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1. WO2017133061 - OIL EXTRACTOR WITH INTELLIGENT INTEGRATED TRANSMISSION

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

0001   0002   0003   0004   0005   0006  

说明书

发明名称 : 智能组合传动抽油机

技术领域

[0001]
本发明涉及石油开采机械领域,特别是涉及一种智能组合传动抽油机。

背景技术

[0002]
目前,石油开采业越来越认识到塔架式组合传动抽油机能耗低、效率高的优势,如CN101413387B所公开的塔架式组合传动抽油机,结构简单、运行稳定、噪音小、具有很好的市场前景,但是由于传动结构的限制无法在中重载荷抽油机上使用,齿轮结构需要调整,一旦将该传动结构应用到中重载荷抽油机上就会大大缩短钢丝绳寿命短;另外,该组合传动机构全部设置在塔架的一侧,会对操作平台产生较大的振幅和侧向力,对设备造成损坏,在工作过程中埋下安全隐患。公开号CN101555782和CN101881145中所公开的塔架式数据抽油机和塔架式组合传动数控抽油机都在致力于解决运行平衡对称的问题,但工艺复杂,而且生产成本过高,增加了易损件而无法推广实施;申请公布号CN101775969A中公开的塔架式无导轮组合传动抽油机解决了钢丝绳的寿命短的问题,但是增加了链条易损件,修井让位达不到所有油井的让位距离要求,特别是中重载荷抽油机造价高的缘故,不利于市场的推广应用,基于上述情况需要具有一种新型的抽油机解决上述问题,同时能够采用互联网加大数据自动伺服控制系统满足市场对智能抽油机的需求,因此开发一种新型的智能抽油机是行业发展和进步的必要措施。
[0003]
发明内容
[0004]
本发明要解决的技术问题是提供一种布局合理、平衡性好、便于移动、自动化程度高的智能组合传动抽油机。
[0005]
本发明智能组合传动抽油机,包括塔架、操作平台、传动系统和伺服控制系统,操作平台设置在塔架顶端,传动系统和伺服控制系统设置在操作平台上,塔架的中间位置设置有平衡配重系统,其中:传动系统包括动力系统、一级小皮带轮、一级大皮带轮、皮带、二级小齿轮、二级大齿轮、三级小齿轮和三级大齿轮,操作平台的中间位置固定有第一传动支架,第一传动支架的左侧和右侧的对称位置分别固定有第二组合传动支架和第三组合传动支架,第一传动支架与第二组合传动支架的后部之间设置有第一传动轴,第二组合传动支架的中部与第三组合传动支架的后部之间设置有第二传动轴,第二组合传动支架的前部与第三组合传 动支架的前部之间设置有绳轮轴,动力系统的输出轴上安装有一级小皮带轮,第一传动轴的左侧端部安装有一级大皮带轮,一级小皮带轮和一级大皮带轮之间套装有皮带,第一传动轴的右侧端部安装有二级小齿轮,第二传动轴的右侧端部安装有与二级小齿轮啮合的二级大齿轮,第二传动轴的左侧安装有三级小齿轮,绳轮轴的左侧安装有与三级小齿轮啮合的三级大齿轮,绳轮轴上固定有绳轮,绳轮牵引绳的一端与平衡配重系统连接,牵引绳的另一端与悬绳器连接,绳轮和动力系统在操作平台顶端中间位置的前部和后部对称设置,塔架底端设置有修井让位机构。
[0006]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述修井让位机构包括固定板、移动底座、双滑道、调心架和移动丝杠,固定板固定在塔架底端,固定板下方设置有两条双滑道,每条双滑道上并排开设有多个长条形通孔,通孔中嵌设有定位滑动螺栓,固定板底端通过定位滑动螺栓与双滑道顶端滑动连接,塔架的底端设置有滚轮,双滑道的一侧边缘设置有两个横梁座,两个横梁座之间连接有横梁,横梁上铰接有移动丝杠,移动丝杠的一端与塔架底端连接,移动丝杠的另一端固定有旋转把手。
