[发明专利]电动移机和卸载挂抽联动电机直驱立式抽油机

说明书

技术领域

本发明为一种电动移机和卸载挂抽联动电机直驱立式抽油机，属机电一体化应用新领域。

背景技术

在油田开发中，传统四连杆游梁式抽油机是最主要的开采手段。据不完全统计，全世界目前有机械采油井150多万口，四连杆游梁式抽油机约占90％左右，成为机械采油的主导机型。随着地球环境的恶化，人类对节能高效、低碳、环保的需求越来越迫切，各类节能省材、不停机智能调参、安全、环保的天平平衡立式抽油机相继诞生，尤以中国石油王钢教授发明的《超低速大扭矩异型电机拖动塔架式高效低耗智能抽油机》具有独创性和导向作用(ZL00246414.4、ZL02257259.7、ZL200510123422.9、ZL200920222339.0、ZL201020111249.7)。继上述专利之后，国内又陆续出现了3种模仿机型，但其结构和原理没有实质性改变。与传统四连杆游梁式抽油机相比，天平平衡立式抽油机节能30-70％，省材30-60％，不停机智能调参提高工效大于1000倍，适于长冲程、低冲次的工作制度，维护工作量减少60％以上，这些明显的技术优势决定了天平平衡立式抽油机大有取代传统四连杆游梁式抽油机的发展趋势。但总结近30年抽油机的发展历程，技术优势如此明显的天平平衡立式抽油机仍旧处于中小规模推广阶段，始终未能将传统四连杆游梁式抽油机取而代之，其制约因素如下：

一是常规天平平衡立式抽油机虽然较传统四连杆游梁式抽油机大为简化，但仍保留了电机、联轴器、减速箱、联轴器、驱动轮等传动环节，传动链仍较长；

二是作业让位不如传统四连杆游梁式抽油机方便；

三是靠自身动力系统卸载挂抽困难；

四是失载保护是天平平衡立式抽油机难于解决的技术难题。

上述四项因素，制约了天平平衡立式抽油机的发展，亟待开发一种结构更简单可靠，更适于现场应用的立式抽油机取代现有机型。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的是在超短链传动、作业让位、卸载挂抽、失载保护等方面攻克上述四项制约瓶颈，提供一种电动移机和卸载挂抽联动电机直驱立式抽油机，开创单链传动天平平衡立式抽油机规模应用的里程碑。

本发明的技术解决方案是：

所述的电动移机和卸载挂抽联动电机直驱立式抽油机包括置于立式机架(3)顶平台上单链传动的异型电机(1)、卸载挂抽装置(2)和机架底座上设置的电动移机装置以及机架(3)下部控制柜内设置的外接传感器(6)的智能控制器(11)，其中异型电机(1)驱动绳槽(17)内披复一端悬挂抽油杆，另一端悬挂平衡重(10)上部设置自由落体紧急制动装置(9)的驱动绳(4)，异型电机(1)三用绳槽(18)内固定另一端连接平衡重(10)的卸载挂抽、失载保护和防打滑三用绳(5)。

所述的电动移机装置包括置于机架底座四周骑在基础预埋轨道上的设有螺杆或千斤顶微升降机构的移机滚轮(13)、微型电动减速机(12)，其移机方式最少为以下两种类型之一：

第一种为微型电动减速机(12)置于机架(3)下部控制柜内，通过万向轴连接主动移机滚轮(13)实现电动正反向移机；

第二种为微型电动减速机(12)为置于机架(3)后部与基础预埋件连接的电动拉杆，通过电动拉杆推拉实现正反向移机。

所述的卸载挂抽装置(2)包括置于机架(3)顶平台上的维修支架和悬挂于该支架上与异型电机(1)同线速度转动绕有悬吊绳的卷筒或微型电动提升装置。

所述的自由落体紧急制动装置(9)与智能控制器(11)为机电联动保护装置，其结构至少为以下三种类型之一：

第一种为悬挂于机架(3)顶平台维修支架上与异型电机(1)同线速度转动的卷筒，该卷筒缠绕同步转速正常运行，异常加速紧急制动的与平衡重(10)连接的悬吊绳；

第二种为置于平衡重(10)之上的带长销孔和活动刹车块(29)的对称制动臂(31)，该对称制动臂(31)与平衡重吊耳(30)和悬挂装置(32)用销轴铰联，悬挂装置(32)与平衡重(10)内置的预紧弹簧(33)、对称制动臂(31)三点汇于一线与驱动绳(4)悬挂；

第三种为固定于异型电机(1)主轴外端的椭圆制动装置，该装置包括固定于异型电机(1)主轴外端的椭圆制动毂(35)以及包敷其外的等径刹车盘(34)和控制等径刹车盘(34)松紧的弹簧(36)、蜗杆(37)、蜗轮刹车电机(38)。

所述的异型电机(1)为外转子或内转子低速大扭矩开关磁阻电机或永磁电机或感应电机，其定、转子铁心构造至少为以下四种类型之一：