數控測距剎車滾筒抽油機的製作方法

2023-12-11 01:02:12 2

專利名稱：數控測距剎車滾筒抽油機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田採油的地面採油機械設備，具體地說是一種數控測距控制衝程、衝次，檢修井口摘卸負荷方便、作業移機安全方便、電氣控制斷杆保護的數控測距剎車滾筒抽油機。
背景技術：
抽油機是油田地面採油的一種常規設備，遊梁抽油機是地面採油設備最早被採用的設備，因其可靠性高一直還在使用，但其系統效率低能耗高，調整衝程衝次勞動強度大是公認的。為了提升系統效率先後出現了多種立式抽油機，包括各種機械換向及電動換向的抽油機，而機械換向由於衝程只能是固定長度，不能適應多種井況的要求，且換向系統製造費用高；電動換向的抽油機包括直線抽油機及各種調速電機驅動的抽油機，直線抽油機由於造價高、效率一般，實用性不是很強；而調速電機由於現代調速技術的飛速發展及使用的普及價格已被認可，效率較高，各種功能齊全，由此發明了多種電機換向抽油機。有一種公開專利，申請號是991105M0的摩擦驅動自鎖換向式抽油機，它的機架上部安裝有自鎖滾筒，負荷皮帶覆蓋在筒體表面，負荷皮帶一端連接光杆另一端連接平衡箱，電機通過皮帶驅動自鎖滾筒轉動，電機的正反轉驅動自鎖滾筒正方向轉動，自鎖滾筒筒體的摩擦驅動使負荷皮帶完成往復運動，帶動抽油泵做上下往復運動，達到抽油的目的；它的斷杆保護裝置安裝在平衡箱內，換向緩衝裝置在機架的下部。它存在以下不能實現的問題及設計缺點1、自帶剎車的自鎖滾筒在無外部控制的情況下是無法實現滾筒輸入帶輪轉動剎車打開，滾筒輸入帶輪停轉剎車自鎖的，存在自鎖滾筒無法實現的問題。2、電機的正反轉靠限位傳感器控制逆變器實現，改變衝程長度需要重新固定限位傳感器的位置，存在衝程長度調整不方便的缺點。3、斷杆保護有局限性，斷杆保護的作用是防止平衡箱瞬間落下砸壞基礎，油井抽油杆深度在500-4000多米，深度不等，由於光杆相對於抽油杆截面較大，斷杆基本都是發生在光杆以下的抽油杆，當在井下100米以下斷杆時，由於井口側還有一定的負荷，橡膠與滾筒體表面的摩擦係數較大，平衡箱的重量與井口側剩餘重量的共同作用使負荷皮帶對筒體表面的壓力造成的摩擦力大於斷杆保護裝置的彈簧張力，造成斷杆保護裝置不能瞬間作用，而平衡箱拖動滾筒加速轉動，造成砸壞基礎的情況發生，因此存在斷杆保護有局限性的缺點。4、當作業修井或檢修井口時，需要分開負荷皮帶與光杆的連接，而「摩擦驅動自鎖換向式抽油機」摩擦驅動的方式不能單獨提起平衡箱，負荷皮帶與油杆之間一直處於受力狀態，即使強行松光杆卡子能實現負荷皮帶與油杆的連接，由於受力反彈也比較危險，且作業完後再連接負荷皮帶與油杆時只能藉助作業機或吊車提起光杆高空連接，使用非常不方便，具有不能自行摘卸負荷且不安全的缺點。5、當需要修井作業時，井口需要一定的操作空間，而機架及上部滾筒位置妨礙作業機大鉤的上下運行，具有修井不能滿足操作空間需要的缺點。6、機械換向緩衝裝置只能對平衡箱在機架下部換向時起作用，而在機架上部換向時無法緩衝保護，具有換向緩衝功能不全的缺點。

發明內容
本發明的目的是解決摩擦驅動自鎖換向式抽油機的自鎖滾筒不能實現的問題，衝程長度調整不方便、斷杆保護有局限性、不能自行摘卸負荷、修井不能滿足作業空間需求、 換向緩衝功能不全等缺點。本發明的目的提供一種衝程、衝次調整方便；斷杆保護性強；作業修井摘、掛負荷方便、安全，退讓作業空間方便；換向平穩、衝擊小；節能、可靠的數控測距剎車滾筒抽油機。本發明的技術方案包括數控測距剎車滾筒抽油機由框架機構、懸掛平衡機構、驅動機構、斷杆保護機構、電氣控制機構、摘卸負荷機構、移機讓位機構組成。框架機構包括底座、機架、上平臺、上平臺護欄、爬梯、中平臺及護欄、穩定調節支撐；該系統起到保證運行空間及固定部件的作用。