CN110107262A - 一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，包括机架、滚珠丝杠、电机、平衡块和皮带，所述机架竖直设置，在机架的顶部设有一个转向轮；所述滚珠丝杠设置在机架的一侧，其轴线与机架轴线平行；所述滚珠丝杠与丝母配合，滚珠丝杠旋转带动丝母上下运动，所述的丝母固定连接一个平衡块，所述的平衡块与皮带的一端相连，所述皮带的另一端绕过所述的转向轮用于连接井下负载；所述的电机在控制***的控制下驱动所述的丝杠按照流体抽吸规律运动。

Description

一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机

技术领域

本发明涉及一种机械采油装置，特别涉及一种符合流体抽吸规律的采油装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

发明人发现现有技术没有由滚珠丝杠构成的符合流体抽吸规律的抽油机；在中国专利文献号为CN203891844U于2014年10月22日公开了一种直驱滚珠丝杆传动抽油机，并具体公开了：包括倒立安装在桁架顶端的永磁电机、上下两端的推力轴承、十字架扶正轮组、桁架总成、两根皮带通过两个转向轮带动负载做往复运动。由此可知，该结构的直驱滚珠丝杆传动抽油机，将驱动电机顶置，重心太高，维护较难；两根皮带通过两个转向轮带动负载做往复运动存在两根皮带一致性不好的问题，维护量大。

发明内容

以克服现有技术中的不足之处，本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、性能可靠、耐用的一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机。

本发明提出的一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，采用的技术方案如下：

一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，包括机架、滚珠丝杠、电机、平衡块和皮带，所述机架竖直设置，在机架的顶部设有一个转向轮；所述滚珠丝杠设置在机架的一侧，其轴线与机架轴线平行；所述滚珠丝杠与丝母配合，滚珠丝杠旋转带动丝母上下运动，所述的丝母固定连接一个平衡块，所述的平衡块与皮带的一端相连，所述皮带的另一端绕过所述的转向轮用于连接井下负载；所述的电机驱动所述的丝杠按照流体抽吸规律运动。

进一步的，所述滚珠丝杠的一端设置有一个方键，所述滚珠丝杠通过该方键与所述的电机转子方孔相连，形成无轴向约束的连接方式，滚珠丝杠的轴向伸缩均在电机转子方孔中，从而消除了滚珠丝杠运行过程中产生的轴向应力。

进一步的，所述的方键设置在滚珠丝杠的底部，所述的电机固定在一个基座上，保证整个装置的稳定性。

进一步的，所述的机架、滚珠丝杠底部均固定在所述的底座上。

进一步的，所述电机转子方孔在电机转子正中心，其尺寸与滚珠丝杠方键尺寸相配合。

进一步的，在所述的机架上设有导轨，所述的平衡块可沿着所述的导轨上下运动。

进一步的，所述的电机的运动规律分为两个行程，分别是上行程和下行程，上行程由加速段、均速段，均减速段三部分组成，下行程由加速段，均速段，均减速段三部分组成。

本发明的工作原理如下：

控制器控制电机按照流体抽吸规律运动，即，所述电机转子做正反转运动，电机转子上开的电机转子方孔通过滚珠丝杠方键带动滚珠丝杠做正反转运动；所述做正反转运动滚珠丝杠，滚珠丝杠所带动的丝母做垂直的上下往复运动；所述丝母与平衡块连接在一起，丝母做垂直的上下往复运动带动平衡块做垂直的上下往复运动，平衡块与皮带的一端连接在一起，皮带经过转向轮，其另一端通过井口与井下负载连接在一起。平衡块在机架的导轨内做上下往复运动，带着皮带上下往复运动，皮带经过转向轮，带动井下负载上下往复运动。井下负载运行规律符合流体抽吸的速度规律，上行程由加速段，均速段，均减速段三部分组成，下行程由加速段、均速段和均减速段三部分组成，实现了符合流体抽吸规律的采油方式。

本发明的有益效果：

1.本发明通过控制***控制电机按照符合流体抽吸规律的速度运动；

2.本发明的整体装置具有结构简单、电机安装在底座上，相对于现有技术中的设置在顶部，其性能可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明整体的装配结构示意图；

图2为电机结构示意图；

图3为电机运动规律示意图；

图中：1底座，2井口，3支架，4皮带，9转向轮，6配重块，7滚珠丝杠，8电机，9电机定子，10电机转子，11方孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。正如背景技术所介绍的，现有技术中的直驱滚珠丝杆传动抽油机，将驱动电机顶置，重心太高、维护较难；两根皮带通过两个转向轮带动负载做往复运动存在两根皮带一致性不好的问题，维护量大，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明公开了一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，包括基座1、井口2、机架3、皮带4、、转向轮5、平衡块6、滚珠丝杠7、电机8及控制器。

