CN102182427B - 数控测距刹车滚筒抽油机 - Google Patents

Abstract

一种数控测距刹车滚筒抽油机，包括底座、机架、平衡箱、悬绳器、负荷皮带、上平台、减速刹车滚筒机构、驱动机构、联组带、断杆保护机构、升降行走机构、电气控制机构，固定挂绳桩摘卸负荷机构和校零软铁。减速刹车滚筒机构安装在上平台前面，通过联组带与驱动机构连接，断杆保护机构安装在减速刹车滚筒机构与驱动机构之间，电气控制机构的PLC程序编辑控制器按照输入状态逻辑运算后输出控制信号，指挥控制器控制电机起停，转速及正反转，指挥断杆保护，电气控制机构起到抽油机的安全运行，不停机调节抽油机冲次和冲程，故障判断及执行保护的作用。

Description

数控测距刹车滚筒抽油机

技术领域

本发明涉及一种油田采油的地面采油机械设备，具体地说是一种数控测距控制冲程、冲次，检修井口摘卸负荷方便、作业移机安全方便、电气控制断杆保护的数控测距刹车滚筒抽油机。

背景技术

抽油机是油田地面采油的一种常规设备，游梁抽油机是地面采油设备最早被采用的设备，因其可靠性高一直还在使用，但其***效率低能耗高，调整冲程冲次劳动强度大是公认的。为了提升***效率先后出现了多种立式抽油机，包括各种机械换向及电动换向的抽油机，而机械换向由于冲程只能是固定长度，不能适应多种井况的要求，且换向***制造费用高；电动换向的抽油机包括直线抽油机及各种调速电机驱动的抽油机，直线抽油机由于造价高、效率一般，实用性不是很强；而调速电机由于现代调速技术的飞速发展及使用的普及价格已被认可，效率较高，各种功能齐全，由此发明了多种电机换向抽油机。

有一种公开专利，申请号是991105540的摩擦驱动自锁换向式抽油机，它的机架上部安装有自锁滚筒，负荷皮带覆盖在筒体表面，负荷皮带一端连接光杆另一端连接平衡箱，电机通过皮带驱动自锁滚筒转动，电机的正反转驱动自锁滚筒正方向转动，自锁滚筒筒体的摩擦驱动使负荷皮带完成往复运动，带动抽油泵做上下往复运动，达到抽油的目的；它的断杆保护装置安装在平衡箱内，换向缓冲装置在机架的下部。它存在以下不能实现的问题及设计缺点：

1、自带刹车的自锁滚筒在无外部控制的情况下是无法实现滚筒输入带轮转动刹车打开，滚筒输入带轮停转刹车自锁的，存在自锁滚筒无法实现的问题。

2、电机的正反转靠限位传感器控制逆变器实现，改变冲程长度需要重新固定限位传感器的位置，存在冲程长度调整不方便的缺点。

3、断杆保护有局限性，断杆保护的作用是防止平衡箱瞬间落下砸坏基础，油井抽油杆深度在500-4000多米，深度不等，由于光杆相对于抽油杆截面较大，断杆基本都是发生在光杆以下的抽油杆，当在井下100米以下断杆时，由于井口侧还有一定的负荷，橡胶与滚筒体表面的摩擦系数较大，平衡箱的重量与井口侧剩余重量的共同作用使负荷皮带对筒体表面的压力造成的摩擦力大于断杆保护装置的弹簧张力，造成断杆保护装置不能瞬间作用，而平衡箱拖动滚筒加速转动，造成砸坏基础的情况发生，因此存在断杆保护有局限性的缺点。

4、当作业修井或检修井口时，需要分开负荷皮带与光杆的连接，而“摩擦驱动自锁换向式抽油机”摩擦驱动的方式不能单独提起平衡箱，负荷皮带与油杆之间一直处于受力状态，即使强行松光杆卡子能实现负荷皮带与油杆的连接，由于受力反弹也比较危险，且作业完后再连接负荷皮带与油杆时只能借助作业机或吊车提起光杆高空连接，使用非常不方便，具有不能自行摘卸负荷且不安全的缺点。