[0007]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述滚轮与固定板顶端预留有一定间隙,滚轮顶端设置有滚轮顶丝。
[0008]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述伺服控制系统包括伺服控制器、智能模块和油井分析系统终端,伺服控制器的数据信号接收端与动力系统的运行数据输出端连接,伺服控制器的控制信号输出端与动力系统的控制端连接,伺服控制器的数据信号输出端与智能模块的数据信号接收端连接,伺服控制器的控制信号接收端与智能模块的控制信号输出端连接,智能模块的数据信号输出端分别与油井分析系统终端、提示灯和触摸屏的数据信号接收端连接,触摸屏的控制信号输出端和油井分析系统终端的控制信号输出端都与智能模块的控制信号接收端连接。
[0009]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述智能模块上设置有提示灯,智能模块的数据信号输出端与提示灯的信号接收端连接。
[0010]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述第一传动支架与第二组合传动支架之间的第一传动轴上安装有鼓式电磁失电制动器。
[0011]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述动力系统上安装有鼓式电磁失电制动器。
[0012]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述第二传动轴与绳轮外侧的距离大于50mm,一级大皮带轮外侧与第二传动轴之间距离大于70mm。
[0013]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述一级大皮带轮和一级小皮带轮都为齿形带轮,皮带为齿形带,一级大皮带轮和一级小皮带轮的宽度比皮带的宽度大20mm。
[0014]
本发明智能组合传动抽油机,其中所述动力系统输出轴的最高转速小于800r/min,二级小齿轮的最高转速小于300r/min。
[0015]
本发明智能组合传动抽油机与现有技术不同之处在于:本发明塔架顶端的操作平台上设置有传动系统和伺服控制系统,传动系统在操作平台上布局合理,第一传动支架设置在操作平台的中间位置,第二组合传动支架和第三组合传动支架分别设置在第一传动支架两侧的对称位置,传动系统中的绳轮和动力系统分别对称安装在操作平台顶端中间位置的前部和后部,传动系统的整体布局平衡性大大提高,解决了传动系统集中在操作平台一侧致使抽油机整体受理不均、振幅过大的问题,使抽油机在工作过程中稳定性更好,降低了设备的工作磨损,延长了设备的使用寿命。传动系统中各传动部件之间预留足够的间距,保证工作的稳定性,同时便于传动部件的拆卸和安装。鼓式电磁失电制动器能够在失电的情况下对传动系统进行及时制动,保证传送系统不受损坏,避免事故的发生。塔架底端安装有修井让位机构,在抽油机工作一段时间后可通过修井让位机构将塔架移离井口位置,便于工作人员对井口进行的维护修理工作,解决了修井让位时的安全隐患,无需对塔架进行重新拆卸和安装,减小了井口维护所需的时间和费用。伺服控制系统接收动力系统的运行数据信号,并通过分析记录后对动力系统的工作状态进行控制,大大提高了抽油机工作的自动化程度。
[0016]
下面结合附图对本发明智能组合传动抽油机作进一步说明。

