[实用新型]一种直线电机直驱抽油机

说明书

技术领域

本实用新型属于石油、天然气、煤层气抽取设备领域，具体为使用单级和多级可伸缩弹簧储能器的直线电机直驱抽油机。 

背景技术

抽油机是石油、天然气、煤层气开采的重要设备，要求其能在各种环境和气候条件下长期高效稳定运行。目前常用的抽油机有两种类型，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。游梁式抽油机是当前应用的主力机型，但其存在速度不均匀程度大、启动转矩大、平衡效果差、冲程和冲次难以调节、中间环节多、系统效率低下等问题。针对这些问题，围绕高效节能的主题，出现了诸如链条式抽油机、立式滚筒抽油机、皮带抽油机、直线电机抽油机等无游梁抽油机机型，虽在一定程度上得以应用，但并未从根本上解决问题，效果欠佳；其中现有的直线电机抽油机，其动子仍然由钢丝绳绕过滑轮即天轮驱动抽油杆，且采用天平配重平衡的方式，结构复杂，整机寿命短于游梁式抽油机、效率较低及安全性较差，未能根本上发挥直线电机驱动的潜力。 

实用新型内容

为了解决现有直线电机抽油机由于钢丝绳绕过天轮驱动抽油杆而造成的维修周期短、效率较低、结构复杂及安全性较差等技术问题，本实用新型提供一种直线电机直驱抽油机，包括机架2以及设置在机架2上的直线电机驱动装置，其特征在于：直线电机动子5设置抽油杆连接器12。 

所述的直线电机驱动装置，包括直线电机定子、直线电机动子、安装在直线电机动子上的滑块或滚轮，直线电机定子沿机架的正面敷设固定，直线电机动子与直线电机定子表面平行并保持固定气隙，使直线电机动子与直线电机定子能够无接触的相对运动；直线电机动子的定位导向装置由滑块和直线导轨或轮轨方式完成，滑块沿直线导轨运动，或滚轮沿直线轨道运动，保证直线电机动子与直线电机定子之间的运动气隙。 

所述机架与直线电机动子之间设置制动装置。 

所述制动装置，为机架的两个侧面沿竖直方向各设置一条制动轨，作为制动器的制动轨，制动器与直线电机动子固定。 

所述机架的上部设置限位开关。 

所述直线电机动子设置抽油杆连接器，直线电机动子固定在动子安装板5a上，动子安装板5a与动子基座3固定，动子基座3上设置抽油杆连接器；所述制动器与直线电机动子基座3固定安装，制动轨与机架基座1固定安装，或者制动轨与动子基座3固定安装，制动器与机架基座1固定安装。 

所述直线电机动子通过动子基座3与多级弹簧储能器4铰接连接。 

所述多级弹簧储能器，为多级弹簧储能器4的底部安装在机架基座1上，多级弹簧储能器的顶部与动子基座固定连接。 

所述多级弹簧储能器为多级螺旋弹簧储能器，由固定套筒4a，分级可伸缩套筒4b，弹簧4c，以及导向定位段4d构成，固定套筒4a固定在基座上，位于最顶部的分级可伸缩套筒(4b)与动子基座的底部相连，固定套筒4a、分级可伸缩套筒4b内部均安装弹簧4c。或者，在分级可伸缩套筒4b的外柱面安装弹簧4c。为提高多级可伸缩弹簧储能器寿命，导向段可设置滑动轴承，并可采用油、脂润滑。 

所述多级弹簧储能器4为多级气压弹簧储能器，由多级活塞，固定连接件，气室构成；各级活塞与各级的固定连接件相连，各级活塞可在各级的气室中运动，利用气体的压缩和释放实现储能。其与机架基座和动子基座的连接方式与上述多级机械弹簧储能器相同。 

本实用新型取消了原有抽油机如毛辫子、钢丝绳、皮带等弹性件或桡性件连接、采用直接平衡的方式从而取消了现有无游梁式抽油机的换向装置天轮，进一步提高了抽油机的效率，降低了抽油机的高度和重量，提高了抽油机的寿命、可靠性及安全性。 

该抽油机采用直线电机直接驱动，配合弹簧储能器，取消了传统抽油机的中间传动和机械换向环节、弹/桡性件及配重，提高了悬点精度，减小了整机重量，整机结构简单，可靠性、寿命和整机效率大幅提升；同时，通过增加直线电机和多级伸缩弹簧储能器的级数，方便实现更大的冲程和提升力；冲程、冲次调节方便，移植性好，便于实现整机模块化设计、制造、安装、调试等。此外，可通过对多级伸缩弹簧储能器的预紧，增加弹簧储存的能量，减小无配重工况下直线电机的功率。与传统带配重抽油机和无配重直线电机抽油机相比，本实用新型的带多级可伸缩弹簧储能器的直线电机直驱抽油机还有一个显著优点：无钢丝绳皮带断裂、动子意外坠落带来的严重冲击和危险，安全性显著提高，能量转化利用率更高。 

与本实用新型采用的单级弹簧储能器直线电机直驱抽油机相比，本实用新型采用的多级弹簧储能器直线电机直驱抽油机具有如下优点： 

1、在同样变形的条件下，减小了弹簧储能器的总高度，减小了弹簧的中径（几何尺寸）；