5、当需要修井作业时，井口需要一定的操作空间，而机架及上部滚筒位置妨碍作业机大钩的上下运行，具有修井不能满足操作空间需要的缺点。

6、机械换向缓冲装置只能对平衡箱在机架下部换向时起作用，而在机架上部换向时无法缓冲保护，具有换向缓冲功能不全的缺点。

发明内容

本发明的目的是解决摩擦驱动自锁换向式抽油机的自锁滚筒不能实现的问题，冲程长度调整不方便、断杆保护有局限性、不能自行摘卸负荷、修井不能满足作业空间需求、换向缓冲功能不全等缺点。

本发明的目的提供一种冲程、冲次调整方便；断杆保护性强；作业修井摘、挂负荷方便、安全，退让作业空间方便；换向平稳、冲击小；节能、可靠的数控测距刹车滚筒抽油机。

本发明的技术方案：包括数控测距刹车滚筒抽油机由框架机构、悬挂平衡机构、驱动机构、断杆保护机构、电气控制机构、摘卸负荷机构、移机让位机构。

框架机构包括底座、机架、上平台、上平台护栏、爬梯、中平台及护栏、稳定调节支撑；该***起到保证运行空间及固定部件的作用。

悬挂平衡机构包括悬绳器、负荷皮带、减速刹车滚筒、平衡箱，负荷皮带覆在减速刹车滚筒上，负荷皮带的一端由悬绳器连接油井光杆，另一端连接平衡箱；该***将滚筒的圆周运动变为直线运动，满足井下油泵往复直线运动的要求，由平衡箱按照油井深度配置相应的重量，使上下运行负荷均匀，减小峰值负荷。

驱动机构包括电机调整固定导轨、电机、联组带、减速刹车滚筒、负荷皮带，电机调整固定导轨固定在上平台上，电机固定在电机调整固定导轨上，电机的皮带轮通过联组带驱动减速刹车滚筒的输入皮带轮使减速刹车滚筒转动，通过减速刹车滚筒与负荷皮带的摩擦驱动负荷皮带上下往复运行，该***起到传递扭矩的作用。

断杆保护机构包括电气控制机构的断杆信号检测及控制断杆保护磁力线圈电源输出部分、动衔铁、推力弹簧、断杆保护磁力线圈及静衔铁、转轴固定座、拉力簧、推杆、夹紧板、转轴、负荷皮带组成，其特征是转轴固定座固定在上平台上负荷皮带的两侧，转轴插在转轴固定座的轴孔内，夹紧板焊接在转轴上，推杆在两夹紧板的中间，拉力簧挂在两夹紧板上，断杆保护磁力线圈及静衔铁固定在上平台的下面，推杆穿过断杆保护磁力线圈及静衔铁后下部连接动衔铁，推力弹簧套在推杆上，夹在动衔铁与静衔铁之间，推杆的上部加工成圆锥面，中部有推力限位凸起，下部安装动衔铁，该***起到油井断杆故障检测报告故障类型及防止平衡严重失衡情况下平衡箱快速下滑的作用。

电气控制机构包括控制柜电源开关、控制变压器开关、上行点动按钮、下行点动按钮、急停按钮、手动/自动转换开关、开关电源、控制变压器、控制器、PLC、文本显示器、控制刹车继电器线圈、控制刹车继电器常开触点、失电制动器、控制断杆保护磁力线圈继电器线圈、控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点、断杆保护磁力线圈、校零接近开关、转数记录接近开关和电机，控制柜电源开关给***供电，控制变压器开关给控制变压器供电，控制变压器给PLC供电，开关电源给失电制动器及断杆保护磁力线圈供电，上行点动按钮、下行点动按钮、急停按钮、手动/自动转换开关、校零接近开关、转数记录接近开关、文本显示器、控制器、向PLC输入控制指令及实时运行状态，PLC程序编辑控制器按照输入状态逻辑运算后输出控制信号，指挥控制器控制电机起停、转速及正反转，指挥失电制动器及断杆保护磁力线圈是否得电，该***起到控制运行、故障判断及执行保护的作用。

摘卸负荷机构由固定挂绳桩、卸负荷钢丝绳、动滑轮、减速刹车滚筒、平衡箱组成，其特征是固定挂绳桩在上平台上，卸负荷钢丝绳一端固定在固定挂绳桩上，然后绕过动滑轮再向上挂到减速刹车滚筒的滚筒挂绳桩上，动滑轮固定在平衡箱的顶部。起到提起平衡箱使井口侧的光杆与负荷皮带连接松弛，安全拆开光杆与负荷皮带之间连接，使井口侧负荷皮带连接的光杆负荷便于摘除的作用。

