一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机制造技术

本实用新型专利技术公开一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，包括设置在地面上的支架和基座，所述支架的上部设有依次相连的悬绳器、钢丝绳、驴头、游梁、连接杆及驱臂，所述支架的上部与游梁中部铰接，所述驱臂由所述基座内的无框式永磁同步电机直接驱动，所述驱臂上设有配重块；所述永磁同步电机包括主轴、固定在所述主轴上且具有永磁性的转子组件、安装在基座内并为所述转子组件提供旋转磁场的定子组件，所述驱臂固定安装在所述主轴的两端，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯呈一体加工成型的环形柱状结构或环形盘状结构。本实用新型专利技术所述的抽油机，结构简单、体积小、传动效率高、能耗低。

A Frameless Permanent Magnet Synchronous Motor Direct Drive Oil Well Pumping Unit

【技术实现步骤摘要】
一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机
本技术属于油田开发
，具体涉及一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机。
技术介绍
游梁式抽油机自诞生以来，历经百年使用，是油田目前主要使用的抽油机类型之一，目前仍在国内外油田普遍使用。常规的游梁式抽油机一般都是采用电机进行驱动，包括支架、游梁、驴头、悬绳器和配重，游梁的中部铰接安装在支架上，游梁的前端固定设有驴头，驴头通过钢丝绳与悬绳器连接，悬绳器下方设有井下采油装置，游梁的后端设有配重，在位于支架与配重之间的游梁与电机驱动装置活动连接，通过电机驱动游梁前端的驴头上下移动，从而达到采油的目的，结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便，可以在油田全天候运转,在采油机械中占有举足轻重的地位。这种常规的游梁式抽油机的不足之处在于：平衡效果差，载荷率低，工作效率低，能耗大,在采油成本中，抽油机电费占30％左右，年耗电量占油田总耗电量的20～30％；同时，运行过程中的动载荷较大，尤其在加载和减载过程中对管杆系统冲击较大，易发生危险；在现场应用中，常规的游梁式抽油机都是采用独立控制运行模式，这样，在一个采油区域内的前期成本投入较大，系统整体耗能较高。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，结构简单、体积小、传动扭矩大、传动效率高、能耗低。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，包括设置在地面上的支架和基座，所述支架的上部与游梁中部铰接，所述游梁的前端固定设有驴头，所述驴头通过钢丝绳连接设有悬绳器，所述游梁的后端与连接杆的上端铰接，所述连接杆的下端与驱臂铰接，所述驱臂由设置在所述基座内的无框式永磁同步电机直接驱动，所述驱臂上设有配重块；所述永磁同步电机包括主轴、定子组件及转子组件，所述驱臂固定安装在所述主轴的两端，所述定子组件固定安装于所述基座内且为所述转子组件提供旋转磁场，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯呈一体加工成型的环形柱状结构或环形盘状结构；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述主轴上。所述驱臂由设置在所述基座内的无框式永磁同步电机直接驱动，所述永磁同步电机可以在所述主轴的轴向和/或径向上提供旋转磁场，传动扭矩大，使得抽油机工作过程中的传动效率高、能耗低。优选地，所述定子组件还包括定子基座，所述定子基座固定安装于所述基座上，所述定子铁芯固定安装于所述定子基座上。所述定子基座为所述定子铁芯提供一个安装模板，在组装时，所述定子基座与定子铁芯可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率，也可防止零散的部件遗漏，解决零部件繁多不好管理的问题。所述定子基座可以是一体加工成型，也可以采用组合的形式。更优选地，所述定子基座的两端可拆卸连接有轴承座，所述主轴通过轴承固定在所述轴承座上，所述轴承座上设有用于固定所述轴承的端盖。所述轴承座用于限定所述定子基座的位置。更优选地，所述轴承座上设有用于固定所述端盖的止口，所述端盖上设有用于定位所述轴承的顶环。所述止口的设计便于所述端盖固定，所述端盖上的所述顶环限定了所述轴承一侧的位置，所述轴承的另一侧通过所述转子组件两端设置的第二顶环限定其位置。如此即可实现所述主轴、转子组件及定子组件的定位，安装更加精准可靠；利用轴承连接的方式便于拆装，有利于维修。更优选地，所述转子组件包括转子基座以及绕所述主轴均匀布置在所述转子基座上的永磁体，所述永磁体均匀布置在所述转子基座的外侧壁和/或端面；所述定子基座套设在所述转子组件外，所述定子铁芯置于所述定子基座的内侧壁和/或端面，与所述永磁体相对应设置。通过所述永磁体与所示定子铁芯的配合，在所述主轴径向和/或轴向对所述转子组件提供旋转力矩，驱动所述主轴旋转，从而带动所述驱臂做圆周运动，从而控制抽油机工作。优选地，所述定子基座上设有冷却单元。