CN1978863A - 永磁盘面电机连杆驱动抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机连杆驱动的抽油机。它包括驴头、游梁、连杆、机架、电机及其调速装置，其特征在于所说的电机由二个平行设置的扁平盘面式定子和转子组成，盘面垂直主轴，并构成驱动单元；定子中的电枢绕组和转子中的永磁磁极相对应，定子和转子分别安装在电机的机座和主轴上，连杆直接连接在游梁与电机转子的盘面所设的支轴之间带动驴头上下运动。它直接采用电机连杆驱动，没有齿轮减速机构，简化了抽油机的机械结构，从而提高了抽油机的机械效率；电机转子盘面面积大，有利于解决大力矩输出机构的设计问题。因其性能良好，可用于抽油机的更新换代。

Description

永磁盘面电机连杆驱动抽油机

技术领域

本发明属于从油井中开采石油的设备。

背景技术

石油产业是国民经济的重要支柱，石油是现代社会不可或缺的主要能源。目前油田生产采用的传统抽油机工作效率偏低。

传统抽油机一般采用游梁式结构，其一端连着油井的抽油泵，而另一端由驱动电机经复杂的齿轮减速机构进行往复运动。由于抽油机的游梁旋转速度相对普通电机转速而言是非常慢的，当选用普通旋转电机作驱动时，其大力矩齿轮减速箱的结构非常庞大、复杂。这种采用大速比的减速方式，使得抽油机的整体工作效率降低。复杂的机械结构使整机工作的可靠性降低和设备维护成本增加。再则，抽油机是油田的基本设备，用量很大，连续作业，在油田的总能耗中抽油机所占比重也很大。为此人们围绕着高效率驱动电机的选用，减速齿轮箱的效率提高，改变抽油机机械结构形式诸方面作了大量的探索和试制研究，但效果仍十分有限。

发明内容

根据油田抽油机的发展现状，在研制开发盘面式电机的基础上提出了本发明的永磁盘面电机连杆驱动抽油机。

本发明的抽油机主要在于从根本上对所用电机作了改进或者替换。

本发明的永磁盘面电机连杆驱动抽油机，包括驴头、游梁、连杆、机架、电机及其调速装置，其特征在于所说的电机由二个平行设置的扁平盘面式定子和转子组成，盘面垂直主轴，并构成驱动单元；定子中的电枢绕组和转子中的永磁磁极相对应，定子和转子分别安装在电机的机座和主轴上，连杆直接连接在游梁与电机转子的盘面所设的支轴之间带动驴头上下运动。

所述连杆(3)带动驴头上下运动的工作行程，其对应的高程与泵杆(4)上下提拉的行程相一致。

本发明的积极效果主要是：

1)、由于永磁盘面电机的采用，直接电机连杆驱动，带动连杆-驴头-泵杆工作，去掉了复杂的齿轮减速机构，简化了抽油机的机械结构，提高了抽油机的机械效率。

 2)、定子电枢的齿槽沿盘面圆周均匀分布，定子槽截面采用等宽结构，定子齿截面为扇形结构，定子电枢也便于采用整体结构形式，如制成整体圆环形或分段圆弧结构；电机的转子也是盘面形状，其永磁磁钢为扇形结构设置，沿圆周均匀分布，盘面式结构也便于安装和加工。盘面面积大，有利于大力矩输出电机的设计。

3)、永磁盘面电机适合于采用变频电源，调速方便，调节精度高。通过控制永磁盘面电机本身的工作参数，就可以任意调节抽油机的速度和出力，使抽油机始终在最佳状态下运行，进一步提高了***效率。

4)、便于更新改造和发挥替代优势。当永磁盘面电机作旋转运动时，带动游梁做往复运动。抽油机的配重和抽油泵分布连接在游梁两侧，保持了传统抽油机的机械结构形式，只要去掉原有的齿轮减速箱和驱动电机，就可以方便地实现设备的更新改造。