移机让位机构是由移机水泥底座、底座与升降行走机构组成，其特征是底座在移机水泥底座上面，升降行走机构固定在底座上，起到修井作业时升起抽油机并使其向后移动，让开作业空间的作用。

数控测距刹车滚筒抽油机总体具体结构包括移机水泥底座、底座、机架、平衡箱、悬绳器、负荷皮带、上平台、减速刹车滚筒、上平台护栏、联组带、电机、电机调整固定导轨、校零接近开关、断杆保护装置、爬梯、中平台及护栏、动滑轮、稳定调节支撑、升降行走机构、电缆、电控柜、固定挂绳桩、卸负荷钢丝绳、地脚螺栓、校零软铁、平衡箱支撑梁，移机水泥底座后部安装有电控柜，移机水泥底座上用地脚螺栓固定着底座，底座上是机架，机架的中部有中平台及护栏，机架的一侧安装有爬梯，底座与机架之间安装有稳定调节支撑，机架上部是上平台，上平台的周边安装上平台护栏，前边安装有减速刹车滚筒，减速刹车滚筒一侧有固定挂绳桩，固定挂绳桩上缠有卸负荷钢丝绳，减速刹车滚筒后边有电机调整固定导轨，电机调整固定导轨上安装有电机，减速刹车滚筒与电机之间安装有校零接近开关，减速刹车滚筒上有负荷皮带，负荷皮带的前端连接悬绳器，后端连接平衡箱，中部固定有校零接近软铁，平衡箱上部安装有动滑轮，在上平台上负荷皮带的两侧安装有断杆保护装置，电控柜、电机、失电制动器、校零接近开关、转数记录接近开关、电缆组成了控制***。

本发明与已有技术相比具有以下优点：可以做到精确平衡、机械传动路线短、效率高、根据油井需要调整冲程冲次方便无需停机、具有断杆检测及保护功能、修井摘卸负荷及移机方便的有点。

附图说明

图1-本发明侧面结构示意图

图2-本发明正面结构示意

图3-本发明附图1的A向视图

图4-本发明附图1中减速刹车滚筒的结构示意图

图5-本发明的断杆保护装置示意图

图6-图5的俯视图

图7-本发明的电气控制框图

图1、2、3中1—移机水泥底座、2—底座、3—机架、4—平衡箱、5—悬绳器、6—负荷皮带、7—上平台、8—减速刹车滚筒、9—上平台护栏、10—联组带、11—电机、12—电机调整固定导轨、13—校零接近开关、14—断杆保护装置、15—爬梯、16—中平台及护栏、17—动滑轮、18—稳定调节支撑、19—升降行走机构、20—线缆、21—电控柜(、22—固定挂绳桩、23—卸负荷钢丝绳、24—地脚螺栓、25—校零软铁、26—平衡箱支撑。

图4中8-1支承座、8-2联轴器、8-3筒体、8-4减速机件、8-5键、8-6皮带轮滚筒筒体、8-7输入轴8-8转数信号发生孔、8-9转数记录接近开关、联轴器、8-10右半轴、8-11油封、8-12端盖、8-13转动挂绳桩、8-14左半轴8-15刹车轴、8-16失电制动器。

图5、6中14-1动衔铁、14-2推力弹簧、14-3断杆保护磁力线圈及静衔铁、14-4转轴固定座、14-5拉力簧、14-6推杆、14-7夹紧板、14-8转轴、6负荷皮带。

图7中K1—控制柜电源开关、K2—控制变压器开关、K3—上行点动按钮、K4—下行点动按钮、K5—急停按钮、K6—手动/自动转换开关、21-1—开关电源、21-2—控制变压器、21-3—控制器、21-4—PLC、21-5—文本显示器、J1-1控制刹车继电器线圈、J1-2控制刹车继电器常开触点、8-16失电制动器、J2-1控制断杆保护磁力线圈继电器线圈、J2-2控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点、14-3断杆保护磁力线圈、13-校零接近开关、8-9转数记录接近开关、12-电机。

具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：

一种数控测距刹车滚筒抽油机，包括底座、机架、平衡箱、悬绳器、负荷皮带、上平台、减速刹车滚筒机构、驱动机构、联组带断杆保护机构、升降行走机构、电气控制机构，固定挂绳桩摘卸负荷机构和校零软铁，其特征在于：