上述的机架3竖直设置，在机架3的顶部设有一个转向轮5；所述滚珠丝杠7设置在机架3的一侧，(一般位于与抽油井相对的那侧)，滚珠丝杠7的轴线与机架3轴线平行；所述滚珠丝杠7与一个丝母配合，滚珠丝杠7旋转带动丝母上下运动，所述的丝母固定连接一个平衡块6，所述的平衡块6与皮带4的一端相连，所述皮带4的另一端绕过所述的转向轮5悬空，作为自由端用于连接井下负载；所述的电机在控制***的控制下驱动所述的丝杠按照流体抽吸规律运动；电机转子做正反转运动，电机转子上开的电机转子方孔通过滚珠丝杠方键带动滚珠丝杠做正反转运动；做正反转运动滚珠丝杠，滚珠丝杠7所带动的丝母做垂直的上下往复运动。

具体的，在所述滚珠丝杠7的一端设置有一个方键，所述滚珠丝杠7通过该方键与所述的电机转子10的方孔11相连，形成无轴向约束的连接方式，滚珠丝杠7的轴向伸缩均在电机转子方孔中，从而消除了滚珠丝杠运行过程中产生的轴向应力。

电机转子方孔在电机转子10正中心，其尺寸与滚珠丝杠方键尺寸相配合；所述滚珠丝杠7、电机转子10、电机转子方孔11和滚珠丝杠7的方键的中心线为竖直轴线，并且以此为竖直轴线轨迹做往复运动。

优选的，方键设置在滚珠丝杠7的底部，电机8与滚珠丝杠7的底部连接，所述的电机、机架固定在一个基座1上。

更近一步的，在所述的机架3上设有导轨，所述的平衡块6可沿着所述的导轨上下运动；具体的，在平衡块6的一侧设有里一个连接轴，在所述的连接轴上设有止推轴承，止推轴承与导轨配合，实现平衡块的无摩擦运动。

电机8的运动规律分为两个行程，分别是上行程和下行程，上行程由加速段、均速段，均减速段三部分组成，下行程由加速段，均速段，均减速段三部分组成；具体的，参见图3，电机从下死点速度等于零开始，经过均加速段，均速段，均减速段到达上死点速度降到零，完成上行过程；在符合流体抽吸规律的丝杆抽油机下行过程中，从上死点速度等于零开始，经过均加速段，均速段，均减速段到达下死点速度降到零，完成下行过程。

具体地讲，电机在控制***作用下，电机转子按照速度变化规律曲线运行，电机转子方孔旋转，插在电机转子方孔中的滚珠丝杠7的方键按照速度变化规律曲线旋转，滚珠丝杠的方键带动滚珠丝杠7做相应的转动，滚珠丝杠7上安装的丝母按照速度变化规律做垂直的上下往复运动，丝母与平衡块6连接在一起，丝母做垂直的上下往复运动带动平衡块6做垂直的上下往复运动，平衡块6与皮带4的一端连接在一起，皮带4经过转向轮5，其另一端通过井口与井下负载连接在一起。

平衡块6在机架3的导轨内按照速度变化规律做上下往复运动，带着皮带4上下往复运动，皮带4经过转向轮5，带动井下负载按照速度变化规律做上下往复运动，实现了符合流体抽吸规律的采油方式。

转向轮6一端通过井口2与井下负载连接在一起，另一端连接平衡块，所使用皮带4是目前广泛使用的定型产品，数量一条，可靠性高。

平衡块在机架3的导轨内按照速度变化规律做上下往复运动，机架的导轨与平衡块之间属于间隙配合，配置相应的润滑装置，以减少磨阻。

不难理解的，上述的皮带可由现有的链条代替，转向轮可以选择现有的滚轮结构。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，包括机架、滚珠丝杠、电机、平衡块和皮带，所述机架竖直设置，在机架的顶部设有一个转向轮；所述滚珠丝杠设置在机架的一侧，其轴线与机架轴线平行；所述滚珠丝杠与丝母配合，滚珠丝杠旋转带动丝母上下运动，所述的丝母固定连接一个平衡块，所述的平衡块与皮带的一端相连，所述皮带的另一端绕过所述的转向轮用于连接井下负载；所述的电机在控制***的控制下驱动所述的丝杠按照流体抽吸规律运动。

2.如权利要求1所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，所述滚珠丝杠的一端设置有一个方键，所述滚珠丝杠通过该方键与所述的电机转子方孔相连，形成无轴向约束的连接方式。

3.如权利要求2所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，所述的方键设置在滚珠丝杠的底部，所述的电机固定在一个基座上。

4.如权利要求2所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，所述的机架也固定在所述的底座上。

5.如权利要求2所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，所述电机转子方孔在电机转子正中心，其尺寸与滚珠丝杠方键尺寸相配合。

6.如权利要求1所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，在所述的机架上设有导轨，所述的平衡块可沿着所述的导轨上下运动。

7.如权利要求1所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，所述的电机的运动规律分为两个行程，分别是上行程和下行程，上行程由加速段、均速段，均减速段三部分组成，下行程由加速段，均速段，均减速段三部分组成；从下死点速度等于零开始，经过均加速段、均速段、均减速段到达上死点速度降到零，完成上行过程；在符合流体抽吸规律的丝杆抽油机下行过程中，从上死点速度等于零开始，经过均加速段、均速段、均减速段(21)到达下死点速度降到零，完成下行过程。

8.如权利要求1所述的符合流体抽吸规律的丝杆抽油机，其特征在于，所述的皮带可由链条代替。