懸掛平衡機構包括懸繩器、負荷皮帶、減速剎車滾筒、平衡箱，負荷皮帶覆在減速剎車滾筒上，負荷皮帶的一端由懸繩器連接油井光杆，另一端連接平衡箱；該系統將滾筒的圓周運動變為直線運動，滿足井下油泵往復直線運動的要求，由平衡箱按照油井深度配置相應的重量，使上下運行負荷均勻，減小峰值負荷。驅動機構包括電機調整固定導軌、電機、聯組帶、減速剎車滾筒、負荷皮帶，電機調整固定導軌固定在上平臺上，電機固定在電機調整固定導軌上，電機的皮帶輪通過聯組帶驅動減速剎車滾筒的輸入皮帶輪使減速剎車滾筒轉動，通過減速剎車滾筒與負荷皮帶的摩擦驅動負荷皮帶上下往復運行，該系統起到傳遞扭矩的作用。斷杆保護機構包括電氣控制機構的斷杆信號檢測及控制斷杆保護磁力線圈電源輸出部分、動銜鐵、推力彈簧、斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵、轉軸固定座、拉力簧、推桿、夾緊板、轉軸、負荷皮帶組成，其特徵是轉軸固定座固定在上平臺上負荷皮帶的兩側，轉軸插在轉軸固定座的軸孔內，夾緊板焊接在轉軸上，推桿在兩夾緊板的中間，拉力簧掛在兩夾緊板上，斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵固定在上平臺的下面，推桿穿過斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵後下部連接動銜鐵，推力彈簧套在推桿上，夾在動銜鐵與靜銜鐵之間，推桿的上部加工成圓錐面，中部有推力限位凸起，下部安裝動銜鐵，該系統起到油井斷杆故障檢測報告故障類型及防止平衡嚴重失衡情況下平衡箱快速下滑的作用。電氣控制機構包括控制櫃電源開關、控制變壓器開關、上行點動按鈕、下行點動按鈕、急停按鈕、手動/自動轉換開關、開關電源、控制變壓器、控制器、PLC、文本顯示器、控制剎車繼電器線圈、控制剎車繼電器常開觸點、失電制動器、控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈、控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點、斷杆保護磁力線圈、校零接近開關、轉數記錄接近開關和電機，控制櫃電源開關給系統供電，控制變壓器開關給控制變壓器供電，控制變壓器給PLC供電，開關電源給失電制動器及斷杆保護磁力線圈供電，上行點動按鈕、下行點動按鈕、急停按鈕、手動/自動轉換開關、校零接近開關、轉數記錄接近開關、文本顯示器、 控制器、向PLC輸入控制指令及實時運行狀態，PLC程序編輯控制器按照輸入狀態邏輯運算
5後輸出控制信號，指揮控制器控制電機起停、轉速及正反轉，指揮失電制動器及斷杆保護磁力線圈是否得電，該系統起到控制運行、故障判斷及執行保護的作用。摘卸負荷機構由固定掛繩樁、卸負荷鋼絲繩、動滑輪、減速剎車滾筒、平衡箱組成， 其特徵是固定掛繩樁在上平臺上，卸負荷鋼絲繩一端固定在固定掛繩樁上，然後繞過動滑輪再向上掛到減速剎車滾筒的滾筒掛繩樁上，動滑輪固定在平衡箱的頂部。起到提起平衡箱使井口側的光杆與負荷皮帶連接鬆弛，安全拆開光杆與負荷皮帶之間連接，使井口側負荷皮帶連接的光杆負荷便於摘除的作用。移機讓位機構是由移機水泥底座、底座與升降行走機構組成，其特徵是底座在移機水泥底座上面，升降行走機構固定在底座上，起到修井作業時升起抽油機並使其向後移動，讓開作業空間的作用。