齿条传动抽油机。

背景技术

在石油工业方面，现有技术中的抽油机都有自身难以克服的一些缺陷。游梁式抽油机平衡效果差，系统效率低，而且调整冲程和冲次比较困难；机械换向无游梁抽油机(如链条式、皮带式)换向冲击大，机构受力状况差，机械效率低，易损件多；非机械换向无梁抽油机(如摩擦换向式)则由于驱动轮(或滚筒)与钢丝绳(或皮带)之间存在相对滑动、摩擦，使机件磨损增加，机械效率低，机构运动精度差。已有的齿轮齿条抽油机采用机械式换向机构，平衡方式也是重力势能蓄能方式，平衡效果不易调整。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机驱动的电容蓄能式齿条传动抽油机，一方面开关磁阻电机换向驱动、齿条爬行带动光杆上下运动，另外，下行程的抽油杆柱和液柱重力势能采用超级电容进行蓄能平衡，具有传动效率高，承载能力强，安装、使用和维修方便的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种开关磁阻电机驱动的电容蓄能式齿条传动抽油机，包括底座6，底座6上安装有机身8，机身8上安装有开关磁阻电机2、减速器4和超级电容平衡及控制器5，开关磁阻电机2的动力输出端与减速器4的输入轴相连，开关磁阻电机2的电源端与超级电容平衡及控制器5电连接，齿轮3和刹车机构9安装在减速器4的输出轴上，与齿轮3相啮合的齿条1在机身8的腔体内，光杆7贯穿齿条1内部并通过抽油杆夹持器10在齿条1顶端与齿条1联接为一体。

所述的齿轮3、齿条1的齿形为直齿或人字形齿。

所述的减速器4采用涡轮蜗杆减速器、行星轮系减速器或锥齿轮减速器。

所述的超级电容平衡及控制器5中的平衡方式采用超级电容平衡。

所述的底座6采用金属桁架结构或有通孔的块状实体结构。

所述的刹车机构9采用机械刹车制动。

本发明齿条传动抽油机的主要优点有：

1.本齿条传动抽油机采用齿条爬行带动光杆精确运动，齿轮可带动齿条爬行到最大行程内的任意位置，冲程长度可任意调节。齿轮齿条作为本机的主要传动件，传动效率高，承载能力强，可靠度大，寿命长，安装容易；

2.本齿条传动抽油机采用一体式机身，开关磁阻电机、超级电容平衡器及控制器、减速器安装在抽油机机身上，极大的减少了占地面积。相比其他抽油机，整机重量极轻，安装、拆卸仅需小型的起吊设备，两人便可轻易完成。安装、使用和维修都十分方便；

3.本齿条传动抽油机利用超级电容蓄能技术，对抽油机直接进行平衡功率补偿，平衡机构重量轻、体积小，可编程控制平衡，平衡效果可根据油井供液能力的变化自动调整，较机械平衡有较大优势；

4.本齿条传动抽油机采用智能模拟及数字混合控制的开关磁阻电机实现抽油机的换向、调冲程、调冲次，结合齿轮齿条机构组成的传动，结构简单紧凑，机械传动线路短，效率高，冲程和冲次可独立进行无级调节，光杆的上、下行速度可分别独立控制，抽汲参数调整方便快捷，适应各种井况(稀、稠油质)，是现有抽油机理想的更新换代产品。

附图说明

附图是本发明的结构原理示意图。

实施方式方式

参照附图，一种开关磁阻电机驱动的电容蓄能式齿条传动抽油机，包括底座6，底座6上安装有机身8，机身8上安装有开关磁阻电机2、减速器4和超级电容平衡及控制器5，开关磁阻电机2的动力输出端与减速器4的输入轴相连，开关磁阻电机2用于驱动抽油机并实现抽油机的换向、调冲程、调冲次；开关磁阻电机2的电源端与超级电容平衡及控制器5电连接，齿轮3和刹车机构9安装在减速器4的输出轴上，与齿轮3相啮合的齿条1在机身8的腔体内，光杆7贯穿齿条1内部并通过抽油杆夹持器10在齿条1顶端与齿条1联接为一体。

所述的齿轮3、齿条1的齿形可为直齿或人字形齿；

所述的减速器4可采用涡轮蜗杆减速器、行星轮系减速器或锥齿轮减速器，

所述的超级电容平衡及控制器5中的平衡方式采用超级电容平衡。

所述的底座(6)采用金属桁架结构或有通孔的块状实体结构。

所述的刹车机构9采用机械刹车制动。

本发明的工作原理为：本发明通过底座6直接安装到井口上，光杆7贯穿齿条1内通道，在齿条1顶部通过抽油杆夹持器10与齿条1固定，使得光杆7在齿条1内部不滑动。开关磁阻电机2通过减速箱4驱动齿轮3，带动齿条1与光杆7上下循环的做往复运动。齿条1通过每个冲程没入到充满石油的润滑池被润滑。本发明的平衡系统采用了超级电容平衡及控制器5的超级电容式的功率平衡方式对抽油机工作进行平衡，其原理是在超级电容平衡及控制器5的电路中增设了超级电容储能模块与充放电控制单元，将抽油机下冲程产生的能量以电能的形式存储，并在抽油机上冲程释放、做功。