抽油機節能拖動裝置的製作方法

2023-09-16 00:59:20

專利名稱：抽油機節能拖動裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種從深井中開採石油的設備，尤其是適用於遊梁式抽油機的電力拖動裝置。
在石油開採工業中，現有的抽油機拖動裝置主要是由三相異步電動機和電機的控制保護箱組成。因為抽油機具有較大的啟動負載，作業中產生過載的因素較多，故通常選配的電動機功率大，而負載率低，耗能高、抽油機系統效率低。為提高機械採油的系統效率，目前有的採用更換電動機傳動輪來調節抽油機衝次，用增加電動機轉差率來加大抽油杆升降的速差，但由於油井的各項運行參數多變，僅通過更換電機傳動輪來調整抽油機衝次很難及時；而電機轉差率的提高幅度有限，而且統一設定的轉差率值，也不能適應各類工況的油井，受諸多因素的限制。控制保護箱內電器部件的設置綜合保護功能較差，並且箱體與電動機分離連接，致使常造成失竊或損壞，影響抽油機的正常作業。
本實用新型之目的是提供一種結構新穎、能有效地提高機械採油的系統效率既可無級調節抽油機衝次，又能在較大範圍內調節抽油杆上提速度，使其外機械特性與抽油機的機械特性更加吻合，高效節能，且具有較好地綜合保護功能，確保安全正常採油作業的新型抽油機拖動裝置。
為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案是將抽油機的動力電機採用由主機是具有高啟動轉矩、兩種以上轉速的三相異步電動機和轉差離合器、測速發電機所組成具有能有級及無級調速的滑差電機，滑差電機的調速系統由調節速度指令旋鈕、移相觸發器、可控矽激磁系統、速度負反饋系統和速控切換開關連接所組成並裝連於控制保護箱內。當滑差電機啟動時，調節速度指令旋鈕經移相觸發器和可控矽激磁系統向轉差離合器的激磁線圈供入激磁電流，在滑差電機輸出軸的起動階段，轉差離合器激磁線圈的激磁電流由測速發電機提供的負反饋信號控制，以閉環運行方式確保滑差電機的起動力矩；待滑差電機輸出軸的轉速達到預定轉速時，由速控切換開關切斷測速發電機供給轉差離合器的速度負反饋信號，轉差離合器激磁線圈的激磁電流值定值於調速指令旋鈕設定的數值，滑差電機進入開環運行方式，使抽油機沿自然特性曲線運行。本實用新型中，滑差電機以閉環方式啟動後，再以開環方式依自然特性曲線運行。眾所周知，抽油機遊梁的負載端和平衡端的靜載荷應基本相等，當抽油杆上提時，負載端增加了提升由井下液面至油井出口的液柱重量負荷，由於滑差電機沿自然特性曲線工作，因此，抽油杆上提時因負荷增加，而使負載轉速下降，因而能使抽油杆實現「慢提快放」，並且能在較大範圍內通過調節轉差離合器的激磁電流調整抽油杆上提的速度和單位時間上提次數(衝次)，即降低轉差離合器激磁電流，電機負載軸的轉速減小，抽油杆的上提速度減慢、衝次減少；反之，增加轉差離合器激磁電流，抽油杆衝次增加、上提速度加快。為此，可根據具體採油工藝所確定的產液量，依照油井測定出的每立方米產液量上提100米，所消耗電能的最低值，設定該拖動裝置的最佳激磁電流值，達到高產、低耗、節能之目的。
本實用新型在電機的控制保護箱內分別裝設了斷壓器件——防護型熔斷器式隔離開關、斷流器件——帶延時斷開功能的真空交流接觸器、電機保護器件——脈動負載電機綜合保護器。防護型熔斷器式隔離開關是在不同相的熔斷管之間設有上下交叉疊合的絕緣隔離板，能在熔斷管拉出觸座切斷電路之前和插入觸座接通電路之前，隔離板保持交連疊合狀態，具有安全防護功能。延時斷開型真空交流接觸器是在開關銜鐵的激磁線圈上並聯有阻容貯能元件，當油井輸電線路發生瞬間電壓消失故障時，能延時斷開主觸點，其間若線路電源端自動重合閘系統重合成功，電源恢復正常，則抽油機可依「慣性」順勢恢復運行，這樣有利於油井有效運行時率的提高。脈動負載電機綜合保護器是以連續出現的異常電流峰值的次數作延時參數，能有效地對脈動負載電機承擔過載保護。控制保護箱的箱體與主機聯體固定連接於轉差離合器的側部，使電機與控制保護箱之間的電導線不外露，也減少了安裝的工作量。
由於本實用新型是由主機為高啟動轉矩和兩種以上轉速的異步電動機的滑差電機並連接其調速系統所組成，滑差電機為閉環啟動、開環運行且能無級調速式結構，既可無級調節抽油機衝次，又能在較大範圍內調節抽油杆的上提速度，使其外機械特性與抽油機的機械特性更加吻合，能適應油井採油工藝需要，有效地提高了機械採油的系統效率，並在控制保護箱內裝設了新型斷壓、斷流器件和脈動負載電機過載綜合保護器件，還把控制箱體與主機聯體，集多項先進技術於一體。本實用新型比現有同類裝置結構新穎、設計合理，高效、節能、運行安全穩定，適於各型遊梁式抽油機，系一種新型的抽油機拖動裝置。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型實施例產品結構圖。
