一种电机往复驱动直线抽采机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油田采油机，特别是涉及一种电机往复驱动直线抽采机。
【背景技术】
[0002]目前，国内外油田采油大致可以分为两大方式，即由地面采油机械驱动的有杆泵采油和井下的潜油无杆抽油泵采油。无杆泵采油方式主要是利用潜油直线驱动电机往复泵和电动潜油离心泵进行采油，潜油直线驱动电机往复泵的效率偏低，因此其应用范围较小；电动潜油离心泵的转速高、排量大，但降低转速很困难，因此只能用于供液充足的油井。正是由于上述缺陷，使无杆泵的应用范围受到很大的限制，因此绝大多数油田的生产油井仍米用有杆泵米油。
[0003]现有技术中的有杆泵多为往复式柱塞泵，由地面上的抽油机将驱动电机的旋转运动变成上下往复运动并通过抽油杆传递到浸没在油层中的抽油泵柱塞，使柱塞在泵筒内上下往复运动而实现抽油。常用的地面抽油机是传统的游梁式抽油机、立式皮带往复抽油机和地面螺杆泵，游梁式抽油机仍然是抽采的主要设备，占抽油机总量的90%以上。但技术成熟的游梁式抽油机也有其自身难以克服的较为严重的缺陷:第一，抽油机本身体积大导致金属消耗量大、安装所需空间大、制造成本高、运输及安装不便；第二，由于需要比较长的曲柄半径，曲柄半径与抽油杆的往复行程成正比，而游梁的驴头一端一般小于横梁轴一端，力口上曲柄平衡块和游梁平衡块消耗自身运动的惯性力，惯性力矩、连杆运动分力，杠杆作用力和自身传动过程中消耗的功率，占驱动电机功率的50%以上，这就导致了抽油机系统效率低、耗电量大，采油成本高；第三，游梁抽油机的调适、维护和维修都比较困难。
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【发明内容】
[0005]根据以上技术问题本发明提供一种效率高、体积小、安装运输方便、智能控制的电机往复驱动直线抽采机，其特征在于包括控制箱和抽采机，所述控制箱包括控制箱主体、显示屏、控制钮，控制箱主体上安装有显示屏，所述显示屏下侧设置有控制钮，抽采机包括驱动电机、精密减速机、小齿轮、齿条、滑动轨道、齿轮箱、抽油杆光杆、固定卡子、支撑圆筒、缓冲弹簧、导向铜环、支架、套管，所述驱动电机采用变频三相异步电动机，安装固定在精密减速机输入端；所述齿轮传动机构由互相配合的小齿轮和齿条构成，安装在齿轮箱内，所述齿条通过滑动导轨安装在齿轮箱内，所述小齿轮装在精密减速机输出轴上，抽油杆光杆穿过齿条中心孔伸出至齿条上端面，并通过固定卡子固定于齿条上端；所述驱动电机通过小齿轮驱动齿条在齿轮箱中沿滑动导轨上下移动，所述齿条下端浸在齿轮箱下端的支撑圆筒中，通过齿条的上下往复运动带动抽油杆运动达到抽油的目的，同时将支撑圆筒内的润滑油带到小齿轮啮合处，润滑齿轮传动机构，所述支撑圆筒的底部安装有缓冲弹簧装置，抽油杆光杆穿过缓冲弹簧的中心，所述支撑圆筒的底部装有导向耐磨铜环，用以保证抽油杆光杆在整个机构的中心孔中运行和防止抽油杆光杆被划伤。
[0006]所述传动机构为齿轮齿条传动，驱动电机通过减速机输出端上的齿轮驱动齿条上下往复运动，固定于齿条上的抽油杆随之运动。
[0007]所述齿轮箱下部的支撑圆筒底部装置了储能缓冲弹簧装置，当齿条下行接近下死点时，储能缓冲弹簧吸收抽油杆下行能量，减缓机构下行冲击；当齿条从下死点开始向上运动时，储能缓冲弹簧释放能量，助推齿条及抽油杆向上运动，降低驱动电机启动电流。
