一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统
阅读说明：本技术 一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统 (Semi-direct-drive driving system of oil pumping unit with integrated disc motor and reduction gearbox ) 是由 李晓晨 李文涛 杨涛 侯仁鹏 王昱昕 厉彦喆 王永亮 马新功 王德华 于 2021-11-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统,属于油田采油设备技术领域,包括工作组件、机架、驱动组件、支架、传动组件,工作组件安装在机架上,用于实现抽油作业,驱动组件安装在支架上,传动组件与工作组件连接,用于控制工作组件动作,驱动组件用于调整传动组件,使传动组件输出不同的转速,进而得到工作组件不同的工作频率,本发明具有多种转速模式,结构集成化程度高,设置巧妙,适用范围广。(The invention discloses a semi-direct drive driving system of a disc type motor and reduction gearbox integrated pumping unit, belonging to the technical field of oil field oil extraction equipment.)
技术领域
本发明涉及油田采油设备技术领域，特别涉及一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统。
背景技术
抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”。抽油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机，游梁式抽油机的工作原理是：由动力机供给动力，经减速器将动力机的高速转动变为抽油机曲柄的低速转动，并由曲柄—连杆—游梁机构将旋转运动变为抽油机驴头的上、下往复运动，经悬绳器总成带动深井泵工作，目前游梁式抽油机在工作时的功率很高，而且无法调节工作频率，现有技术（CN201910868726.X）涉及一种抽油机半直驱驱动装置，包括支架、游梁和驱动机构，游梁的中部铰接在支架的顶端，驱动机构连接在支架与游梁之间，驱动机构，包括筒体A、螺旋轴组件和电机，螺旋轴组件的一端插装在筒体A内，筒体A的上端铰接在游梁上，螺旋轴组件的下端铰接在支架上；所述游梁的尾部设置有配重机构，该现有技术采用螺旋传动虽然为维护提供了便利，但是仍然无法实现抽油机工作频率的调节，因此，本发明提供一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统，能够根据使用需求调整输出转速，进而控制抽油机的工作频率，本发明集成化程度高，使用方便。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统，包括工作组件、机架、驱动组件、支架、传动组件，所述的工作组件安装在机架上方；支架与机架连接在一起；所述的驱动组件滑动安装在支架上，驱动组件通过传动组件控制工作组件的工作频率。
所述的传动组件包括调速组件、控制组件，所述的传动组件还包括转轴，转轴转动安装在转动支架上，转动支架固定安装在第三电机上，所述的调速组件固定安装在转轴的端部，所述的控制组件安装在转轴上，所述的控制组件包括从动控制齿轮、针齿轮，所述的从动控制齿轮转动安装在转轴上，所述的针齿轮滑动安装在转轴上，所述的针齿轮与驱动组件形成针齿轮配合。
所述的调速组件包括圆盘，所述的圆盘上设有三个滑轨，圆盘同一圆周上转动安装有三个输出齿轮，所述的圆盘上同轴转动安装有输入齿轮，所述的输入齿轮与输出齿轮之间滑动安装有第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，所述的从动控制齿轮通过驱动杆控制第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮在圆盘上的滑动。
进一步的，所述的第一齿轮、输出齿轮、第二齿轮、输入齿轮、第三齿轮模数均相同，其中第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮三者的齿数不同，所述的输入齿轮通过第二电机驱动转动，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮通过齿轮转轴滑动安装在滑轨上，三个齿轮转轴通过连接杆连接在一起，所述的驱动杆第一端与其中一个齿轮转轴转动连接，驱动杆第二端滑动安装在从动控制齿轮上的滑槽内。
