[实用新型]游梁抽油机拖动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田用游梁抽油机，特别涉及一种能隔离脉动负载转矩的抽油机拖动装置。

背景技术

目前各国的油田基本上都是采用传统构造的游梁式抽油机，从地下抽取石油。由于这种抽油机的结构简单，具有价格低廉、使用寿命长和维修费用低等优点，加上在几十年的长期使用过程中，也积累了丰富的使用经验，所以，尽管它也存在着传动效率低的缺点，但始终没有被后来研制出的各种新型抽油机所取代。

抽油机是重载起动并长期轻载运行的设备，可是游梁抽油机配套的电动机，基本都是从Y系列改型的6极或8极笼型异步电动机，为使抽油机起动，只能按起动负载转矩匹配电动机的功率大小，而起动后的平均负载率只有25％左右，形成了一种“大马拉小车”的低效率传动运行工况。

抽油机的机械传动系统是通过皮带轮、齿轮减速箱、曲柄轴和四连杆等机构，将电动机的高速旋转运动，转换成“悬点”(悬绳器)按正弦规律变化的低速上下直线往复运动，再通过装在曲柄轴上的平衡重的重力平衡作用，形成了曲柄轴上的静扭矩每转一周有两个按正弦规律变化的最大值和两个零值的脉动负载扭矩，致使拖动抽油机的电动机运行在周期性剧烈脉动负载转矩下，再加上四连杆传动机构形成的不断变化的传动角，又使脉动负载的峰值从90度前移到70度角和产生负转矩形成倒拉电动机等不良现象。致使抽油机的负载特性进一步恶化，还有地下的抽油泵柱塞及上千米的长拉杆产生的惯性负载和弹性负载也交织在一起，只靠调节平衡配重已无法实现抽油机的完全平衡运行，从而使电动机的力能指标大幅度下降，几十千瓦的Y系列电动机在拖动正常额定负载时有92％以上的效率，但用于拖动抽油机时其平均效率下降到60％左右，使功率因数下降到0.4左右。长期以来，各国的采油企业及科研部门一直在努力解决抽油机传动效率低这个问题。原石油部在1982年给大庆油田管理局和石油大学下达了解决这一问题的任务，20多年来国家投入了大量经费，先后有几十批攻关人员，在专家和教授的领导下一直在攻关。在2005年全国有30多个开发单位在大庆油田第九采油厂的标准井的检测情况来看，还没一家过关的。2006年10月份有全国各地的电机厂、有关的大学、新技术开发公司等，共50多个单位到大庆的标准井去检测新开发出来的各种抽油机专用节能拖动装置和节能控制配电箱。上述的事实足以说明，克服游梁抽油机传动效率过低，使电费在原油成本中占的比例过大这个老大难问题，是多么的不容易。

发明内容

为了克服游梁抽油机周期脉动负载给电动机造成拖动效率过低问题，本实用新型提供一种抽油机的新型拖动装置，该拖动装置能有效地隔离周期脉动转矩和提高运行效率。

本实用新型解决游梁抽油机传动效率过低问题所采用的技术方案是：交流电动机外壳、定子铁心、三相绕组、鼠笼转子、转子轴、前后轴承和前后端盖装成整机。其特征在于：鼠笼转子绕组的两个铸铝端环的圆周上，有多个径向通风冷却的孔，能使转子的转矩特性适当变软的同时而转子不过热。在转子轴前轴伸安装槽带轮的位置，有用能自行楔紧的斜楔健，固定在转子轴前轴伸上的铸铁飞轮，把飞轮设置在电动机前轴伸上能有效隔离周期脉动负载转矩及防止倒拉现象。

电动机轴的转速比抽油机曲柄轴的转速高百倍，把惯性飞轮直接设置在电动机前轴伸上，是一种构造简单，而且飞轮的运动线速度大，能充分发挥飞轮平滑周期脉动转矩的作用。一般抽油机运行在每分钟9个冲次时，其脉动平均周期是3.3秒钟，当地下抽油泵的柱塞达到下冲程的最低极限时，由于一千多米长的传动拉杆的回弹现象，此时仍使电动机处于被倒拉状态，这时曲柄轴接近或处于抽油机的最高点位置，曲柄轴从最高点向下转70度角度，只有1.3秒钟其静扭矩已达到峰值，这样剧烈变化的周期脉动负载，采用高速惯性飞轮隔离其脉动转矩，实践证明有较好的效果。

在铸铝端环上打孔，不但能有效增大转子的转差率S，使其S处于6％至8％时，转子连续运行不过热，这时，由于多个径向通风孔形成了鼓风轮效应，加上孔的周围正是产热点，可使冷却空气直接冷却发热面，比在转子中心发热再经过传热材料的热阻后同冷却空气交换效果显著。

其从属特征是：

1.铸铁飞轮的直径是机座高度(H)的2.1倍到2.3倍。飞轮的外径宽度为每千瓦标称输出功率6至8毫米。