[实用新型]无通用减速机的多级减速短链传动立式抽油机

说明书

本实用新型为一种无通用减速机的多级减速短链传动立式抽油机，属机电一体化应用新领域。该机包括置于塔筒式或塔架式机架顶平台上的动力机、与动力机减速传动的驱动轮、动力机支座下部设置的卸载挂抽辅助装置和机架底座上设置的作业让位装置以及机架下部控制柜内设置外接传感器的智能控制器，其中驱动轮绳槽内设置一端通过前动滑轮悬挂抽油杆载荷，另一端通过后动滑轮悬挂上部设置失载保护装置的平衡重；机架本体设置攀爬式护栏和顶平台护栏，机架内侧设置平衡重扶正滑轨。该机具有多级减速增距、短链传动、节能降耗的优势，较好地解决了立式抽油机作业让位、卸载挂抽、失载保护的难题，是理想的创新换代机型。

技术领域

本实用新型为一种无通用减速机的多级减速短链传动立式抽油机，属机电一体化应用新领域。

背景技术

在油田开发中，传统四连杆游梁式抽油机是最主要的开采手段。据不完全统计，全世界目前有机械采油井600多万口，四连杆游梁式抽油机约占90％左右，成为机械采油的主导机型。

四连杆游梁式抽油机疲实耐用，百年来经久不衰。但随着科技进步和绿色能源的要求，沿用近2个世纪的传统传动方式技术已经落后，下列技术瓶颈制约着该种机型的发展，亟待进行技术创新。

一是传动链长，系统效率低

四连杆游梁式抽油机从电机输出动力到完成抽油循环，经过电动机→小皮带轮→皮带→大皮带轮→减速箱一轴→减速箱二轴→减速箱三轴→2条曲柄→→2根连杆→横椽→尾轴承→游梁→中轴承→驴头→毛辫子等超长传动链的近 30个传动部件，系统效率≤40％。

二是大马拉小车高耗能现象突出，不符合国家产业政策

四连杆游梁式抽油机采用四连杆换向，曲柄旋转平衡。由于该种运动方式理论上无法实现理想的平衡效应，其悬点载荷、平衡效果和扭矩曲线随曲柄旋转角度呈正弦运动规律，一个抽油循环电动机扭矩出现两次0值，一次高峰正值，一次波谷负值，扭矩工况恶劣，动力配置设计上要按3-5倍的额定工况配置电动机，大马拉小车现象严重。目前，根据国家节能环保的产业政策，高耗能设备已列入淘汰行列。

三是危险点源多，调参麻烦，维护工作量繁重

四连杆游梁式抽油机的曲柄旋转机构设计上存在先天危险点源，伤亡事故时有发生。冲程参数调整必须借助于吊车，靠熟练技术工人在危险环境中费时费力高劳动强度才能完成，不符合健康、安全、环保的要求。

针对上述技术制约瓶颈，本申请人40年前提出了无任何中间传动环节，仅靠单台电机驱动，实现理想的天平平衡效应和0电流换向的立式抽油机设计方案，陆续申报并取得国家专利(00246414.4、02257259.7、200510123422.9)，并用实物样机验证了理论和现场应用的可行性。

上述发明创新的公布和实施立即引起抽油机领域的多米诺效应，国内纷纷出现了多种模仿抄袭机型。各类模仿机型虽然其结构和原理没有突出的实质性特点和显著的进步，但从优化改进的角度，也具有一定的参考价值。

与传统四连杆游梁式抽油机相比，上述电机直驱天平平衡立式抽油机节能省材30-60％，不停机智能调参提高工效大于1000倍，维护工作量减少60％以上，适于长冲程、低冲次的工作制度，这些明显的技术优势决定了电机直驱天平平衡立式抽油机大有取代传统四连杆游梁式抽油机的发展趋势。但总结近40 年抽油机的发展历程，技术优势如此明显的电机直驱天平平衡立式抽油机仍旧处于小规模试用阶段，始终未能将传统四连杆游梁式抽油机取而代之，其症结在于：

一是抽油机是一种低速大扭矩的重型野外矿场机械，单台电机直驱所需的低速大扭矩，势必要增大电机体积和功率，制造成本居高不下，使制造厂和油田现场都不习惯承受。

二是作业让位、卸载挂抽、失载保护是立式抽油机的结构缺陷，需要进行突破性创新。