进一步的，所述的从动控制齿轮与主动控制齿轮形成齿轮配合，所述的主动控制齿轮同轴固定安装在第三电机的输出轴上，第三电机固定安装在支架上。
进一步的，所述的驱动组件包括滑动安装在支架上的固定板，所述的固定板上设有排针，所述的排针第一端与针齿轮形成针齿轮配合，排针第二端上固定安装有齿条，所述的齿条与转动安装在机架上的主动齿轮形成齿轮齿条配合，所述的主动齿轮同轴固定安装在第一电机的输出轴上。
进一步的，所述的转轴的端部固定安装有液压缸，所述的液压缸的活动端固定安装在针齿轮上，液压缸用于控制针齿轮与排针的配合。
进一步的，所述的工作组件包括支撑框架、转盘、转盘齿轮，所述的转盘和转盘齿轮同轴转动安装在支撑框架上，所述的转盘齿轮与输出齿轮形成齿轮配合，所述的转盘通过抽油连杆与摆杆端部连接，所述的摆杆转动安装在固定架上，固定架固定安装在机架上，所述的摆杆上设置有支撑杆，所述的支撑杆滑动安装在滑动架上，滑动架滑动安装在支撑框架上，支撑框架两侧的滑动架固定安装在一起，滑动架上固定安装有两个支杆的第一端，两个支杆的第二端滑动安装在支撑框架上。
进一步的，所述的两个滑动架通过第二连杆和第一连杆转动安装在机架上，所述的第二连杆上设有长槽，长槽内设有转杆，所述的转杆转动安装在电磁铁上，所述的电磁铁固定安装在机架上，电磁铁由电控箱供电，所述的摆杆端部设有用于检测故障的传感器，所述的转杆为铁质材料。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设置的调速组件具有多种速度输出模式，根据不同的工作频率需求切换转速，适应范围广；（2）本发明设置的控制组件能够单独控制调速组件中齿轮的啮合和断开，保证了切换输出转速时装置的稳定性；（3）本发明设置的转杆和电磁铁在装置发生故障时起到保护作用，保证了操作人员的安全。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2、图3为本发明去掉外壳后的整体结构示意图。
图4为本发明驱动组件和传动组件结构示意图。
图5、图6、图7为本发明工作组件结构示意图。
图8为本发明从动控制齿轮结构示意图。
图9、图10为本发明调速组件结构示意图。
附图标号：101-工作组件；102-机架；103-第一电机；104-驱动组件；105-支架；106-传动组件；107-调速组件；108-控制组件；109-液压缸；110-第二电机；111-第一连杆；112-第二连杆；113-电控箱；114-主动齿轮；115-输入轴；116-齿条；117-排针；118-固定板；119-第三电机；120-主动控制齿轮；121-转动支架；122-从动控制齿轮；123-针齿轮；124-转轴；125-驱动轴；126-滑槽；127-支撑框架；128-转杆；129-电磁铁；130-滑动架；131-支杆；132-支撑杆；133-转盘；134-转盘齿轮；135-抽油连杆；136-摆杆；137-固定架；138-圆盘；139-滑轨；140-第一齿轮；141-输出齿轮；142-第二齿轮；143-输入齿轮；144-第三齿轮；145-连接杆；146-齿轮转轴；147-驱动杆。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例：如图1-图3所示，一种盘式电机与减速箱一体化的抽油机半直驱驱动系统安装在外壳内，包括工作组件101、机架102、驱动组件104、支架105、传动组件106，工作组件101固定安装在机架102上，支架105固定安装在机架102下方，传动组件106安装在支架105上，驱动组件104滑动安装在支架105上，驱动组件104通过传动组件106控制工作组件101的工作频率。
如图4所示，驱动组件104中的固定板118滑动安装在支架105上，固定板118上设有排针117，排针117第一端与传动组件106形成针齿轮配合，排针117第二端上固定安装有齿条116，齿条116与主动齿轮114形成齿轮齿条配合，主动齿轮114通过输入轴115转动安装在机架102上，输入轴115同轴固定安装在第一电机103的输出轴上，第一电机103固定安装在机架102上，第一电机103为盘式电机，工作时，首先启动第一电机103，第一电机103带动主动齿轮114转动，主动齿轮114通过齿条116驱动固定板118在支架105上滑动。