一种数控测距刹车滚筒抽油机，包括底座、机架、平衡箱、悬绳器、负荷皮带、上平台、减速刹车滚筒机构、驱动机构、联组带、断杆保护机构、升降行走机构、电气控制机构，固定挂绳桩摘卸负荷机构和校零软铁，其特征在于：a、安装在上平台前面通过联组带与驱动机构连接的减速刹车滚筒机构(8)具体结构为：减速刹车滚筒的输入轴(8-7)同轴的安装在右半轴(8-10)内，输入轴(8-7)的右端安装皮带轮(8-6)，左端安装与联轴器(8-2)连接的一个内齿，在联轴器(8-2)的右侧安装减速机件(8-4)的摇臂轴承，右半轴(8-10)与左半轴(8-14)通过减速机件(8-4)的销轴连接在一起，刹车轴(8-15)同轴的安装在左半轴(8-14)内，刹车轴(8-15)的左端安装失电制动器(8-16)的转动盘，右端安装与联轴器(8-2)连接的另一个内齿，联轴器(8-2)的外齿连接输入轴(8-10)与刹车轴(8-15)的两个内齿啮合，将输入轴(8-10)与刹车轴(8-15)连接在一起，减速机件(8-4)的针齿壳固定在筒体(8-3)上，筒体(8-3)的外圆上右端焊接转动挂绳桩(8-13)，筒体8-3的两端用螺栓安装端盖(8-12)，两端盖(8-12)通过轴承安装在左半轴(8-14)及右半轴(8-10)上，两端盖(8-12)上安装油封(8-11)，左半轴(8-14)的左端面安装失电制动器(8-16)的固定座及磁力线圈，右半轴(8-10)的右端面安装转数记录接近开关(8-9)，左半轴(8-14)及右半轴(8-10)通过键(8-5)固定在支撑座(8-1)上，皮带轮(8-6)上制造有转数信号发生孔(8-8)；减速机件8-4的针齿壳固定在筒体8-3上，筒体8-3的外圆上右端焊接转动挂绳桩8-13，筒体8-3的两端用螺栓安装端盖8-12，两端盖8-12通过轴承安装在左半轴8-14及右半轴8-10上，两端盖8-12上安装油封8-11，左半轴8-14的左端面安装失电制动器8-16的固定座及磁力线圈，右半轴8-10的右端面安装转数记录接近开关8-9，左半轴8-14及右半轴8-10通过键8-5固定在支撑座8-1上，皮带轮8-6上制造有转数信号发生孔8-8；

b、安装在减速刹车滚筒机构与驱动机构之间平台上的断杆保护机构具体安装结构为：断杆保护机构的转轴固定座14-4固定在上平台7上负荷皮带6的两侧，转轴14-8插在转轴固定座14-4的轴孔内，夹紧板14-7焊接在转轴14-8上，推杆14-6在两夹紧板14-7的中间，拉力簧14-5挂在两夹紧板14-7上，断杆保护磁力线圈及静衔铁14-3固定在上平台7的下面，推杆14-6穿过断杆保护磁力线圈及静衔铁14-3后下部连接动衔铁14-1，推力弹簧14-2套在推杆14-6上，夹在动衔铁14-1与静衔铁14-3之间，推杆14-6的上部加工成圆锥面，中部有推力限位凸起，下部安装动衔铁14-1，该断杆保护机构在线检测油井光杆或抽油杆断脱并控制，防止平衡箱失控快速下滑危及生命安全和砸坏地面设；

c、电气控制机构包括控制柜21、控制柜电电源开关K1、控制变压器开关K2、上行点动按钮K3、下行点动按钮K4、急停按钮K5、手动/自动转换开关K6、开关电源21-1、控制变压器21-2、控制器21-3、PLC21-4、文本显示器21-5、控制刹车继电器线圈J1-1、控制刹车继电器常开触点J1-2、失电制动器8-16、控制断杆保护磁力线圈继电器线圈J2-1、控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点J2-2、断杆保护磁力线圈14-3、校零接近开关13、转数记录接近开关8-9、电机11组成，控制柜电源开关给***供电，控制变压器开关给控制变压器供电，控制变压器给PLC供电，开关电源给失电制动器及断杆保护磁力线圈供电，上行点动按钮、下行点动按钮、急停按钮、手动/自动转换开关、校零接近开关、转数记录接近开关、文本显示器、控制器、向PLC输入控制指令及实时运行状态，PLC程序编辑控制器按照输入状态逻辑运算后输出控制信号，指挥控制器控制电机起停、转速及正反转，指挥失电制动器及断杆保护磁力线圈是否得电，电器控制机构起到控制运行、不停机调节抽油机冲次和冲程、故障判断及执行保护的作用。

