新型星形齿轮大间距吸油器的改向构造研讨

　　行星齿轮传动与普通齿轮传动相比，具有传动比大，传动效率高，运动平稳，抗冲击和振动的能力较强的特点，行星齿轮传动已被广泛应用于各种工程机械中，本次设计中也采用了行星齿轮传动。抽油机的主要结构及传动原理如，2所示。其工作原理为：变频器将固有频率的动力电进行变频，变压后，使电机获得一定的转速，电机经过皮带传动，齿轮传动减速后，使齿轮Z3获得一个合适的转速，齿轮Z3驱动齿轮Z4，齿轮Z4驱动齿圈Z5，齿圈Z5带动轮盘旋转(Z5，Z6通过螺栓固定在轮盘上)，轮盘带动轴旋转，使轴上的钢丝绳轮盘D3也旋转。钢丝绳轮盘D3上缠绕钢丝绳，钢丝绳一端与井杆相连，另一端与配重相连，按照所示，齿轮Z4与齿圈Z5啮合时，钢丝绳轮盘D3逆时针方向转动，当转动到半圆齿轮A点时，挡销1在连杆机构控制下向右移动，此时压轮将不起作用，钢丝绳轮盘停止回转，行星齿轮4与压轮相连，开始绕齿轮3运动，运动到B位置时，齿轮4又与大齿圈Z6啮合。在齿轮3回转方向不变的前提下，大齿圈Z6带动轮盘、轴、钢丝绳轮盘开始顺时针方向回转。当回转到另一半齿轮时，挡销2在控制机构控制下向左移动，压轮又将不起作用，与齿轮4一起运动，回转臂绕半圆齿轮回转，回转结束后，齿轮4又与齿圈Z5啮合，轮盘、轴、钢丝绳轮盘开始逆时针回转，由于钢丝绳轮盘周期性逆时针、顺时针回转，使得抽油杆，配重在竖直方向上实现直线上下往复运动，完成抽油过程。

　　变频调速在抽油机中的应用在轮盘换向时由于轮盘有一定速度，当齿轮4与齿圈啮合结束，与半圆齿轮啮合开始的瞬间，由于速度突变，机械惯性作用使换向时产生机械冲击，为克服机械冲击，换向时要降低轮盘回转速度。交流异步电动机采用380V、50Hz动力电时，无法实现速度调节。因此，在本抽油机中采用了变频器供电[4-6]，采用检测元件测量轮盘回转位置，根据回转位置不同，来控制变频器何时调节供电频率，从而在换向时使电机转速有一个合适的值，以降低换向时的机械冲击。另外，采用变频器供电，可以较好的实现抽油杆上下往复运动过程中的加速和减速，使抽油杆运动合理，满足油井生产工艺的要求。

　　抽油机基本参数的确定根据运动分析计算，确定各个传动元件尺寸参数为：D1=250，D2=450，Z1=29，Z2=116，Z3=Z4=18，Z5=276，Z6=384，Z0=54，Z7=104，Z8=88，D3=2030传动比：i1=D2/D1=1.8，i2=Z2/Z1=4上下行程传动比：iu=i1i2Z5/Z4=110.4id=i1i2Z6/Z4=153.6角度变换传动比：ij=11/13上下行程转速：nu=nj/iu/ij=7.82r/min：nd=nj/id/ij=5.62r/min上下行程速度：Vu=D3nu=0.83m/sVd=D3nd=0.597m/s上下行程需要时间：tu=h/Vu=7.23std=h/Vd=10.05s换向时间(根据变频调速估计)：tt=3.6s一次冲程所需时间：t=tutd2tt=24.48s冲数：n=60/t=60/24.48=2.45次/min行星齿轮换向长冲程抽油机实现了配重，减小了电机容量，节能效果。采用了交流变频拖动技术，井杆运动速度合理，降低了对井下设备的损害。但该种抽油机与游梁式抽油机相比，也存在一些不足，主要是：由于采用变频器调速，增加了微电子控制系统，可靠性方面逊于游梁式抽油机。在控制系统防护方面要采取一些措施，使之能够在室外露天环境下可靠工作。增加对抽油机控制系统的维护。抽油机的冲程可调性方面逊于游梁式抽油机。

　　油井分布在野外或海上，设备均为露天安装，管理维护费时费力。目前，大部分油井仍然采用人工巡视的方式进行油井的监测与管理，这种监测管理方式效率低、费用高，不能做到实时监测，已经远远不能适应油田生产发展的需要。因此，将融合了无线通信和智能检测技术的远程实时监测系统应用于油井监测[7]，已经成为油田发展的必然趋势。拟采用以下方案：(1)设计一个现场数据采集器，将需要监测的参数实时采集[8-9]，并与规定的标准值比较，判断是否有故障。(2)采用无线传输技术，利用无线通讯网进行信息的传输。(3)开发一套管理软件，在计算机屏幕上显示某一个区域内各个油井地理位置、编号，同时接收采集器传输过来的故障信息，在计算机屏幕上显示有故障油井的位置及故障类型，报警通知管理人员，及时对油井进行修复。