[实用新型]三维四向直驱电机拖动立式抽油机

说明书

本实用新型为一种三维四向直驱电机拖动立式抽油机，属机电一体化应用新领域。

国内外机械采油的主要手段是传统四连杆游梁式抽油机和各类天平平衡立式抽油机。据不完全统计，全世界目前有油井约200万口，其中抽油机机械采油约占95％以上。

传统四连杆游梁式抽油机已逾120多年应用历史，具有疲实可靠、经久耐用、作业让位简单、卸载挂抽方便、失载保护可靠的的优点。该机型虽不断改进，不断创新，但其结构和原理万变不离其宗，至今仍占机械采油的90％左右，成为机械采油的主导机型。

随着人类对低碳、环保的需求越来越迫切，各类节能高效、不停机智能调参的电机直驱天平平衡立式抽油机相继诞生。与传统四连杆游梁式抽油机相比，电机直驱天平平衡立式抽油机具有节能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％以上的明显技术优势。但是，电机直驱天平平衡立式抽油机由于简化了90％以上的传动环节，传动效率的提高也随之带来诸多不便：

1.依靠电机自身动力难以提升平衡重，卸载挂抽往往借助吊车，给现场造成不必要的麻烦；

2.失载保护成为制约其发展的难题；

3.单靠电机扭矩难以解决非额定工况的超载难题，提高电机扭矩又加大了电机的成本，限制了其规模化推广应用。

如何在相同体积或更少用料的情况下使电机出力成倍翻番，解决上述诸多难题，是本实用新型研究的主要目的。

针对上述立式抽油机直驱电机存在的技术难题，本实用新型在兼顾短链传动、作业让位、卸载挂抽、失载保护等技术环节优化的同时，从机械传动互相啮合的齿轮突发灵感，设计出三维四向直驱电机，不但使定、转子铁心轴向里外两个配合面多组齿极同时做功，而且定、转子铁心径向左右两个配合面多组扇面齿极同时更大出力地做功，实现了低速大扭矩电机设计的重大突破，为天平平衡立式抽油机规模化应用提供了理想的换代机型。

本实用新型的技术解决方案是：

所述的三维四向直驱电机拖动立式抽油机包括置于机架(6)底座中央或顶平台上的三维四向直驱电机(2)，置于机架(6)顶平台上的卸载挂抽辅助装置(13)和前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)底座四周的电动移机装置(1)，置于机架(6)下部外接位置传感器(11)的智能控制器(3)，其中三维四向直驱电机(2)外转子壳体表面披复驱动绳(5)，驱动绳(5)一端悬挂油井载荷或经前导向轮(7)通过前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端悬挂平衡重(10)或经后导向轮(8)通过后动滑轮(9)悬挂平衡重(10)。

所述的三维四向直驱电机拖动立式抽油机包括置于机架(6)底座中央或顶平台上的三维四向直驱电机(2)，置于机架(6)顶平台上的卸载挂抽辅助装置(13)和前导向轮(7)、后导向轮(8)以及置于机架(6)底座四周的电动移机装置(1)，置于机架(6)下部外接位置传感器(11)的智能控制器(3)，其中三维四向直驱电机(2)外转子壳体表面披复驱动绳(5)，驱动绳(5)一端悬挂油井载荷或经前导向轮(7)通过前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端悬挂平衡重(10)或经后导向轮(8)通过后动滑轮(9)悬挂平衡重(10)。

所述的三维四向直驱电机(2)外转子壳体兼做驱动轮，其驱动绳(5)为钢丝绳或强力纤维带，与驱动轮的悬挂驱动方式为以下四种类型之一：

第一种为外转子壳体披复强力纤维带，强力纤维带一端悬挂油井载荷，另一端悬挂平衡重(10)的一级减载摩擦传动；

第二种为外转子壳体镶嵌耐磨填料的绕绳槽内披复钢丝绳，钢丝绳一端通过前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端通过后动滑轮(9)悬挂平衡重(10)的二级减载摩擦传动；

第三种为外转子壳体镶嵌耐磨填料的绕绳槽内披复钢丝绳，钢丝绳一端经前导向轮(7)通过前动滑轮(4)悬挂油井载荷，另一端经后导向轮(8)通过后动滑轮(9)悬挂平衡重(10)的二级减载摩擦传动；

第四种为两组钢丝绳或两组强力纤维带各一端呈相反方向固定在三维四向直驱电机(2)外转子壳体上，另一端分别悬挂油井载荷和平衡重(10)的一级减载同步传动；或者一组钢丝绳另一端通过前动滑轮(4)悬挂油井载荷，第二组钢丝绳另一端通过后动滑轮(9)悬挂平衡重(10)的二级减载同步传动。