所述定子组件是需要电力产生旋转的磁场，在测试旋转磁场的同时带动所述主轴的转动，会伴随产生大量的热量，影响设备的正常运行，所述的冷却单元能快速将热量带走，保证设备的运行稳定。更优选地，所述冷却单元为螺旋环绕在所述定子基座上的冷却水管。利用所述冷却水管内流淌的循环水进行设备的降温冷却，安全环保、冷却效果好。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、采用永磁同步电机作为驱动电机，电机定子组件环绕在主轴周围并固定在基座上，减少了齿轮、减速箱等驱动中间环节，简化了设备的驱动方式及设备的结构形式，提高驱动效率，减少能源的损耗；此外，永磁同步电机提供轴向和径向上的旋转磁场，传动扭矩大，传动效率高，能源损耗小；2、直驱的方式大大减小了设备的体积，减轻了设备重量；3、永磁同步电机直驱的驱动形式具有响应速度快，控制精度高的优点。附图说明图1为本技术所述的一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机的结构示意图；图2为本技术实施例1所述无框式永磁同步电机的结构示意图；图3为本技术永磁体一的结构示意图图4为本技术定子铁芯一的结构示意图；图5为本技术实施例2所述无框式永磁同步电机的结构示意图；图6为本技术永磁体二的结构示意图图7为本技术定子铁芯二的结构示意图；图8为本技术实施例3所述无框式永磁同步电机的结构示意图；图中：1、支架；2、基座；3、游梁；4、驴头；5、永磁同步电机；51、主轴；6、转子组件；61、转子基座；62、永磁体一；63、永磁体二；7、定子组件；71、定子铁芯一；72、定子铁芯二；73、定子基座；8、钢丝绳；9、悬绳器；10、连接杆；11、驱臂；13、轴承座；14、轴承；15、端盖；16、螺母；17、配重块；18、止口；19、顶环；20、冷却水管。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1本实施例所述的一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，结合图1～图4进行说明，包括设置在地面上的支架1和基座2，支架1的上部与游梁3中部铰接，游梁3的前端固定设有驴头4，驴头4通过钢丝绳8连接设有悬绳器9，游梁3的后端的下端面与连接杆10的上端铰接，连接杆10的下端与驱臂11铰接，驱臂11由设置在基座2内的无框式永磁同步电机5直接驱动，驱臂11上设有配重块17；无框式永磁同步电机5包括主轴51、定子组件7及转子组件6，驱臂11通过螺母16固定安装在主轴51的两端，定子组件7固定安装于基座2内且为转子组件6提供旋转磁场，定子组件7包括有定子铁芯一71及缠绕在定子铁芯一71上的定子绕组，定子铁芯一71呈一体加工成型的环形柱状结构；具有永磁特性的转子组件6固定安装于主轴51上。定子组件7还包括定子基座73，定子基座73固定安装于基座2上，定子铁芯一71固定安装于定子基座73上；定子基座73的两端可拆卸连接有轴承座13，主轴51通过轴承14固定在轴承座13上，轴承座13上设有用于固定轴承14的端盖15；轴承座13上设有用于固定端盖15的止口1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，包括设置在地面上的支架和基座，所述支架的上部与游梁中部铰接，所述游梁的前端固定设有驴头，所述驴头通过钢丝绳连接设有悬绳器，其特征在于，所述游梁的后端与连接杆的上端铰接，所述连接杆的下端与驱臂铰接，所述驱臂由设置在所述基座内的无框式永磁同步电机直接驱动，所述驱臂上设有配重块；所述永磁同步电机包括主轴、定子组件及转子组件，所述驱臂固定安装在所述主轴的两端，所述定子组件固定安装于所述基座内且为所述转子组件提供旋转磁场，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯呈一体加工成型的环形柱状结构或环形盘状结构；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述主轴上。

【技术特征摘要】
1.一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，包括设置在地面上的支架和基座，所述支架的上部与游梁中部铰接，所述游梁的前端固定设有驴头，所述驴头通过钢丝绳连接设有悬绳器，其特征在于，所述游梁的后端与连接杆的上端铰接，所述连接杆的下端与驱臂铰接，所述驱臂由设置在所述基座内的无框式永磁同步电机直接驱动，所述驱臂上设有配重块；所述永磁同步电机包括主轴、定子组件及转子组件，所述驱臂固定安装在所述主轴的两端，所述定子组件固定安装于所述基座内且为所述转子组件提供旋转磁场，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯呈一体加工成型的环形柱状结构或环形盘状结构；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述主轴上。2.根据权利要求1所述的一种无框式永磁同步电机直驱的油井抽油机，其特征在于，所述定子组件还包括定子基座，所述定子基座固定安装于所述基座上，所述定子铁芯固定安装于所述定子基座上。3.根据权利要求2所述的一种无框式永磁同...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄诚，廖桂芳，
申请(专利权)人：湖北环一电磁装备工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42