數控測距剎車滾筒抽油機總體具體結構包括移機水泥底座、底座、機架、平衡箱、 懸繩器、負荷皮帶、上平臺、減速剎車滾筒、上平臺護欄、聯組帶、電機、電機調整固定導軌、 校零接近開關、斷杆保護裝置、爬梯、中平臺及護欄、動滑輪、穩定調節支撐、升降行走機構、 電纜、電控櫃、固定掛繩樁、卸負荷鋼絲繩、地腳螺栓、校零軟鐵、平衡箱支撐梁，移機水泥底座後部安裝有電控櫃，移機水泥底座上用地腳螺栓固定著底座，底座上是機架，機架的中部有中平臺及護欄，機架的一側安裝有爬梯，底座與機架之間安裝有穩定調節支撐，機架上部是上平臺，上平臺的周邊安裝上平臺護欄，前邊安裝有減速剎車滾筒，減速剎車滾筒一側有固定掛繩樁，固定掛繩樁上纏有卸負荷鋼絲繩，減速剎車滾筒後邊有電機調整固定導軌，電機調整固定導軌上安裝有電機，減速剎車滾筒與電機之間安裝有校零接近開關，減速剎車滾筒上有負荷皮帶，負荷皮帶的前端連接懸繩器，後端連接平衡箱，中部固定有校零接近軟鐵，平衡箱上部安裝有動滑輪，在上平臺上負荷皮帶的兩側安裝有斷杆保護裝置，電控櫃、 電機、失電制動器、校零接近開關、轉數記錄接近開關、電纜組成了控制系統。本發明與已有技術相比具有以下優點可以做到精確平衡、機械傳動路線短、效率高、根據油井需要調整衝程衝次方便無需停機、具有斷杆檢測及保護功能、修井摘卸負荷及移機方便的有點。


圖1-本發明側面結構示意2-本發明正面結構示意圖3-本發明附圖1的A向視4-本發明附圖1中減速剎車滾筒的結構示意5-本發明的斷杆保護裝置示意6-圖5的俯視7-本發明的電氣控制框1、2、3中1-移機水泥底座、2-底座、3-機架、4-平衡箱、5-懸繩器、6-負荷皮帶、7-上平臺、8-減速剎車滾筒、9-上平臺護欄、10-聯組帶、11-電機、12-電機調整固定導軌、13-校零接近開關、14-斷杆保護裝置、15-爬梯、16-中平臺及護欄、17-動滑輪、18-穩定調節支撐、19-升降行走機構、20-線纜、21-電控櫃(、22_固定掛繩樁、23-卸負荷鋼絲繩、24-地腳螺栓、25-校零軟鐵、26-平衡箱支撐。
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圖4中8-1支承座、8-2聯軸器、8_3筒體、8_4減速機件、8_5鍵、8_6皮帶輪滾筒筒體、8-7輸入軸8-8轉數信號發生孔、8-9轉數記錄接近開關、聯軸器、8-10右半軸、8_11油封、8-12端蓋、8-13轉動掛繩樁、8-14左半軸8_15剎車軸、8_16失電制動器。圖5、6中14-1動銜鐵、14-2推力彈簧、14-3斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵、14_4轉軸固定座、14-5拉力簧、14-6推桿、14-7夾緊板、14_8轉軸、6負荷皮帶。圖7中Kl-控制櫃電源開關、K2-控制變壓器開關、K3-上行點動按鈕、K4-下行點動按鈕、K5-急停按鈕、K6-手動/自動轉換開關、21-1-開關電源、21-2-控制變壓器、 21-3-控制器、21-4-PLC、21-5-文本顯示器、Jl-I控制剎車繼電器線圈、J1-2控制剎車繼電器常開觸點、8-16失電制動器、J2-1控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈、J2-2控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點、14-3斷杆保護磁力線圈、13-校零接近開關、8-9轉數記錄接近開關、12-電機。
具體實施例方式為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例作詳細說明一種數控測距剎車滾筒抽油機，包括底座、機架、平衡箱、懸繩器、負荷皮帶、上平臺、減速剎車滾筒機構、驅動機構、聯組帶斷杆保護機構、升降行走機構、電氣控制機構，固定掛繩樁摘卸負荷機構和校零軟鐵，其特徵在於a、安裝在上平臺前面通過聯組帶與驅動機構連接的減速剎車滾筒機構8具體結構為減速剎車滾筒的輸入軸8-7同軸的安裝在右半軸8-10內，輸入軸8-7的右端安裝皮帶輪8-6，左端安裝聯軸器8-2的一個內齒，在聯軸器8-2的右側安裝減速機件8-4的搖臂軸承，右半軸8-10與左半軸8-14通過減速機件8-4的銷軸連接在一起，剎車軸8-15同軸的安裝在左半軸8-14內，剎車軸8-15的左端安裝失電制動器8-16的轉動盤，右端安裝聯軸器8-2的另一個內齒，聯軸器8-2的外齒連接輸入軸8-10與剎車軸8-15的兩個內齒，將輸入軸8-10與剎車軸8-15連接在一起，減速機件8-4的針齒殼固定在筒體8-3上，筒體8_3 