附图说明

[0017]
图1为本发明智能组合传动抽油机的正视图;
[0018]
图2为本发明智能组合传动抽油机的第一种实施方式中操作平台传动系统左视俯视图;
[0019]
图3为本发明智能组合传动抽油机的第二种实施方式中操作平台传动系统左视俯视图;
[0020]
图4为本发明智能组合传动抽油机中移动机构的后视图;
[0021]
图5为本发明智能组合传动抽油机中塔架底座螺栓的立体图;
[0022]
图6为本发明智能组合传动抽油机中修井让位机构的立体图。

具体实施方式

[0023]
如图1所示,为本发明智能组合传动抽油机的正视图,包括塔架13、操作平台1、传动系统、修井让位机构18和伺服控制系统2。塔架13放置在井口16上方,塔架13外侧搭设有梯架10,塔架13顶端设置有操作平台1,操作平台1上设置有传动系统和伺服控制系统2,传动系统包括动力系统3、一级皮带传动装置4、二级齿轮传动装置5和三级齿轮传动装置6。如图2所示,一级皮带传动装置4又包括第一传动轴22、一级小皮带轮19、一级大皮带轮 21和皮带20;二级齿轮传动装置5又包括第二传动轴25、二级小齿轮23和二级大齿轮24;三级齿轮传动装置6又包括绳轮轴30、绳轮29、三级小齿轮27和三级大齿轮28。在操作平台1的中间位置固定有第一传动支架32,第一传动支架32的左侧和右侧的对称位置分别固定有第二组合传动支架26和第三组合传动支架27,第一传动支架32与第二组合传动支架26的后部之间设置有第一传动轴22,第二组合传动支架26的中部与第三组合传动支架27的后部之间设置有第二传动轴25,第二组合传动支架26的前部与第三组合传动支架27的前部之间设置有绳轮轴30。在第一传动轴22的后方固定安装有动力系统3,动力系统3的输出轴上安装有一级小皮带轮19,第一传动轴22的左侧端部安装有一级大皮带轮21,一级小皮带轮19和一级大皮带轮21之间套装有皮带20,第一传动支架32与第二组合传动支架26之间的第一传动轴22上安装有鼓式电磁失电制动器7。第一传动轴22的右侧端部安装有二级小齿轮23,第二传动轴25的右侧端部安装有二级大齿轮24,二级小齿轮23和二级大齿轮24之间啮合连接。第二传动轴25的左侧安装有三级小齿轮27,绳轮轴30的左侧安装有三级大齿轮28,三级小齿轮27与三级大齿轮28之间啮合连接。绳轮轴30的中部位置固定有绳轮29,塔架13的中间位置设置有平衡配重系统12,绳轮29上一端的配重牵引绳11与平衡配重系统12顶端连接,绳轮29上另一端的驱动绳8与位于塔架13外侧的悬绳器9连接。绳轮29和动力系统3分别对称安装在操作平台1顶端中间位置的前部和后部。第二传动轴25与绳轮29外侧的距离大于50mm,保证为配重牵引绳11预留足够的更换和运行空间。一级大皮带轮21外侧与第二传动轴25之间距离大于70mm,一级大皮带轮21和一级小皮带轮19都为齿形带轮,皮带20为齿形带,一级大皮带轮21和一级小皮带轮19的宽度比皮带20的宽度大20mm。二级小齿轮23的最高转速小于300r/min,动力系统3输出轴的最高转速小于800r/min。
[0024]
塔架13底端安装有修井让位机构18,如图4、图5、图6所示,修井让位机构18又包括固定板35、移动底座15、双滑道37、调心架38和移动丝杠36,固定板35固定在塔架13底端,固定板35下方设置有两条双滑道37,每条双滑道37上并排开设有多个长条形通孔,通孔中嵌设有定位滑动螺栓42,固定板35底端通过定位滑动螺栓42与双滑道37顶端滑动连接。塔架13的底端设置有滚轮34,滚轮34与固定板35顶端预留有一定间隙,滚轮34顶端设置有滚轮顶丝33,从而对滚轮34起到定位作用。双滑道37的一侧边缘设置有调心架38,调心架38又包括横梁41和两个横梁座,横梁41两端分别通过第一调节螺栓39和第二调节螺栓40与两个横梁座连接,横梁41的中间位置开设有螺纹孔,螺纹孔内设置有移动丝杠36,移动丝杠36的一端与塔架13底端连接,移动丝杠36的另一端固定有旋转把手。在塔架13进行移动时,拧松定位滑动螺栓42,向下拧动滚轮顶丝33使滚轮34向下移动与固定板35顶端充分接触并将塔架13顶起,通过旋转把手转动移动丝杠36,从而带动塔架13在固定板 35顶端移动。
