[发明专利]间接驱动曳引式抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及一种曳引式抽油机，特别是一种既适用于低洼、经常积水的地段或浅海区域，也适用于风大、需要经常维护地段的间接驱动曳引式抽油机。它可替代20型或以上的大型油梁机，属于油田采油机械技术领域。

背景技术

目前，在我国油田使用的绝大部分抽油机是游梁式抽油机，其结构比较简单，耐用，维修及作业比较方便，但存在传动效率低，耗能多，耗材多，智能化程度低等缺陷。为了克服以上缺点，并响应国家节能减排的号召，人们对曳引式抽油机越来越重视，对重曳引式抽油机是应用比较多的一种。如公告号为CN100504068C的“滑轮式柔性传动抽油机”。其采用柔性材料将抽油杆与平衡箱通过滚筒连接起来，这样抽油杆及液注重量就被平衡箱平衡掉一部分，另外再通过与电机相连接的卷筒及柔性带拉动平衡箱上下移动。这样，相比游梁式抽油机，该曳引式抽油机减少了电机的功率，提升了传动效率，并且减少了材料的使用及占地面积。

针对现有曳引式抽油机存在的缺陷，本申请人所在公司（沈阳蓝光驱动技术有限公司）曾设计出一种公告号为CN101413386A的“电机下置的无齿轮对重曳引式抽油机”。该机采用了对重曳引方式，通过天轮与动滑轮将抽油机钢丝绳的悬挂功能和曳引功能分离开。这样以来，悬挂钢丝绳只需满足悬挂功能，可以设计得很粗，以增加使用寿命及安全系数，曳引钢丝绳只需满足额外的曳引力，可以设计得很细，以减小曳引轮及滑轮的直径。该设计基本上解决了现有曳引式抽油机的钢丝绳寿命短以及安全性差的问题。然而，其仍然存在着不尽人意之处。

在曳引式抽油机的设计中，如何将电机的曳引力放大以拉动对重及抽油杆是一个难点。上述公告号为CN101413386A的“电机下置的无齿轮对重曳引式抽油机”采用了通过一级减速器来放大电机提供的曳引力。类似的设计还体现在CN100504068C以及公告号为CN201367885Y的“长冲程曳引抽油机”上。由于减速器传输转矩不变的原理，为了增大输出曳引力，曳引轮的直径必须减小。然而，在曳引钢丝绳（或柔性带）绳径固定的情况下，缩小曳引轮的直径无疑会大大降低钢丝绳（或柔性带）的使用寿命。因此，在其应用上，减速器对电机曳引力的放大倍数有限，并且传动效率不能保证。如果需要继续增加曳引力，则必须提高驱动电机的扭矩。但是，无论是采用开关磁阻电机，还是采用永磁同步无齿轮电机，其扭矩都是与电机成本成正比的。因此，该类型抽油机在保证成本的前提下，只能提供有限的曳引力，无法替代20型或以上的大型油梁机。

在传递电机曳引力到钢丝绳的结构上，以上三种专利都公开了采用皮带轮的设计。这也是现有游梁式抽油机所广为使用的成熟技术。然而，由于曳引式抽油机上下往复运动的原理，连接曳引机与减速器的皮带也会往复运动，因此其寿命会比同方向转动的机构（如油梁机）有大幅度下降。因皮带本身带有弹力，皮带与皮带轮之间的摩擦力无法精确控制，故在电机换向的时候很容易打滑。这不仅加速了皮带的老化，而且此类“丢转”现象对电机行程的精确控制也产生了很大问题。而且，皮带打滑的现象对于抽油机的失载保护及侦测提出了很大难题，以上三种专利都没有很完善的解决失载保护问题。再者，皮带与钢丝绳结合的结构，使该抽油机整体结构复杂，占地面积大，不利于安装和维护。