简言之，因其工作性能和节能技术指标上具有明显的优势，可用于抽油机的更新换代。

附图说明

图1是盘面式永磁直接驱动型的抽油机结构原理图。

图2是驱动单元的结构示意图。

图3是永磁盘面电机结构简图。

图4是图3的右向视图。

其中：1、驴头  2、游梁  3、连杆  4、泵杆  5、支轴  6、电机  7、机架  8、配重块  9、永磁(铁)磁极  10、定子  11、电枢绕组  12、机座  13、转子  14、主轴

具体实施方式

以下结合实施例及其附图作进一步的说明：

参见附图。

图1所示为本发明的永磁盘面电机连杆驱动抽油机实施例。它包括有驴头1、游梁2、连杆3、机架7、电机6及其调速装置，其中的电机6使用了新型结构的永磁盘面电机；本电机由二个平行设置的扁平式定子10和转子1 3组成，盘面垂直主轴，并构成基本驱动单元。其定子10和转子13的盘面间设有气隙，其永磁磁极与定子电枢绕组相对应，定子和转子分别安装在电机的机座12和主轴14上，连杆3直接连接在游梁2与转子13的盘面所设的支轴5之间带动驴头1上下运动。两边的驴头一边设有配重块8，一边与油井泵的泵杆4相连接。

图2所示的驱动单元结构示意图为本发明永磁盘面电机的一种结构。该电机为双联式对称结构，由两个驱动单元双联而成。定子10固定在机座12上，电机的永磁转子通过键槽连接，安放在转轴两端外侧，盘形转子的外侧另设有一个支轴5，用来与连杆3相连，连杆的另一端与抽油机游梁2上的支轴相连，将动力传递到驴头1。9是永磁体的永磁磁极。11是定子电枢绕组

工作时，电机的驱动单元在变频控制装置的设定下运行，两个对称的定子，转子同时合力作用。当永磁盘面电机的定子线圈通以一定频率的交流电时，在电机气隙产生一个旋转磁场，永磁转子在气隙磁场的作用下旋转，从而带动游梁作旋转运动。连接在游梁2两侧驴头1上的钢缆拉动抽油机的泵杆4和配重块8，使得抽油机正常工作。电机轴转动一周，将泵杆4上下提拉一次。电机也可以改而采用半圈往复转动的方式运行。

图3、4的永磁盘面电机简图表明：永磁盘面电机的定子10和转子13为圆盘面形状，其定子电枢的齿槽沿盘面圆周均匀分布，齿槽垂直于盘面轴心，定子槽为等宽截面，保证嵌线效果一致。定子齿截面总体形状呈扇面形。其永磁磁钢也呈扇面形状，沿圆周均布于盘面，磁极沿对应电枢绕组部位周向间隔排列。

电枢绕组为圆环形整体结构。当定子电枢尺寸很大对也可以将其分割成为圆弧段，分体制造，然后各分段在圆盘面上组合安装成整体。

永磁盘面电机使用变频调速，可以任意调节抽油机的速度和出力，完全满足抽油机在最佳状态下的正常工作要求。

Claims (2)

1、一种永磁盘面电机连杆驱动抽油机，包括驴头(1)、游梁(2)、连杆(3)、机架(7)、电机(6)及其调速装置，其特征在于所说的电机所说的电机(6)由二个平行设置的扁平盘面式定子(10)和转子(13)组成，盘面垂直主轴(14)，并构成驱动单元；定子(10)中的电枢绕组(11)和转子(13)中的永磁磁极(9)相对应，定子(10)和转子(13)分别安装在电机的机座(12)和主轴(14)上，连杆(3)直接连接在游梁(2)与电机转子的盘面所设的支轴(5)之间带动驴头(1)上下运动。

2、按照权利要求1所述的永磁盘面电机连杆驱动抽油机，其特征在于所说连杆(3)带动驴头上下运动的工作行程，其对应的高程与泵杆(4)上下提拉的行程相一致。

Images