的外圓上右端焊接轉動掛繩樁8-13，筒體8-3的兩端用螺栓安裝端蓋8-12，兩端蓋8_12通過軸承安裝在左半軸8-14及右半軸8-10上，兩端蓋8-12上安裝油封8_11，左半軸8_14的左端面安裝失電制動器8-16的固定座及磁力線圈，右半軸8-10的右端面安裝轉數記錄接近開關8-9，左半軸8-14及右半軸8-10通過鍵8-5固定在支撐座8_1上，皮帶輪8_6上製造有轉數信號發生孔8-8 ；b、安裝在減速剎車滾筒機構與驅動機構之間平臺上的斷杆保護機構具體安裝結構為斷杆保護機構的轉軸固定座14-4固定在上平臺7上負荷皮帶6的兩側，轉軸14-8插在轉軸固定座14-4的軸孔內，夾緊板14-7焊接在轉軸14-8上，推桿14_6在兩夾緊板14_7 的中間，拉力簧14-5掛在兩夾緊板14-7上，斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵14-3固定在上平臺7的下面，推桿14-6穿過斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵14-3後下部連接動銜鐵14-1，推力彈簧14-2套在推桿14-6上，夾在動銜鐵14-1與靜銜鐵14_3之間，推桿14_6的上部加工成圓錐面，中部有推力限位凸起，下部安裝動銜鐵14-1，該斷杆保護機構在線檢測油井光杆或抽油杆斷脫並控制，防止平衡箱失控快速下滑危及生命安全和砸壞地面設；c、電氣控制機構包括控制櫃21、控制櫃電電源開關K1、控制變壓器開關K2、上行點動按鈕K3、下行點動按鈕K4、急停按鈕K5、手動/自動轉換開關K6、開關電源21-1、控制變壓器21-2、控制器21-3、PLC21-4、文本顯示器21-5、控制剎車繼電器線圈J1-1、控制剎車繼電器常開觸點J1-2、失電制動器8-16、控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈J2-1、控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點J2-2、斷杆保護磁力線圈14-3、校零接近開關13、轉數記錄接近開關8-9、電機11組成，控制櫃電源開關給系統供電，控制變壓器開關給控制變壓器供電，控制變壓器給PLC供電，開關電源給失電制動器及斷杆保護磁力線圈供電，上行點動按鈕、下行點動按鈕、急停按鈕、手動/自動轉換開關、校零接近開關、轉數記錄接近開關、 文本顯示器、控制器、向PLC輸入控制指令及實時運行狀態，PLC程序編輯控制器按照輸入狀態邏輯運算後輸出控制信號，指揮控制器控制電機起停、轉速及正反轉，指揮失電制動器及斷杆保護磁力線圈是否得電，電器控制機構起到控制運行、不停機調節抽油機衝次和衝程、故障判斷及執行保護的作用。d、摘卸負荷機構由固定掛繩樁22、卸負荷鋼絲繩23、動滑輪17、減速剎車滾筒8、 平衡箱4組成，固定掛繩樁在上平臺上，卸負荷鋼絲繩一端固定在固定掛繩樁上，然後繞過動滑輪再向上掛到減速剎車滾筒的滾筒掛繩樁上，動滑輪固定在平衡箱的頂部。起到提起平衡箱使井口側的光杆與負荷皮帶連接鬆弛，安全拆開光杆與負荷皮帶之間連接，使井口側負荷皮帶連接的光杆負荷便於摘除的作用。