d、摘卸负荷机构由固定挂绳桩22、卸负荷钢丝绳23、动滑轮17、减速刹车滚筒8、平衡箱4组成，固定挂绳桩在上平台上，卸负荷钢丝绳一端固定在固定挂绳桩上，然后绕过动滑轮再向上挂到减速刹车滚筒的滚筒挂绳桩上，动滑轮固定在平衡箱的顶部。起到提起平衡箱使井口侧的光杆与负荷皮带连接松弛，安全拆开光杆与负荷皮带之间连接，使井口侧负荷皮带连接的光杆负荷便于摘除的作用。当需要摘卸负荷检修油井时，将抽油机运行上死点停机，将卸负荷钢丝绳23的一端挂在固定挂绳桩22上，然后绕过动滑轮17再向上挂到减速刹车滚筒8的滚筒挂绳桩8-13上，启动抽油机下行使悬绳器快到油井密封盒的上部时停机，在光杆上打好光杆卡子，继续启动抽油机下行光杆卡子压到井口上光杆不能下行，而负荷皮带还在下行，这时负荷皮带与光杆连接的钢丝绳松弛，完成光杆负荷在负荷皮带上的摘除。

如图1、2、3所示：数控测距刹车滚筒抽油机的移机水泥底座1后部安装有电控柜21，移机水泥底座1上用地脚螺栓24固定着底座2，底座2上是机架3，机架3的中部有中平台及护栏16，机架3的一侧安装有爬梯15，底座2与机架3之间安装有稳定调节支撑18，机架3上部是上平台7，上平台7的周边安装上平台护栏9，前边安装有减速刹车滚筒8，减速刹车滚筒8的一侧有固定挂绳桩22，固定挂绳桩22上缠有卸负荷钢丝绳23，减速刹车滚筒8后边有电机调整固定导轨12，电机调整固定导轨12上安装有电机11，减速刹车滚筒8与电机11之间安装有校零接近开关13，减速刹车滚筒8上有负荷皮带6，负荷皮带6的前端连接悬绳器5，后端连接平衡箱4，中部固定有校零接近软铁25，平衡箱上部安装有动滑轮17，在上平台7上负荷皮带6的两侧安装有断杆保护装置14，电控柜21、电机11、失电制动器8-16、校零接近开关13、转数记录接近开关8-9、电缆20组成了控制***。

运行时假设平衡箱4在机架的下部，给控制柜21送上电，按下K4下行启动按钮，控制柜21给断杆保护装置14供电，断杆保护装置14与负荷皮带处于非接触状态，再给失电制动器8-16供电，使失电制动器处于非刹车状态，然后给电机11供电，电机反向运转，通过电机皮带轮带动数控刹车滚筒8的皮带轮8-6转动，皮带轮8-6带动输入轴8-7转动，经减速机部件8-4带动筒体8-3转动，由于负荷皮带6的一端经悬绳器连接油井油泵，另一端连接平衡箱4，负荷皮带6覆在数控刹车滚筒8上，油井负荷及平衡箱4的重量使负荷皮带6与数控刹车滚筒8的筒体8-3之间产生很大的摩擦力，数控刹车滚筒8的筒体8-3转动驱动负荷皮带6使平衡箱4上行油泵下行。刚启动时转数记录接近开关8-9检测到皮带轮8-6上的转数信号发生孔8的个数产生信号并输入控制柜21，经孔的个数换算成输入轴的转数，再经减速比及筒体8-3的直径换算出每个转数信号发生孔对应的负荷皮带6的位移量，当负荷皮带6上的校零软铁25经过上平台7的校零接近开关13时，校零接近开关13向控制柜21发出校零信号，使转数记录信号为零，继续运行控制柜21记录的转数信号记为负值并进行累计，当达到控制柜21设定的冲程长度时，控制柜21发出反向运转信号；累计的转数信号负值逐渐增大，当负荷皮带6上的校零软铁25再次经过上平台7的校零接近开关13时，校零接近开关13又向控制柜21发出校零信号，使转数记录信号为零，继续运行控制柜21记录的转数信号记为正值并进行累计，当达到控制柜21设定的冲程长度时，控制柜21又发出换向运转信号；如此正负值的变化及数字量的变化，控制柜21可以判断实时运行方向及冲程，并将实时运行状态进行存储。当自动运行时就能自动按照上次停机状态开始运行。因负荷皮带6上的挍零软铁25位置固定，每个冲程进行校零保证了冲程的精度。停机时按下K5，控制柜自动保存当前运行状态，并给断杆保护装置14、失电制动器8-16及电机11断电，抽油机停机。