圖2是圖1的左視圖。
圖3是本實用新型中滑差電機及其調速系統的連接框圖。
圖4是本實用新型的電氣連接框圖。
如附圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括滑差電機和控制保護箱(3)。滑差電機是由主機(4)為一臺具有高啟動轉矩、兩種以上轉速的三相異步電動機和轉差離合器(1)、測速發電機(2)所組成，主機(4)端蓋的凸緣止口直接連於轉差離合器(1)，並在主機(4)的輸出軸端裝連測速發電機(2)。控制保護箱(3)的箱體與主機(4)聯體固定裝連於轉差離合器(1)的側部。控制保護箱(3)內裝連有由調節速度指令旋鈕(5)、移相觸發器(6)、可控矽激磁系統(7)、速度負反饋系統(8)、速控切換開關(9)所組成的滑差電機閉環啟動開環運行的調速系統和斷壓器件防護型熔斷器式隔離開關(11)、斷流器件延時斷開型真空交流接觸器(12)、電機保護器件脈動負載電機綜合保護器(13)、電流表(14)、控制變壓器(15)、補償電容器(16)、電機控制保護系統。滑差電機調速系統的調速指令旋鈕(5)分別連接速控切換開關(9)和移相觸發器(6)，移相觸發器(6)連接可控矽激磁系統(7)，可控矽激磁系統(7)又連接轉差離合器(1)的激磁線圈，速控切換開關(9)連接速度負反饋系統(8)，速度負反饋系統(8)又連接測速發電機(2)。
參照附圖4所示實施例，本實用新型的電氣連接為進線電力電纜(10)先連接防護型熔斷器式隔離開關(11)後分別連接控制變壓器(15)和延時斷開型真空交流接觸器(12)，交流接觸器(12)連接脈動負載電機綜合保護器(13)，電機綜合保護器(13)連接滑差電機的主機(4)，控制變壓器(15)的輸出線J、K分別連接滑差電機調速系統和電機控制保護系統。
為了便於抽油機電機的控制操作，本實用新型還和控制保護箱(3)內的電機控制保護系統中的啟停控制按鈕配連有隔箱控制電機啟停的無線遙控器。
本實用新型的控制保護箱(3)是箱門由內藏式鉸鏈連接並裝有密碼鎖的安全防護型箱體，還在箱體上配合無線遙控器開制有遙控訊號孔。
權利要求1.一種抽油機節能拖動裝置，它包括三相異步電動機和裝設有熔斷器、電流表、交流接觸器、控制變壓器、電機控制保護系統、補償電容器的控制保護箱，其特徵是電機為由主機(4)是一臺具有高啟動轉矩、兩種以上轉速的三相異步電動機和轉差離合器(1)、測速發電機(2)所組成的能有級及無級調速的滑差電機，並由調節速度指令旋鈕(5)、移相觸發器(6)、可控矽激磁系統(7)、速度負反饋系統(8)、速控切換開關(9)組成為滑差電機閉環啟動開環運行的調速系統，滑差電機的主機(4)端蓋的凸緣止口直接裝連於轉差離合器(1)、並在主機輸出軸端裝連測速發電機(2)，滑差電機調速系統的調速指令旋鈕(5)分別連接速控切換開關(9)和移相觸發器(6)，移相觸發器(6)連接可控矽激磁系統(7)，可控矽激磁系統(7)又連接轉差離合器(1)的激磁線圈，速控切換開關(9)連接速度負反饋系統(8)，速度負反饋系統(8)又連接測速發電機(2)，滑差電機的調速系統裝連於控制保護箱(3)內，控制保護箱(3)箱體與主機(4)聯體固連於轉差離合器(1)的側部。
2.根據權利要求1所述的抽油機拖動裝置，其特徵是控制保護箱(3)內還裝連有防護型熔斷器式隔離開關(11)、延時斷開型真空交流接觸器(12)和脈動負載電機綜合保護器(13)。
3.根據權利要求1或2所述的抽油機拖動裝置，其特徵是控制保護箱(3)內的電機控制保護系統中的電機啟停按鈕還配連有隔箱控制電機啟停的無線遙控器。
4.根據權利要求1或2或3所述的抽油機拖動裝置，其特徵是控制保護箱(3)為箱門由內藏式鉸鏈連接並裝有密碼鎖的安全防護型箱體，還在箱體上配合遙控器開制有遙控訊號孔。
專利摘要本實用新型提供了一種抽油機節能拖動裝置。它是由主機為高啟動轉矩、兩種以上轉速的異步電動機連接轉差離合器和測速發電機所組成的滑差電機,滑差電機的調速系統由調速指令旋鈕、移相觸發器、可控矽激磁系統、速度負反饋系統和速控切換開關所組成並裝連於控制保護箱內。滑差電機以閉環方式啟動開環方式運行,並能無級調速。控制保護箱與主機聯體安裝,箱內還裝連有斷壓、斷流件和脈動負載電機綜合保護器。它適用於各型遊梁抽油機。
文檔編號H02P5/00GK2400964SQ9925705
公開日2000年10月11日 申請日期1999年12月13日 優先權日1999年12月13日
發明者王寅虎 申請人:王寅虎