當需要摘卸負荷檢修油井時，將抽油機運行上死點停機，將卸負荷鋼絲繩23的一端掛在固定掛繩樁22上，然後繞過動滑輪17再向上掛到減速剎車滾筒8的滾筒掛繩樁8-13上，啟動抽油機下行使懸繩器快到油井密封盒的上部時停機，在光杆上打好光杆卡子，繼續啟動抽油機下行光杆卡子壓到井口上光杆不能下行，而負荷皮帶還在下行，這時負荷皮帶與光杆連接的鋼絲繩鬆弛，完成光杆負荷在負荷皮帶上的摘除。如圖1、2、3所示數控測距剎車滾筒抽油機的移機水泥底座1後部安裝有電控櫃 21，移機水泥底座1上用地腳螺栓M固定著底座2，底座2上是機架3，機架3的中部有中平臺及護欄16，機架3的一側安裝有爬梯15，底座2與機架3之間安裝有穩定調節支撐18， 機架3上部是上平臺7，上平臺7的周邊安裝上平臺護欄9，前邊安裝有減速剎車滾筒8，減速剎車滾筒8的一側有固定掛繩樁22，固定掛繩樁22上纏有卸負荷鋼絲繩23，減速剎車滾筒8後邊有電機調整固定導軌12，電機調整固定導軌12上安裝有電機11，減速剎車滾筒8 與電機11之間安裝有校零接近開關13，減速剎車滾筒8上有負荷皮帶6，負荷皮帶6的前端連接懸繩器5，後端連接平衡箱4，中部固定有校零接近軟鐵25，平衡箱上部安裝有動滑輪17，在上平臺7上負荷皮帶6的兩側安裝有斷杆保護裝置14，電控櫃21、電機11、失電制動器8-16、校零接近開關13、轉數記錄接近開關8-9、電纜20組成了控制系統。運行時假設平衡箱4在機架的下部，給控制櫃21送上電，按下K4下行啟動按鈕， 控制櫃21給斷杆保護裝置14供電，斷杆保護裝置14與負荷皮帶處於非接觸狀態，再給失電制動器8-16供電，使失電制動器處於非剎車狀態，然後給電機11供電，電機反向運轉，通過電機皮帶輪帶動數控剎車滾筒8的皮帶輪8-6轉動，皮帶輪8-6帶動輸入軸8-7轉動，經減速機部件8-4帶動筒體8-3轉動，由於負荷皮帶6的一端經懸繩器連接油井油泵，另一端連接平衡箱4，負荷皮帶6覆在數控剎車滾筒8上，油井負荷及平衡箱4的重量使負荷皮帶 6與數控剎車滾筒8的筒體8-3之間產生很大的摩擦力，數控剎車滾筒8的筒體8-3轉動驅動負荷皮帶6使平衡箱4上行油泵下行。剛啟動時轉數記錄接近開關8-9檢測到皮帶輪 8-6上的轉數信號發生孔8的個數產生信號並輸入控制櫃21，經孔的個數換算成輸入軸的轉數，再經減速比及筒體8-3的直徑換算出每個轉數信號發生孔對應的負荷皮帶6的位移量，當負荷皮帶6上的校零軟鐵25經過上平臺7的校零接近開關13時，校零接近開關13 向控制櫃21發出校零信號，使轉數記錄信號為零，繼續運行控制櫃21記錄的轉數信號記為負值並進行累計，當達到控制櫃21設定的衝程長度時，控制櫃21發出反向運轉信號；累計的轉數信號負值逐漸增大，當負荷皮帶6上的校零軟鐵25再次經過上平臺7的校零接近開關13時，校零接近開關13又向控制櫃21發出校零信號，使轉數記錄信號為零，繼續運行控制櫃21記錄的轉數信號記為正值並進行累計，當達到控制櫃21設定的衝程長度時，控制櫃 21又發出換向運轉信號；如此正負值的變化及數字量的變化，控制櫃21可以判斷實時運行方向及衝程，並將實時運行狀態進行存儲。當自動運行時就能自動按照上次停機狀態開始運行。因負荷皮帶6上的抆零軟鐵25位置固定，每個衝程進行校零保證了衝程的精度。停機時按下K5，控制櫃自動保存當前運行狀態，並給斷杆保護裝置14、失電制動器8-16及電機11斷電，抽油機停機。如圖4所示數控測距剎車滾筒抽油機的減速剎車滾筒8的輸入軸8-7同軸的安裝在右半軸8-10內，輸入軸8-7的右端安裝皮帶輪8-6，左端安裝聯軸器8-2的一個內齒， 在聯軸器8-2的右側安裝減速機件8-4(本實施例以擺線針輪減速機為例說明)的搖臂軸承，右半軸8-10與左半軸8-14通過減速機件8-4的銷軸連接在一起，剎車軸8-15同軸的安裝在左半軸8-14內，剎車軸8-15的左端安裝失電制動器8-16的轉動盤，右端安裝聯軸器8-2的另一個內齒，聯軸器8-2的外齒連接輸入軸8-10與剎車軸8-15的兩個內齒，將輸入軸8-10與剎車軸8-15連接在一起，減速機件8-4的針齒殼固定在筒體8-3上，筒體8_3 