如图4所示：一种数控测距刹车滚筒抽油机，包括底座、机架、平衡箱、悬绳器、负荷皮带、上平台、减速刹车滚筒机构、驱动机构、联组带、断杆保护机构、升降行走机构、电气控制机构，固定挂绳桩摘卸负荷机构和校零软铁，其特征在于：a、安装在上平台前面通过联组带与驱动机构连接的减速刹车滚筒机构(8)具体结构为：减速刹车滚筒的输入轴(8-7)同轴的安装在右半轴(8-10)内，输入轴(8-7)的右端安装皮带轮(8-6)，左端安装与联轴器(8-2)连接的一个内齿，在联轴器(8-2)的右侧安装减速机件(8-4)的摇臂轴承，右半轴(8-10)与左半轴(8-14)通过减速机件(8-4)的销轴连接在一起，刹车轴(8-15)同轴的安装在左半轴(8-14)内，刹车轴(8-15)的左端安装失电制动器(8-16)的转动盘，右端安装与联轴器(8-2)连接的另一个内齿，联轴器(8-2)的外齿连接输入轴(8-10)与刹车轴(8-15)的两个内齿啮合，将输入轴(8-10)与刹车轴(8-15)连接在一起，减速机件8-4的针齿壳固定在筒体8-3上，筒体8-3的外圆上右端焊接转动挂绳桩8-13，筒体8-3的两端用螺栓安装端盖8-12，两端盖8-12通过轴承安装在左半轴8-14及右半轴8-10上，两端盖8-12上安装油封8-11，左半轴8-14的左端面安装失电制动器8-16的固定座及磁力线圈，右半轴8-10的右端面安装转数记录接近开关8-9，左半轴8-14及右半轴8-10通过键8-5固定在支撑座8-1上，皮带轮8-6上制造有转数信号发生孔8-8。

如图5、6所示：数控测距刹车滚筒抽油机的断杆保护机构的转轴固定座14-4固定在上平台7上负荷皮带6的两侧，转轴14-8插在转轴固定座14-4的轴孔内，夹紧板14-7焊接在转轴14-8上，推杆14-6在两夹紧板14-7的中间，拉力簧14-5挂在两夹紧板14-7上，断杆保护磁力线圈及静衔铁14-3固定在上平台7的下面，推杆14-6穿过断杆保护磁力线圈及静衔铁14-3后下部连接动衔铁14-1，推力弹簧14-2套在推杆14-6上，夹在动衔铁14-1与静衔铁14-3之间，推杆14-6的上部加工成圆锥面，中部有推力限位凸起，下部安装动衔铁14-1。当抽油杆断时通过电机转矩的突然大比例变化通过PLC检测到，及时发出优先指令使断杆保护磁力线圈断电，静衔铁磁力消失吸不住动衔铁，动衔铁带动推杆下移退出两夹紧板的中间位置，拉力簧将两夹紧板拉合拢到符合皮带表面，由于负荷皮带一侧受平衡箱作用下滑，而此时夹紧板与负荷皮带的夹角有锁紧作用，夹住负荷皮带防止平衡箱快速下滑的目的。

如图7所示：抽油机启动前依次闭合控制柜电源开关K1、控制变压器开关K2。当需要点动运行时，手动/自动转换开关K6拨至手动闭合位置，点动上行点动按钮K3后，PLC21-4给14-3控制断杆保护磁力线圈继电器线圈J2-1供电，控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点J2-2闭合，14-3断杆保护磁力线圈得电，使断杆保护装置的推杆14-6推开夹紧板14-7，使负荷皮带处于不加紧状态；然后PLC21-4使控制刹车继电器线圈J1-1得电，控制刹车继电器常开触点J1-2闭合，失电制动器8-16松开刹车，PLC21-4同时根据文本显示器21-5设置的点动速度指挥控制器21-3控制电机11按照该速度正转，松开上行点动按钮K3后PLC21-4指挥控制器21-3停转电机11，同时PLC21-4使控制刹车继电器线圈J1-1失电，控制刹车继电器常开触点J1-2打开，失电制动器8-16刹车，点动下行时除电机11反转外，其他过程相同。

