[实用新型]低速大扭矩电机抽油机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机直接驱动的无游梁抽油机，永磁同步电机输出轴与其驱动的轮组轴相连，无需减速和换向，直接利用永磁同步电机输出的转矩和正反方向的旋转运动，使轮组和皮带间产生的摩擦力为抽油机提供平衡力，同时使与悬点连接的皮带产生上下往复运动，从而满足采油的需要，属于采油机械技术研究领域。 

背景技术

随着老油田油井的注水开发，油田已开始进入高含水采油期，不断提高产量，以液保油，成为保证油田原油稳产的必然趋势，这种开采特点要求增大抽油机冲程，降低冲次，使在役游梁式抽油机的机型偏小，而要增大游梁机冲程，则需要更大的电机扭矩。目前我国相继出现了45种新型抽油机，抽油机采油技术正在向多品种，高水平，高节能，大型化，通用化和长冲程无游梁抽油机方向发展。但现阶段研制的抽油机除直线电机抽油机外，都还无法去掉复杂而且易出故障的减速换向机构，使抽油机的机械效率无法得以突破，同时也给制造、维修和保养增加了难度和费用，因此摆脱现有抽油机的缺点，研制新型抽油机结构形式，以适应油田需要任重而道远。 

近年来永磁同步电机技术的发展，使得制造出低速大扭矩电机成为可能，综合永磁同步电机变频控制技术，即可使传统抽油机从死板且复杂的机械运动进化到实时控制的随机运动，打破传统的机械动力无法随机改变姿态的约束，可以根据抽油井的特征，实时控制保持事先优选的最佳参数运行，并有效的杜绝地面动力和井下设备因运动不协调而产生的动态干扰，可以大大提高产液量，也势必延长抽油机寿命，降低折旧率。 

发明内容

本实用新型是为解决现有部分抽油机结构复杂、机械效率低的缺陷，而提供一种低速大扭矩电机抽油机。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：低速大扭矩电机抽油机由永磁同步电机(1)、轮组A(2)、机架(3)、皮带组(4)、悬绳器(5)、轮组B(6)、轮组C(7)、轮组支撑座(8)和配重(9)组成，永磁同步电机(1)的输出轴与轮组A(2)直接连接；皮带组(4)一端连接悬绳器(5)，另一端依次绕过轮组B(6)、轮组A(2)和轮组C(7)与配重(9)相连；轮组A(2)两侧的皮带组(4)形成的摩擦包角不小于160°。轮组A(2)和皮带组(4)间产生的摩擦力，用以平衡上下冲程过程中悬点载荷和配重(9)重力的合力，使低速大扭矩电机抽油机工作过程中电机正反方向的做功相等，同时轮组A(2)的旋转运动转化为皮带组A(4)上下往复运动，并带动与皮带组A(2)一端连接的悬绳器(5)上下直线运动实现采油；抽油机工作期间的悬点载荷和配重重力则由抽油机机架(3)独立承载。 

对于本实用新型，还可采取的改进技术方案是：将永磁同步电机(1)与轮组A(2)不同轴安放，并在永磁同步电机(1)输出轴上增设小直径多楔带轮，轮组A(2)上安装大直径多楔带轮，利用多楔带传递永磁同步电机(1)输出的运动和扭矩。 

对于本实用新型，还可采取的改进技术方案是：将连接悬绳器(5)和配重(9)的皮带组(4)分为两组，并分别固定在轮组A(2)上，且固定方向相反，使悬点上冲程时与悬绳器(5)相连的皮带组在轮组A(2)上缠绕，而连接配重的皮带组在轮组A(2)上释放，反之，则悬绳器侧皮带组释放，配重侧皮带组缠绕。 

本实用新型的有益效果是： 

1.适应性强：适用于深井、注水井、含气井和稠油井等多种井况。 

2.电机效率高，起动转矩高，功率因数高，控制精度高，而速度便于调整。 

3.可实现长冲程，低冲次，冲程冲次无级可调，运行噪音小。 

4.轮组移动方便，便于修井作业。 

5.结构简单，整机部件少，便于维修，设备重量轻，占地面积小。 

附图说明

图1是低速大扭矩电机抽油机正视图。 

图2是低速大扭矩电机抽油机侧视图。 

图3是永磁同步电机和轮组A连接形式正视图。 

图4是顶部导向轮组安装紧固形式正视图。 

图5是顶部导向轮组安装紧固形式侧视图。 

在图中，1.电机，2.轮组A，3.机架，4.皮带组，5.悬绳器，6.轮组B，7.轮组C，8.轮组支撑座，9.配重，10.电机座，11.联轴器。 

具体实施方式

下面结合附图进一步阐明本实用新型的结构与工作原理。 

低速大扭矩电机抽油机采用机架(3)支撑结构形式，永磁同步电机(1)和轮组A(2)安装在水泥基础之上，且轮组A(2)位于机架内部，前后对称，如图1和图2；永磁同步电机(1)输出轴和轮组A(2)的轴共线，并且不经过变速和换向直接用联轴器(11)连接，如图3；皮带组(4)的一端连接悬绳器(5)，另一端依次通过轮组B(6)、轮组A(2)和轮组C(7)连接在配重(9)之上，轮组A(2)两侧的皮带组(4)形成的摩擦包角不小于160°，如图2；轮组B(6)和轮组C(7)两端靠轮组支撑座(8)支撑，如图4和图5，轮组 支撑座(8)位于机架(3)顶部；永磁同步电机(1)正、反旋转运动时，轮组A(2)与皮带组(4)之间产生的摩擦力，用于平衡上下冲程过程中悬点载荷和配重(9)重力之间的合力；同时通过轮组A(2)导向作用，将旋转运动转化为了皮带组(4)上下往复直线运动，带动抽油杆完成采抽作业。