的外圓上右端焊接轉動掛繩樁8-13，筒體8-3的兩端用螺栓安裝端蓋8-12，兩端蓋8_12通過軸承安裝在左半軸8-14及右半軸8-10上，兩端蓋8-12上安裝油封8_11，左半軸8_14的左端面安裝失電制動器8-16的固定座及磁力線圈，右半軸8-10的右端面安裝轉數記錄接近開關8-9，左半軸8-14及右半軸8-10通過鍵8-5固定在支撐座8_1上，皮帶輪8_6上製造有轉數信號發生孔8-8。如圖5、6所示數控測距剎車滾筒抽油機的斷杆保護機構的轉軸固定座14-4固定在上平臺7上負荷皮帶6的兩側，轉軸14-8插在轉軸固定座14-4的軸孔內，夾緊板14_7 焊接在轉軸14-8上，推桿14-6在兩夾緊板14-7的中間，拉力簧14_5掛在兩夾緊板14_7 上，斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵14-3固定在上平臺7的下面，推桿14-6穿過斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵14-3後下部連接動銜鐵14-1，推力彈簧14-2套在推桿14_6上，夾在動銜鐵 14-1與靜銜鐵14-3之間，推桿14-6的上部加工成圓錐面，中部有推力限位凸起，下部安裝動銜鐵14-1。當抽油杆斷時通過電機轉矩的突然大比例變化通過PLC檢測到，及時發出優先指令使斷杆保護磁力線圈斷電，靜銜鐵磁力消失吸不住動銜鐵，動銜鐵帶動推桿下移退出兩夾緊板的中間位置，拉力簧將兩夾緊板拉合攏到符合皮帶表面，由於負荷皮帶一側受平衡箱作用下滑，而此時夾緊板與負荷皮帶的夾角有鎖緊作用，夾住負荷皮帶防止平衡箱快速下滑的目的。如圖7所示抽油機啟動前依次閉合控制櫃電源開關K1、控制變壓器開關K2。當需要點動運行時，手動/自動轉換開關K6撥至手動閉合位置，點動上行點動按鈕K3後， PLC21-4給14-3控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈J2-1供電，控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點J2-2閉合，14-3斷杆保護磁力線圈得電，使斷杆保護裝置的推桿14-6推開夾緊
9板14-7，使負荷皮帶處於不加緊狀態；然後PLC21-4使控制剎車繼電器線圈Jl-I得電，控制剎車繼電器常開觸點J1-2閉合，失電制動器8-16鬆開剎車，PLC21-4同時根據文本顯示器21-5設置的點動速度指揮控制器21-3控制電機11按照該速度正轉，鬆開上行點動按鈕 K3後PLC21-4指揮控制器21-3停轉電機11，同時PLC21-4使控制剎車繼電器線圈J1-1失電，控制剎車繼電器常開觸點J1-2打開，失電制動器8-16剎車，點動下行時除電機11反轉外，其他過程相同。自動運行時，手動/自動轉換開關K6撥至自動閉合位置，PLC21-4掃面內存故障類型，有嚴重故障PLC21-4顯示故障類型並保護不能啟動，故障排除後PLC21-4掃面內存故障類型確認確認無故障，PLC21-4給14-3控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈J2-1供電，控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點J2-2閉合，14-3斷杆保護磁力線圈得電，使斷杆保護裝置的推桿14-6推開夾緊板14-7，使負荷皮帶處於不加緊狀態；PLC21-4掃面內存，根據 PLC21-4存儲點動操作或上次停機的校零接近開關13輸入的信號、轉數記錄接近開關8-9 