[0025]
本发明智能组合传动抽油机的伺服控制系统2包括伺服控制器、智能模块和油井分析系统终端,伺服控制器的数据信号接收端与动力系统3的运行数据输出端连接,伺服控制器的控制信号输出端与动力系统3的控制端连接。伺服控制器的数据信号输出端与智能模块的数据信号接收端连接,伺服控制器的控制信号接收端与智能模块的控制信号输出端连接,智能模块中存储有油井负荷与动力系统运行信息的相关函数。智能模块的数据信号输出端分别与油井分析系统终端、提示灯17和触摸屏14的数据信号接收端连接,触摸屏14的控制信号输出端和油井分析系统终端的控制信号输出端都与智能模块的控制信号接收端连接,智能模块与油井分析系统终端之间通过无线通讯网络连接。伺服控制器接收动力系统3发送的运行情况的数据信息,并将该数据信息传输给智能模块,智能模块通过无线通信网络将油井负荷信息和运动系统的数据信息传送至油井分析系统终端和触摸屏14,并通过提示灯17对外发出提示信号,数据正常时提示灯17显示绿色,数据异常无需停机调整时提示灯17显示黄色,数据异常需要停机调整时提示灯17显示红色。同时触摸屏14对外显示运行数据、示功图和运行状态,并可通过无线网络将数据传输给油井分析系统终端,油井分析系统终端根据油井负荷信息计算分析出动液面、示功图和油井工况,工作人员通过操控触摸屏14或者油井分析系统终端即可将控制指令通过智能模块回传给伺服控制器,伺服控制器根据控制指令对动力系统3的运行状态进行调控。
[0026]
如图3所示,本发明的一个实施例中鼓式电磁失电制动器7安装在动力系统3的尾轴上。
[0027]
本发明的一个实施例中所采用的动力系统3为驱动电机。
[0028]
本发明在工作过程中,通过伺服控制系统2对动力系统3的开关状态、换向和转速进行控制,动力系统3开始工作时,通过安装在输出轴上的一级小皮带轮19和皮带20带动一级大皮带轮21转动,二级小齿轮23在第一传动轴22的带动下与一级大皮带轮21一起转动,二级小齿轮23带动与其啮合的二级大齿轮24转动,三级小齿轮37在第二传动轴25的带动下与二级大齿轮24一起转动,三级小齿轮37带动与其啮合的三级大齿轮28转动,最终三级大齿轮28带动绳轮轴30上的绳轮29进行转动,从而绳轮29带动驱动绳8完成抽油动作。
[0029]
本发明智能组合传动抽油机,塔架13顶端的操作平台1上设置有传动系统和伺服控制系统2,传动系统在操作平台1上布局合理,第一传动支架32设置在操作平台1的中间位置,第二组合传动支架26和第三组合传动支架27分别设置在第一传动支架32两侧的对称位置,传动系统中的绳轮29和动力系统3分别对称安装在操作平台1顶端中间位置的前部和后部,传动系统的整体布局平衡性大大提高,解决了传动系统集中在操作平台1一侧致使抽油机整体受理不均、振幅过大的问题,使抽油机在工作过程中稳定性更好,降低了设备的工作磨损, 延长了设备的使用寿命。传动系统中各传动部件之间预留足够的间距,保证工作的稳定性,同时便于传动部件的拆卸和安装。鼓式电磁失电制动器7能够在失电的情况下对传动系统进行及时制动,保证传送系统不受损坏,避免事故的发生。塔架13底端安装有修井让位机构18,在抽油机工作一段时间后可通过修井让位机构18将塔架13移离井口16位置,便于工作人员对井口16进行的维护修理工作,解决了修井让位时的安全隐患,无需对塔架13进行重新拆卸和安装,减小了井口16维护所需的时间和费用。伺服控制系统2接收动力系统3的运行数据信号,并通过分析记录后对动力系统3的工作状态进行控制,大大提高了抽油机工作的自动化程度。本发明布局合理、平衡性好、便于移动、自动化程度高,与现有技术相比具有明显的优点。
[0030]
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