[0008]所述控制箱内部设有检测系统、报警系统、采集系统，实时检测井下泵况并采集现场的电参、示功图、动液面、扭矩、产液量、泵漏失等参数，并由这些参数判断井底状况智能控制抽采机的运行状态。
[0009]本发明的有益效果为:本发明中由齿轮和齿条组成的传动机构可将变频驱动电机的正反向转动经由精密减速机转变为齿条和抽油杆光杆的直线往复运动，从而带动抽油杆驱动井下抽油泵。当上行时，齿条带动抽油杆光杆从下死点向上运动完成一个冲程到达上死点，在启动运行初期，支撑圆筒底部的缓冲弹簧释放所储能量，减小启动载荷从而降低了驱动电机启动电流；当下行时，在载荷重力作用下，齿条带动抽油杆光杆从上死点向下运动完成一个冲程到达下死点，在接近下死点时，储能缓冲弹簧开始吸收能量，同时减小齿条到下死点时的冲击。在发明中，从驱动电机输入旋转运动的功率，到齿条输出往复运动的功率，只需要经过精密减速机和齿轮与齿条的啮合传动就可以完成。本发明机械传动路线短、效率高，在使用时降低了自身消耗功率，可节省能耗50%以上，有效的提高了机械效率和系统效率，从而节省大量能源。本发明结构简洁、降低了生产、运输和安装的成本；便于维护与维修，降低运行成本；本装置可用螺栓直接安装于井口，不需要混凝土及砂砾垫土等基础施工，井口作业面积小，进而降低了对油井周围环境的要求；本发明具有精巧的机械结构，在确保运行平稳安静的同时，也降低了对油井周围环境的负面影响。本发明的控制系统通过控制柜无需传感器就可以采集到现场的电参、示功图、动液面、扭矩、产液量、泵漏失等参数，根据这些参数的变化自动调节运行速度，能有效地节约设备成本、提高系统效率、节省能源耗费；同时控制箱内部设置有报警系统，根据检测参数进行报警提示，根据设置报警参数自动启停控制，设置欠载负荷，设置动液面深度控制等，还可以进行井下泵况自动检测，通过显示屏上的用户界面操作，可对井下的游动阀或固定阀的漏失进行检测，并将漏失量显示，系统还具备远距离传输和控制功能，完全适应数字化油田的要求。本发明效率高，结构简单易于安装运输，噪音小，故特别适于城市里面和复杂地势交通不变的地区。
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【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图。
[0012]如图1，驱动电机_1、精密减速机-2、小齿轮_3、齿条_4、滑动轨道_5、齿轮箱_6、抽油杆光杆_7、固定卡子_8、支撑圆筒-9、缓冲弹簧-10、导向铜环-11、支架-12、套管-13、控制箱主体-14、显示屏-15、控制钮-16。
【具体实施方式】
[0013]根据图1所示，对本发明进行进一步说明:
实施例1 本发明电机往复驱动直线抽采机主要由包括控制箱和抽采机，控制箱包括控制箱主体14、显示屏15、控制钮16，控制箱主体14上安装有显示屏15，显示屏15下侧设置有控制钮16，抽采机包括驱动电机1、精密减速机2、小齿轮3、齿条4、滑动轨道5、齿轮箱6、抽油杆光杆7、固定卡子8、支撑圆筒9、缓冲弹簧10、导向铜环11、支架12、套管13，驱动电机1是由变频器控制的三相异步感应驱动电机1，安装固定在精密减速机2的下端。齿轮传动机构由互相配合的小齿轮3和齿条4构成。小齿轮3直接装在减速机输出端，齿条4通过滑动导轨5安装在齿轮箱6内，其上端为固定抽油杆光杆7的固定卡子8,减速箱6安装在支撑圆筒9上端，齿条4的下端浸在支撑圆筒9内的润滑油中，支撑圆筒9的底部装有储能缓冲弹簧10，支撑圆筒9的下端安装了导向铜环11，抽油杆光杆穿过其内的套管13，整个抽采机座于支架12上面。