在運行前的狀態判斷懸點位置，當轉數記錄接近開關8-9所記錄的數值為正值，證明懸點位置在校零接近開關13指示的零點上方，PLC21-4使控制剎車繼電器線圈Jl-I得電，控制剎車繼電器常開觸點Λ-2閉合，失電制動器8-16鬆開剎車，假設自動運行時啟動方向電機反向轉動(懸點下行)，PLC21-4同時根據文本顯示器21-5設置的自動運行速度指揮控制器21-3控制電機11按照該速度轉動，運行中轉數記錄接近開關8-9信號輸入到PLC21-4， PLC21-4判斷懸點位置即將達到文本顯示器21-5設置的下限時電機減速慢轉，達到文本顯示器21-5設置的下限時指揮控制器21-3控制電機停轉，然後指揮控制器21-3控制輸出電源相續反向，電機正向轉動，懸點上行，運行中轉數記錄接近開關8-9信號輸入到PLC21-4， PLC21-4判斷懸點位置即將達到文本顯示器21-5設置的上限時電機減速慢轉，達到文本顯示器21-5設置的上限時指揮控制器21-3控制電機停轉，然後指揮控制器21-3控制輸出電源相續反向，電機反轉懸點下行，周而復始過程循環。啟動時當轉數記錄接近開關8-9所記錄的數值為負值，證明懸點位置在校零接近開關13指示的零點下方，自動運行時啟動方向電機正轉(懸點上行)，自動換向過程相同。衝程衝次調整可在自動運行時通過文本顯示器21-5實現，衝次調整選擇文本顯示器21-5中電機自動運行速度設置完成；衝程調整選擇文本顯示器21-5中衝程調整上限、 下限數值實現。斷杆保護功能通過檢測控制器21-3指示的電機即時轉矩變化實現。由於斷杆發生在懸點上行時，PLC21-4隻分析控制器21-3指示的電機即時正轉轉矩變化，PLC21-4在每個上行行程全程採樣正轉轉矩並存儲，作為下個上行行程的比較依據，當即時轉矩小於對應存儲轉矩50%時判斷為斷杆，PLC21-4輸出信號使控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈 J2-1得電吸合，控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點J2-2閉合，斷杆保護磁力線圈14-3 得電相應機械機構動作，實現斷杆保護。同時，PLC21-4發出停車命令，電機11停止，控制剎車繼電器線圈Jl-I失電，控制剎車繼電器常開觸點J1-2打開，失電制動器8-16剎車。
權利要求
1.種數控測距剎車滾筒抽油機，包括底座、機架、平衡箱、懸繩器、負荷皮帶、上平臺、 減速剎車滾筒機構、驅動機構、聯組帶、斷杆保護機構、升降行走機構、電氣控制機構，固定掛繩樁摘卸負荷機構和校零軟鐵，其特徵在於a、安裝在上平臺前面通過聯組帶與驅動機構連接的減速剎車滾筒機構(8)具體結構為減速剎車滾筒的輸入軸(8-7)同軸的安裝在右半軸(8-10)內，輸入軸(8-7)的右端安裝皮帶輪(8-6)，左端安裝聯軸器(8-2)的一個內齒，在聯軸器(8-2)的右側安裝減速機件(8-4)的搖臂軸承，右半軸(8-10)與左半軸(8-14)通過減速機件(8-4)的銷軸連接在一起，剎車軸(8-15)同軸的安裝在左半軸 (8-14)內，剎車軸(8-15)的左端安裝失電制動器(8-16)的轉動盤，右端安裝聯軸器(8_2) 的另一個內齒，聯軸器(8-2)的外齒連接輸入軸(8-10)與剎車軸(8-15)的兩個內齒，將輸入軸(8-10)與剎車軸(8-1 連接在一起，減速機件(8-4)的針齒殼固定在筒體(8-3) 上，筒體(8-3)的外圓上右端焊接轉動掛繩樁(8-13)，筒體8-3的兩端用螺栓安裝端蓋 (8-12)，兩端蓋(8-12)通過軸承安裝在左半軸(8-14)及右半軸(8-10)上，兩端蓋(8-12) 上安裝油封(8-11)，左半軸(8-14)的左端面安裝失電制動器(8-16)的固定座及磁力線圈， 