工业实用性

[0031]
本发明智能组合传动抽油机,应用于石油开采领域,能够在产业上制造或者使用,而且本发明智能组合传动抽油机,抽油过程中工作稳定,振幅小,同时能够移离井口,便于井口的维护工作,能够产生积极效果,因此具有很大的市场前景和很强的工业实用性。

权利要求书

[权利要求 1]
一种智能组合传动抽油机,包括塔架(13)、操作平台(1)、传动系统和伺服控制系统(2),操作平台(1)设置在塔架(13)顶端,传动系统和伺服控制系统(2)设置在操作平台(1)上,塔架(13)的中间位置设置有平衡配重系统(12),其特征在于:传动系统包括动力系统(3)、一级小皮带轮(19)、一级大皮带轮(21)、皮带(20)、二级小齿轮(23)、二级大齿轮(24)、三级小齿轮(27)和三级大齿轮(28),操作平台(1)的中间位置固定有第一传动支架(32),第一传动支架(32)的左侧和右侧的对称位置分别固定有第二组合传动支架(26)和第三组合传动支架(27),第一传动支架(32)与第二组合传动支架(26)的后部之间设置有第一传动轴(22),第二组合传动支架(26)的中部与第三组合传动支架(27)的后部之间设置有第二传动轴(25),第二组合传动支架(26)的前部与第三组合传动支架(27)的前部之间设置有绳轮轴(30),动力系统(3)的输出轴上安装有一级小皮带轮(19),第一传动轴(22)的左侧端部安装有一级大皮带轮(21),一级小皮带轮(19)和一级大皮带轮(21)之间套装有皮带(20),第一传动轴(22)的右侧端部安装有二级小齿轮(23),第二传动轴(25)的右侧端部安装有与二级小齿轮(23)啮合的二级大齿轮(24),第二传动轴(25)的左侧安装有三级小齿轮(27),绳轮轴(30)的左侧安装有与三级小齿轮(27)啮合的三级大齿轮(28),绳轮轴(30)上固定有绳轮(29),绳轮(29)牵引绳的一端与平衡配重系统(12)连接,牵引绳的另一端与悬绳器(9)连接,绳轮(29)和动力系统(3)在操作平台顶端中间位置的前部和后部对称设置,塔架(13)底端设置有修井让位机构(18)。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述修井让位机构(18)包括固定板(35)、移动底座(15)、双滑道(37)、调心架(38)和移动丝杠(36),固定板(35)固定在塔架(13)底端,固定板(35)下方设置有两条双滑道(37),每条双滑道(37)上并排开设有多个长条形通孔,通孔中嵌设有定位滑动螺栓(42),固定板(35)底端通过定位滑动螺栓(42)与双滑道(37)顶端滑动连接,塔架(13)的底端设置有滚轮(34),双滑道(37)的一侧边缘设置有两个横梁座,两个横梁座之间连接有横梁(41),横梁(41)上铰接有移动丝杠(36),移动丝杠(3)6的一端与塔架(13)底端连接,移动丝杠(36)的另一端固定有旋转把手。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述滚轮(34)与固定板(35)顶端预留有一定间隙,滚轮(34)顶端设置有滚轮顶丝(33)。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述伺服控制系统(2)包括伺服控制器、智能模块和油井分析系统终端,伺服控制器的数据信号接收端与动力系统(3)的运行数据输出端连接,伺服控制器的控制信号输出端与动力系统(3)的控制端连接,伺服控制器的数据信号输出端与智能模块的数据信号接收端连接,伺服控制器的控制信号接收端与智 能模块的控制信号输出端连接,智能模块的数据信号输出端分别与油井分析系统终端和触摸屏(14)的数据信号接收端连接,触摸屏(14)的控制信号输出端和油井分析系统终端的控制信号输出端都与智能模块的控制信号接收端连接。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述智能模块上设置有提示灯(17),智能模块的数据信号输出端与提示灯(17)的信号接收端连接。
[权利要求 6]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述第一传动支架(32)与第二组合传动支架(26)之间的第一传动轴(22)上安装有鼓式电磁失电制动器(7)。
[权利要求 7]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述动力系统(3)上安装有鼓式电磁失电制动器(7)。
[权利要求 8]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述第二传动轴(25)与绳轮(29)外侧的距离大于50mm,一级大皮带轮(21)外侧与第二传动轴(25)之间距离大于70mm。
[权利要求 9]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述一级大皮带轮(21)和一级小皮带轮(19)都为齿形带轮,皮带(20)为齿形带,一级大皮带轮(21)和一级小皮带轮(19)的宽度比皮带(20)的宽度大20mm。
[权利要求 10]
根据权利要求1所述的智能组合传动抽油机,其特征在于:所述动力系统(3)输出轴的最高转速小于800r/min,二级小齿轮(23)的最高转速小于300r/min。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]  
[ 图 0003]  
[ 图 0004]  
[ 图 0005]  
[ 图 0006]