專利名稱：永磁盤面電機連桿驅動抽油機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于從油井中開采石油的設備。
背景技術：
石油產業(yè)是國民經濟的重要支柱，石油是現(xiàn)代社會不可或缺的主要能源。目前油田生產采用的傳統(tǒng)抽油機工作效率偏低。
傳統(tǒng)抽油機一般采用游梁式結構，其一端連著油井的抽油泵，而另一端由驅動電機經復雜的齒輪減速機構進行往復運動。由于抽油機的游梁旋轉速度相對普通電機轉速而言是非常慢的，當選用普通旋轉電機作驅動時，其大力矩齒輪減速箱的結構非常龐大、復雜。這種采用大速比的減速方式，使得抽油機的整體工作效率降低。復雜的機械結構使整機工作的可靠性降低和設備維護成本增加。再則，抽油機是油田的基本設備，用量很大，連續(xù)作業(yè)，在油田的總能耗中抽油機所占比重也很大。為此人們圍繞著高效率驅動電機的選用，減速齒輪箱的效率提高，改變抽油機機械結構形式諸方面作了大量的探索和試制研究，但效果仍十分有限。

發(fā)明內容
根據油田抽油機的發(fā)展現(xiàn)狀，在研制開發(fā)盤面式電機的基礎上提出了本發(fā)明的永磁盤面電機連桿驅動抽油機。
本發(fā)明的抽油機主要在于從根本上對所用電機作了改進或者替換。
本發(fā)明的永磁盤面電機連桿驅動抽油機，包括驢頭、游梁、連桿、機架、電機及其調速裝置，其特征在于所說的電機由二個平行設置的扁平盤面式定子和轉子組成，盤面垂直主軸，并構成驅動單元；定子中的電樞繞組和轉子中的永磁磁極相對應，定子和轉子分別安裝在電機的機座和主軸上，連桿直接連接在游梁與電機轉子的盤面所設的支軸之間帶動驢頭上下運動。
所述連桿(3)帶動驢頭上下運動的工作行程，其對應的高程與泵桿(4)上下提拉的行程相一致。
本發(fā)明的積極效果主要是1)、由于永磁盤面電機的采用，直接電機連桿驅動，帶動連桿-驢頭-泵桿工作，去掉了復雜的齒輪減速機構，簡化了抽油機的機械結構，提高了抽油機的機械效率。
2)、定子電樞的齒槽沿盤面圓周均勻分布，定子槽截面采用等寬結構，定子齒截面為扇形結構，定子電樞也便于采用整體結構形式，如制成整體圓環(huán)形或分段圓弧結構；電機的轉子也是盤面形狀，其永磁磁鋼為扇形結構設置，沿圓周均勻分布，盤面式結構也便于安裝和加工。盤面面積大，有利于大力矩輸出電機的設計。
3)、永磁盤面電機適合于采用變頻電源，調速方便，調節(jié)精度高。通過控制永磁盤面電機本身的工作參數(shù)，就可以任意調節(jié)抽油機的速度和出力，使抽油機始終在最佳狀態(tài)下運行，進一步提高了系統(tǒng)效率。
4)、便于更新改造和發(fā)揮替代優(yōu)勢。當永磁盤面電機作旋轉運動時，帶動游梁做往復運動。抽油機的配重和抽油泵分布連接在游梁兩側，保持了傳統(tǒng)抽油機的機械結構形式，只要去掉原有的齒輪減速箱和驅動電機，就可以方便地實現(xiàn)設備的更新改造。
簡言之，因其工作性能和節(jié)能技術指標上具有明顯的優(yōu)勢，可用于抽油機的更新?lián)Q代。


圖1是盤面式永磁直接驅動型的抽油機結構原理圖。
圖2是驅動單元的結構示意圖。
圖3是永磁盤面電機結構簡圖。
圖4是圖3的右向視圖。
其中1、驢頭 2、游梁 3、連桿 4、泵桿 5、支軸 6、電機 7、機架 8、配重塊 9、永磁(鐵)磁極 10、定子 11、電樞繞組 12、機座 13、轉子 14、主軸具體實施方式
以下結合實施例及其附圖作進一步的說明參見附圖。