右半軸(8-10)的右端面安裝轉數記錄接近開關(8-9)，左半軸(8-14)及右半軸(8-10)通過鍵(8-5)固定在支撐座(8-1)上，皮帶輪(8-6)上製造有轉數信號發生孔(8-8)；b、安裝在減速剎車滾筒機構與驅動機構之間平臺上的斷杆保護機構具體安裝結構為 斷杆保護機構的轉軸固定座(14-4)固定在上平臺(7)上負荷皮帶(6)的兩側，轉軸(14-8) 插在轉軸固定座(14-4)的軸孔內，夾緊板(14-7)焊接在轉軸(14-8)上，推桿(14_6)在兩夾緊板(14-7)的中間，拉力簧(14-5)掛在兩夾緊板(14-7)上，斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵(14-3)固定在上平臺(7)的下面，推桿(14-6)穿過斷杆保護磁力線圈及靜銜鐵(14-3) 後下部連接動銜鐵(14-1)，推力彈簧(14- 套在推桿(14-6)上，夾在動銜鐵(14-1)與靜銜鐵(14- 之間，推桿(14-6)的上部加工成圓錐面，中部有推力限位凸起，下部安裝動銜鐵(14-1)，該斷杆保護機構在線檢測油井光杆或抽油杆斷脫並控制，防止平衡箱失控快速下滑危及生命安全和砸壞地面設；c、電氣控制機構包括控制櫃(21)、控制櫃電電源開關(Kl)、控制變壓器開關(K2)、上行點動按鈕(K3)、下行點動按鈕(K4)、急停按鈕(K5)、手動/自動轉換開關(K6)、開關電源 (21-1)、控制變壓器(21-2)、控制器(21-3)、PLC(21-4)、文本顯示器(21_5)、控制剎車繼電器線圈(Jl-I)、控制剎車繼電器常開觸點(J1-2)、失電制動器(8-16)、控制斷杆保護磁力線圈繼電器線圈(J2-1)、控制斷杆保護磁力線圈繼電器常開觸點(J2-2)、斷杆保護磁力線圈(14-3)、校零接近開關13、轉數記錄接近開關(8-9)、電機11組成，控制櫃電源開關給系統供電，控制變壓器開關給控制變壓器供電，控制變壓器給PLC供電，開關電源給失電制動器及斷杆保護磁力線圈供電，上行點動按鈕、下行點動按鈕、急停按鈕、手動/自動轉換開關、校零接近開關、轉數記錄接近開關、文本顯示器、控制器、向PLC輸入控制指令及實時運行狀態，PLC程序編輯控制器按照輸入狀態邏輯運算後輸出控制信號，指揮控制器控制電機起停、轉速及正反轉，指揮失電制動器及斷杆保護磁力線圈是否得電，電器控制機構起到控制運行、不停機調節抽油機衝次和衝程、故障判斷及執行保護的作用。
2.根據權利要求1所述的數控測距剎車滾筒抽油機，其特徵在於摘卸負荷機構由固定掛繩樁02)、卸負荷鋼絲繩03)、動滑輪(17)、減速剎車滾筒⑶、平衡箱⑷組成，固定掛繩樁在上平臺上，卸負荷鋼絲繩一端固定在固定掛繩樁上，然後繞過動滑輪再向上掛到減速剎車滾筒的滾筒掛繩樁上，動滑輪固定在平衡箱的頂部。起到提起平衡箱使井口側的光杆與負荷皮帶連接鬆弛，安全拆開光杆與負荷皮帶之間連接，使井口側負荷皮帶連接的光杆負荷便於摘除的作用。
全文摘要
一種數控測距剎車滾筒抽油機，包括底座、機架、平衡箱、懸繩器、負荷皮帶、上平臺、減速剎車滾筒機構、驅動機構、聯組帶、斷杆保護機構、升降行走機構、電氣控制機構，固定掛繩樁摘卸負荷機構和校零軟鐵。減速剎車滾筒機構安裝在上平臺前面，通過聯組帶與驅動機構連接，斷杆保護機構安裝在減速剎車滾筒機構與驅動機構之間，電氣控制機構的PLC程序編輯控制器按照輸入狀態邏輯運算後輸出控制信號，指揮控制器控制電機起停，轉速及正反轉，指揮斷杆保護，電氣控制機構起到抽油機的安全運行，不停機調節抽油機衝次和衝程，故障判斷及執行保護的作用。
文檔編號E21B43/00GK102182427SQ20111008897
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者於奧成, 劉超, 宋玉全, 李鵬, 牟紹平, 馬偉德 申請人:山東創新石油技術有限公司