[0014]工作时，驱动电机1周期性正反向旋转，齿轮传动机构将驱动电机1的正反向转动转变成齿条4和抽油杆光杆7的上下往复运动并通过减速机2减速。
[0015]智能控制系统装在控制箱14内，抽采机的运行控制系统及机器参数设置、运行参数显示、检测系统等均在其内，是保证抽采机智能运动的核心。
[0016]在本发明中，由于齿轮传动机构直接将驱动电机的正反向转动转变成上下往复运动，因此提高传动效率。
【主权项】
1.一种电机往复驱动直线抽采机，其特征在于包括控制箱和抽采机，所述控制箱包括控制箱主体、显示屏、控制钮，控制箱主体上安装有显示屏，所述显示屏下侧设置有控制钮，抽采机包括驱动电机、精密减速机、小齿轮、齿条、滑动轨道、齿轮箱、抽油杆光杆、固定卡子、支撑圆筒、缓冲弹簧、导向铜环、支架、套管，所述驱动电机采用变频三相异步电动机，安装固定在精密减速机输入端；所述齿轮传动机构由互相配合的小齿轮和齿条构成，安装在齿轮箱内，所述齿条通过滑动导轨安装在齿轮箱内，所述小齿轮装在精密减速机输出轴上，抽油杆光杆穿过齿条中心孔伸出至齿条上端面，并通过固定卡子固定于齿条上端；所述驱动电机通过小齿轮驱动齿条在齿轮箱中沿滑动导轨上下移动，所述齿条下端浸在齿轮箱下端的支撑圆筒中，通过齿条的上下往复运动带动抽油杆运动达到抽油的目的，同时将支撑圆筒内的润滑油带到小齿轮啮合处，润滑齿轮传动机构，所述支撑圆筒的底部安装有缓冲弹簧装置，抽油杆光杆穿过缓冲弹簧的中心，所述支撑圆筒的底部装有导向耐磨铜环，用以保证抽油杆光杆在整个机构的中心孔中运行和防止抽油杆光杆被划伤。2.按照权利要求1所述的一种电机往复驱动直线抽采机，其特征在于所述传动机构为齿轮齿条传动，驱动电机通过减速机输出端上的齿轮驱动齿条上下往复运动，固定于齿条上的抽油杆随之运动。3.按照权利要求1所述的一种电机往复驱动直线抽采机，其特征在于所述齿轮箱下部的支撑圆筒底部装置了储能缓冲弹簧装置，当齿条下行接近下死点时，储能缓冲弹簧吸收抽油杆下行能量，减缓机构下行冲击；当齿条从下死点开始向上运动时，储能缓冲弹簧释放能量，助推齿条及抽油杆向上运动，降低驱动电机启动电流。4.按照权利要求1所述的一种电机往复驱动直线抽采机，其特征在于所述控制箱实时检测井下泵况并采集现场的电参、示功图、动液面、扭矩、产液量、泵漏失等参数，并有这些参数判断井底状况智能控制抽采机的运行状态。
【专利摘要】本发明提供一种电机往复驱动直线抽采机，包括控制箱和抽采机，所述显示屏下侧设置有控制钮，抽采机包括驱动电机、精密减速机、小齿轮等，抽油杆光杆穿过齿条中心孔伸出至齿条上端面，当上行时，齿条带动抽油杆从下死点向上运动完成一个冲程到达上死点，在启动运行初期，支撑圆筒底部的缓冲弹簧释放所储能量，减小驱动电机启动电流增加启动力矩；当下行时，在载荷重力作用下，齿条带动抽油杆从上死点向下运动完成一个冲程到达下死点，在接近下死点时，储能缓冲弹簧开始吸收能量，同时减小齿条到下死点时的冲击。本发明效率高，结构简单易于安装运输，噪音小，故特别适于城市里面和复杂地势交通不变的地区。
【IPC分类】E21B43/00
【公开号】CN105370246
【申请号】CN201410385793
【发明人】张启民
【申请人】百米马（天津）有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月7日