自动运行时，手动/自动转换开关K6拨至自动闭合位置，PLC21-4扫面内存故障类型，有严重故障PLC21-4显示故障类型并保护不能启动，故障排除后PLC21-4扫面内存故障类型确认确认无故障，PLC21-4给14-3控制断杆保护磁力线圈继电器线圈J2-1供电，控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点J2-2闭合，14-3断杆保护磁力线圈得电，使断杆保护装置的推杆14-6推开夹紧板14-7，使负荷皮带处于不加紧状态；PLC21-4扫面内存，根据PLC21-4存储点动操作或上次停机的校零接近开关13输入的信号、转数记录接近开关8-9在运行前的状态判断悬点位置，当转数记录接近开关8-9所记录的数值为正值，证明悬点位置在校零接近开关13指示的零点上方，PLC21-4使控制刹车继电器线圈J₁-1得电，控制刹车继电器常开触点J₁-2闭合，失电制动器8-16松开刹车，假设自动运行时启动方向电机反向转动(悬点下行)，PLC21-4同时根据文本显示器21-5设置的自动运行速度指挥控制器21-3控制电机11按照该速度转动，运行中转数记录接近开关8-9信号输入到PLC21-4，PLC21-4判断悬点位置即将达到文本显示器21-5设置的下限时电机减速慢转，达到文本显示器21-5设置的下限时指挥控制器21-3控制电机停转，然后指挥控制器21-3控制输出电源相续反向，电机正向转动，悬点上行，运行中转数记录接近开关8-9信号输入到PLC21-4，PLC21-4判断悬点位置即将达到文本显示器21-5设置的上限时电机减速慢转，达到文本显示器21-5设置的上限时指挥控制器21-3控制电机停转，然后指挥控制器21-3控制输出电源相续反向，电机反转悬点下行，周而复始过程循环。启动时当转数记录接近开关8-9所记录的数值为负值，证明悬点位置在校零接近开关13指示的零点下方，自动运行时启动方向电机正转(悬点上行)，自动换向过程相同。

冲程冲次调整可在自动运行时通过文本显示器21-5实现，冲次调整选择文本显示器21-5中电机自动运行速度设置完成；冲程调整选择文本显示器21-5中冲程调整上限、下限数值实现。

断杆保护功能通过检测控制器21-3指示的电机即时转矩变化实现。由于断杆发生在悬点上行时，PLC21-4只分析控制器21-3指示的电机即时正转转矩变化，PLC21-4在每个上行行程全程采样正转转矩并存储，作为下个上行行程的比较依据，当即时转矩小于对应存储转矩50％时判断为断杆，PLC21-4输出信号使控制断杆保护磁力线圈继电器线圈J2-1得电吸合，控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点J2-2闭合，断杆保护磁力线圈14-3得电相应机械机构动作，实现断杆保护。同时，PLC21-4发出停车命令，电机11停止，控制刹车继电器线圈J1-1失电，控制刹车继电器常开触点J1-2打开，失电制动器8-16刹车。

Claims (2)