圖1所示為本發(fā)明的永磁盤面電機連桿驅動抽油機實施例。它包括有驢頭1、游梁2、連桿3、機架7、電機6及其調速裝置，其中的電機6使用了新型結構的永磁盤面電機；本電機由二個平行設置的扁平式定子10和轉子1 3組成，盤面垂直主軸，并構成基本驅動單元。其定子10和轉子13的盤面間設有氣隙，其永磁磁極與定子電樞繞組相對應，定子和轉子分別安裝在電機的機座12和主軸14上，連桿3直接連接在游梁2與轉子13的盤面所設的支軸5之間帶動驢頭1上下運動。兩邊的驢頭一邊設有配重塊8，一邊與油井泵的泵桿4相連接。
圖2所示的驅動單元結構示意圖為本發(fā)明永磁盤面電機的一種結構。該電機為雙聯(lián)式對稱結構，由兩個驅動單元雙聯(lián)而成。定子10固定在機座12上，電機的永磁轉子通過鍵槽連接，安放在轉軸兩端外側，盤形轉子的外側另設有一個支軸5，用來與連桿3相連，連桿的另一端與抽油機游梁2上的支軸相連，將動力傳遞到驢頭1。9是永磁體的永磁磁極。11是定子電樞繞組工作時，電機的驅動單元在變頻控制裝置的設定下運行，兩個對稱的定子，轉子同時合力作用。當永磁盤面電機的定子線圈通以一定頻率的交流電時，在電機氣隙產生一個旋轉磁場，永磁轉子在氣隙磁場的作用下旋轉，從而帶動游梁作旋轉運動。連接在游梁2兩側驢頭1上的鋼纜拉動抽油機的泵桿4和配重塊8，使得抽油機正常工作。電機軸轉動一周，將泵桿4上下提拉一次。電機也可以改而采用半圈往復轉動的方式運行。
圖3、4的永磁盤面電機簡圖表明永磁盤面電機的定子10和轉子13為圓盤面形狀，其定子電樞的齒槽沿盤面圓周均勻分布，齒槽垂直于盤面軸心，定子槽為等寬截面，保證嵌線效果一致。定子齒截面總體形狀呈扇面形。其永磁磁鋼也呈扇面形狀，沿圓周均布于盤面，磁極沿對應電樞繞組部位周向間隔排列。
電樞繞組為圓環(huán)形整體結構。當定子電樞尺寸很大對也可以將其分割成為圓弧段，分體制造，然后各分段在圓盤面上組合安裝成整體。
永磁盤面電機使用變頻調速，可以任意調節(jié)抽油機的速度和出力，完全滿足抽油機在最佳狀態(tài)下的正常工作要求。
權利要求
1.一種永磁盤面電機連桿驅動抽油機，包括驢頭(1)、游梁(2)、連桿(3)、機架(7)、電機(6)及其調速裝置，其特征在于所說的電機所說的電機(6)由二個平行設置的扁平盤面式定子(10)和轉子(13)組成，盤面垂直主軸(14)，并構成驅動單元；定子(10)中的電樞繞組(11)和轉子(13)中的永磁磁極(9)相對應，定子(10)和轉子(13)分別安裝在電機的機座(12)和主軸(14)上，連桿(3)直接連接在游梁(2)與電機轉子的盤面所設的支軸(5)之間帶動驢頭(1)上下運動。
2.按照權利要求1所述的永磁盤面電機連桿驅動抽油機，其特征在于所說連桿(3)帶動驢頭上下運動的工作行程，其對應的高程與泵桿(4)上下提拉的行程相一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機連桿驅動的抽油機。它包括驢頭、游梁、連桿、機架、電機及其調速裝置，其特征在于所說的電機由二個平行設置的扁平盤面式定子和轉子組成，盤面垂直主軸，并構成驅動單元；定子中的電樞繞組和轉子中的永磁磁極相對應，定子和轉子分別安裝在電機的機座和主軸上，連桿直接連接在游梁與電機轉子的盤面所設的支軸之間帶動驢頭上下運動。它直接采用電機連桿驅動，沒有齒輪減速機構，簡化了抽油機的機械結構，從而提高了抽油機的機械效率；電機轉子盤面面積大，有利于解決大力矩輸出機構的設計問題。因其性能良好，可用于抽油機的更新?lián)Q代。
文檔編號H02K21/00GK1978863SQ20051006183
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權日2005年12月6日
發(fā)明者葉云岳, 范承志 申請人:浙江大學