[发明专利]变力矩节能抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发所需的抽油机，特别是一种：变力矩节能抽油机。

背景技术

目前：在原油开采的过程中，抽油机的驱动耗能是油田行业用电大户之一，占油田开发总耗电量的1/3以上。据不完全统计，全国有7万口油井在运行，年耗电100亿KW.h左右。在能源逐步趋于匮乏的今天，环保节能已经越来越受到人类的重视，也是人类文明发展的体现。传统的各类抽油机及后续的改进机型，有很多突出的优点和进步，为石油行业做出了伟大的贡献。但耗能大的问题始终没有得到很好地解决，抽油机运行是一个复杂的变力运行过程，其高能耗的原因也是复杂的。同时还在受到频繁更换皮带等易损件的困扰。

如何在保持传统抽油机低成本、长寿命、安全可靠、维护保养费用低、操作简便等基础上，开发出新型高性价比、低耗能的抽油机，是业界共同思考研究的课题，并一直在不停的努力。

相继出现例如：干扰平衡式游梁抽油机，直接平衡柔性传动抽油机，丝杠调节平衡抽油机，游梁式下偏杠铃节能抽油机，复合滚筒式脉动减速节能抽油机等等。纵观这些技术，在原有基础上都有一定的提高，但基本都保留了原有抽油机的笨重减速器、皮带等，节能效果不理想的不足。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术之不足，提供一种变力矩节能抽油机。

本发明的目的之一在于，在保持传统抽油机优点的基础上，同比以相对较小的驱动功率，在动态水平面上往复改变游梁配重端的重力矩大小，使游梁支点两端的重力矩失衡而产生往复运动，达到以较小的驱动功率换取以较大重力驱动抽油机工作的目的，最终获得较高节能效果。

本发明的目的之二在于，利用启动电流小、耗电低的开关磁阻电机和性价比更高的小型摆线针式减速器，代替传统笨重的齿轮减速器构成驱动系统。

本发明的目的之三在于，以涡轮齿和圆柱齿条直驱的方法，取缔传统抽油机的皮带传动方式。

本发明的目的之四在于，利用更可靠的盘式制动结构代替传统的外裹式刹车带制动结构，提供更可靠的制动方法。

本发明的目的之五在于，在不牺牲性能的前提下，利用支撑轴总成、水平轴总成和竖直轴总成等转动部位，最大限度以轴承转动结构，来突出低成本、长寿命、安全可靠、低噪声、减小阻力、维护保养方便和费用低等优点。

本发明的目的之六在于，增加了安全应急自动停机、制动功能，为断电失去动力、断杆、断悬绳、卡泵等异常情况，提供可靠的快速制动安全保障。

本发明的目的之七在于，结构设计尽量沿用传统游梁抽油机的理念，以实现旧机改造、旧物再利用，节约成本减少浪费的目的。

本发明的上述目的是通过以下技术手段实现的：

一种变力矩节能抽油机，包括游梁，支架，连杆，中梁，“驴头”和配电控制系统，所述游梁通过支撑轴总成安装在支架的顶端，所述游梁的一端安装有“驴头”，另外一端/尾端通过水平轴总成安装有驱动总成安装架，所述驱动总成安装架安装有驱动总成；所述驱动总成上安装有配重体；所述游梁与支架之间设竖直安全制动总成，所述竖直安全制动总成上设角位移检测系统；所述游梁与支撑轴总成连接处设有竖直力臂，所述游梁与配重体连接处设游动力臂，所述竖直力臂与游动力臂之间设有拉杆；所述支架的下端设有中梁和配电控制系统，所述中梁上设应急制动系统和被动摇臂；所述安装有配重体端的游梁通过轴连接有连杆，所述连杆另外一端轴连接在被动摇臂上。

所述竖直力臂的长度大于游动力臂的长度。

所述配重体包括左配重体和右配重体，所述左配重体和右配重体上分别设在左配重臂和右配重臂的外端。

所述驱动总成包括起动电流小，具有调速功能的开关磁阻电机，配套摆线针减速器及主动涡轮齿和被动涡轮齿及与涡轮齿配套的圆柱齿条构成。

所述左竖直轴总成，主动涡轮齿和右竖直轴总成，被动涡轮齿对称安装在圆柱齿条的两侧。

所述被动涡轮齿与主动涡轮齿对称并列配合安装，起到限位圆柱齿条的作用。

所述左竖直轴总成和左配重臂涡轮齿与右竖直轴总成和右配重臂以圆柱齿条为中心，并通过圆柱齿条以相同方式与主动涡轮齿和被动涡轮齿齿合，构成传动结构。

所述左配重臂和右配重臂的内端分别连接在左竖直轴总成，右竖直轴总成上。

所述动摇臂的本体与其两端连接点之间的连线具有夹角，有利于动摇臂无阻力定向旋转。

所述安全制动总成为半圆状刹车盘设计，所述半圆状刹车盘安装在游梁的底部，以支撑轴总成为圆心随游梁转动。