1.一种数控测距刹车滚筒抽油机，包括底座、机架、平衡箱、悬绳器、负荷皮带、上平台、减速刹车滚筒机构、驱动机构、联组带、断杆保护机构、升降行走机构、电气控制机构，固定挂绳桩摘卸负荷机构和校零软铁，其特征在于：a、安装在上平台前面通过联组带与驱动机构连接的减速刹车滚筒机构（8）具体结构为：减速刹车滚筒的输入轴（8-7）同轴的安装在右半轴（8-10）内，输入轴（8-7）的右端安装皮带轮（8-6），左端设有与联轴器（8-2）连接的一个内齿，在联轴器（8-2）的右侧安装减速机件（8-4）的摇臂轴承，右半轴（8-10）与左半轴（8-14）通过减速机件（8-4）的销轴连接在一起，刹车轴（8-15）同轴的安装在左半轴（8-14）内，刹车轴（8-15）的左端安装失电制动器（8-16）的转动盘，右端设有与联轴器（8-2）连接的另一个内齿，联轴器（8-2）的外齿与接输入轴（8-7）和刹车轴（8-15）的两个内齿啮合，将输入轴（8-7）与刹车轴（8-15）连接在一起，减速机件（8-4）的针齿壳固定在筒体（8-3）上，筒体（8-3）的外圆上右端焊接转动挂绳桩（8-13），筒体8-3的两端用螺栓安装端盖（8-12），两端盖（8-12）通过轴承安装在左半轴（8-14）及右半轴（8-10）上，两端盖（8-12）上安装油封（8-11），左半轴（8-14）的左端面安装失电制动器（8-16）的固定座及磁力线圈，右半轴（8-10）的右端面安装转数记录接近开关（8-9），左半轴（8-14）及右半轴（8-10）通过键（8-5）固定在支撑座（8-1）上，皮带轮（8-6）上制造有转数信号发生孔（8-8）；

b、安装在减速刹车滚筒机构与驱动机构之间平台上的断杆保护机构具体安装结构为：断杆保护机构的转轴固定座（14-4）固定在上平台（7）上负荷皮带（6）的两侧，转轴（14-8）插在转轴固定座（14-4）的轴孔内，夹紧板（14-7）焊接在转轴（14-8）上，推杆（14-6）在两夹紧板（14-7）的中间，拉力簧（14-5）

挂在两夹紧板（14-7）上，断杆保护磁力线圈及静衔铁（14-3）固定在上平台（7）的下面，推杆（14-6）穿过断杆保护磁力线圈及静衔铁（14-3）后下部连接动衔铁（14-1），推力弹簧（14-2）套在推杆（14-6）上，夹在动衔铁（14-1）与静衔铁（14-3）之间，推杆（14-6）的上部加工成圆锥面，中部有推力限位凸起，下部安装动衔铁（14-1），该断杆保护机构在线检测油井光杆或抽油杆断脱并控制，防止平衡箱失控快速下滑危及生命安全和砸坏地面设备；

c、电气控制机构由控制柜（21）、控制柜电源开关（K1）、控制变压器开关（K2）、上行点动按钮 （K3）、下行点动按钮（K4） 、急停按钮（K5）、手动/自动转换开关（K6）、开关电源（21-1）、控制变压器（21-2） 、控制器 （21-3）、PLC（21-4） 、文本显示器（21-5）、控制刹车继电器线圈（J1-1）、控制刹车继电器常开触点（J1-2）、失电制动器（8-16）、控制断杆保护磁力线圈继电器线圈（J2-1）、控制断杆保护磁力线圈继电器常开触点（J2-2）、断杆保护磁力线圈（14-3）、校零接近开关（13）、转数记录接近开关（8-9）、电机（11）组成，其特征在于：控制柜电源开关（K1）给***供电，控制变压器开关（K2）给控制变压器（21-2）供电，控制变压器给PLC（21-4）供电，开关电源（21-1）给失电制动器（8-16）及断杆保护磁力线圈（14-3）供电，上行点动按钮（K3 ）、下行点动按钮（K4 ）、急停按钮（K5）、手动/自动转换开关（K6）、校零接近开关（13）、转数记录接近开关（8-9）、文本显示器（21-5）、控制器（21-3），向PLC输入控制指令及实时运行状态，PLC程序编辑控制器按照输入状态逻辑运算后输出控制信号，指挥控制器控制电机起停、转速及正反转 ，指挥失电制动器及断杆保护磁力线圈是否得电，电器控制机构起到控制运行、不停机调节抽油机冲次和冲程、故障判断及执行保护的作用。

2.根据权利要求1所述的数控测距刹车滚筒抽油机，其特征在于摘卸负荷机构由固定挂绳桩（22）、卸负荷钢丝绳（23）、动滑轮（17）、减速刹车滚筒（8）、

平衡箱（4）组成，固定挂绳桩在上平台上，卸负荷钢丝绳一端固定在固定挂绳桩上，然后绕过动滑轮再向上挂到减速刹车滚筒的滚筒挂绳桩上，动滑轮固定在平衡箱的顶部，起到提起平衡箱使井口侧的光杆与负荷皮带连接松弛，安全拆开光杆与负荷皮带之间连接，使井口侧负荷皮带连接的光杆负荷便于摘除的作用。