如图4、图8、图9、图10所示，传动组件106包括调速组件107、控制组件108、转轴124，转轴124转动安装在转动支架121上，转动支架121固定安装在第三电机119上，调速组件107同轴固定安装在转轴124的一端，转轴124包括圆盘138，圆盘138固定安装在转轴124端部，圆盘138上设有三个滑轨139，圆盘138上同轴转动安装有输入齿轮143，三个输出齿轮141转动安装在圆盘138的同一圆周上，第一齿轮140、第二齿轮142、第三齿轮144分别转动安装在多个齿轮转轴146上，齿轮转轴146滑动安装在滑轨139上，连接杆145两端分别与两个齿轮转轴146连接，第一齿轮140、输出齿轮141、第二齿轮142、输入齿轮143、第三齿轮144的模数均相同，其中第一齿轮140、第二齿轮142、第三齿轮144三者的齿数不同，输入齿轮143同轴固定安装在驱动轴125上，驱动轴125同轴固定安装在第二电机110的输出轴上，第二电机110固定安装在机架102上，由于第一齿轮140、第二齿轮142、第三齿轮144三者的齿数不同，因此在三个输出齿轮141输出的转速不同，输出齿轮141用于驱动工作组件101，将不同的输出齿轮141与工作组件101配合，即得到工作组件101不同的工作频率。
如图4、图8、图9、图10所示，控制组件108包括从动控制齿轮122、针齿轮123，从动控制齿轮122转动安装在转轴124上，从动控制齿轮122上设有滑槽126，从动控制齿轮122与主动控制齿轮120形成齿轮配合，主动控制齿轮120同轴固定安装在第三电机119的输出轴上，第三电机119固定安装在支架105上，针齿轮123滑动安装在转轴124上，转轴124靠近针齿轮123的一端固定安装有液压缸109，液压缸109的活动端固定安装在针齿轮123上，针齿轮123与排针117形成针齿轮配合，当驱动组件104中的排针117滑动时，此时启动液压缸109，使针齿轮123与排针117形成配合，在排针117的驱动下，针齿轮123带动转轴124转动，进而驱动调速组件107转动，启动第三电机119，第三电机119通过主动控制齿轮120驱动从动控制齿轮122转动，从动控制齿轮122转动过程中带动滑槽126转动，从动控制齿轮122通过滑动安装在滑槽126内的驱动杆147控制第一齿轮140、第二齿轮142、第三齿轮144与输出齿轮141和输入齿轮143形成或断开齿轮配合，针齿轮123的作用是控制三个输出齿轮141与工作组件101之间的配合转换，从动控制齿轮122的作用是在调整好输出齿轮141的位置时控制中间的第一齿轮140、第二齿轮142、第三齿轮144与两侧的输出齿轮141和输入齿轮143配合，实现动力传动。
如图5-7所示，工作组件101包括支撑框架127、转盘133、转盘齿轮134，转盘齿轮134与转盘133同轴转动安装在支撑框架127上，转盘齿轮134与输出齿轮141形成齿轮配合，抽油连杆135第一端转动安装在转盘133上，抽油连杆135第二端转动安装在摆杆136端部，摆杆136中部转动安装在固定架137上，固定架137固定安装在机架102上，摆杆136上固定安装有支撑杆132，支撑杆132滑动安装在滑动架130上，滑动架130滑动安装在支撑框架127上，支杆131第一端固定安装在滑动架130上，支杆131第二端滑动安装在支撑框架127下端，支撑框架127两侧均设有滑动架130，两个滑动架130固定连接，第二连杆112第一端转动安装在滑动架130上，第二连杆112第二端转动安装在第一连杆111的第一端，第一连杆111的第二端转动安装在机架102上，第二连杆112上设有长槽，转杆128滑动安装在长槽内，同时转杆128转动安装在电磁铁129上，电磁铁129固定安装在机架102上，电控箱113与电磁铁129电性连接，输出齿轮141在第二电机110的作用下转动，输出齿轮141通过转盘齿轮134驱动转盘133转动，转盘133转动过程中通过抽油连杆135驱动摆杆136在固定架137上往复摆动，实现抽油，摆杆136摆动的过程中通过支撑杆132驱动滑动架130下降，滑动架130下降的过程中驱动第一连杆111和第二连杆112转动，同时转杆128在第二连杆112上长槽的带动下在电磁铁129上转动，摆杆136上设有用于检测故障的速度传感器，发生故障时，摆杆136活动端会急速下降，传感器感知速度后控制电控箱113为电磁铁129通电，电磁铁129通电获得磁性，将铁质的转杆128固定，转杆128将第二连杆112卡住，即将摆杆136固定在一个安全位置，实现故障保护。
本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
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