游梁式抽油机电动刹车的制作方法

1.本发明涉及一种石油开发设备配套装置，具体涉及一种游梁式抽油机电动刹车。


背景技术：

2.游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。从采油方式上为有杆类采油设备（从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备）。
3.现有游梁式抽油机刹车系统，现场根据生产需要切断电源后，利用人力对刹车手柄施加拉力，通过3次杠杆原理传动后，下压刹车臂使刹车总成向内形成抱合力，刹车总成上刹车片与减速箱上的刹车箍形成摩擦形成制动。


技术实现要素：

4.本发明主要解决原有刹车上存在的两方面问题，一是解决油田四化配套后大面积推广的远程启停井无配套远程刹车的问题。因无刹车系统油井只能停在自由位置。对于出砂、结蜡、稠油等特殊井无法按油井管理要求停在指定位置，抽油机曲柄在摆动过程中电动机自发电造成电路控制系统元器件损坏。二是解决现场操作时，刹车位置与控制柜距离较远，无法单人操作及操作过程存在较大安全隐患的问题。本发明主要结合远程启停井信号对电动推杆形成相应功能推动和收回信号，结合本发明的机械部分拉动原刹车的刹车臂形成刹车。
5.其技术方案是：游梁式抽油机电动刹车，包括一对刹车蹄,所述的一对刹车蹄通过刹车蹄一端的轴连接,所述的刹车蹄内侧周围设有刹车蹄片，所述的刹车蹄片包围在刹车片周围，所述的一对刹车蹄的另一端设有刹车蹄扶正圈，所述的刹车蹄扶正圈内设置刹车拉销，所述的刹车拉销一端安装螺母，所述的刹车拉销另一端轴向设有凹槽，所述的凹槽两端穿插摇臂销，所述的凹槽中间的摇臂销上安装刹车摇臂，所述一对刹车蹄中间的刹车拉销上设有弹簧，所述的刹车摇臂另一端安装纵向拉杆，所述的纵向拉杆连接纵拉杆传动臂，所述的纵拉杆传动臂与横拉杆传动臂同轴安装在刹车中间座上，所述的横拉杆传动臂连接横向拉杆，所述的横向拉杆与手动刹车杆连接，所述的横向拉杆与所述的横拉杆传动臂的中间位置通过铰链连接，所述的横拉杆传动臂的端部与中间杆的一端通过铰链连接，所述的中间杆的另一端通过固定装置与套装推杆的一端连接，所述的套装推杆另一端与电动推杆连接，所述的电动推杆另一端安装在抽油机的一侧。
6.进一步，所述的套装推杆包括推杆、挡块、内杆、外套杆，所述的推杆一端与固定装置连接，所述的推杆另一端固定安装挡块，所述的挡块另一端固定安装内杆，所述的内杆套装在外套杆内，所述的内杆在外套杆内来回滑动，所述的挡块横切面面积大于外套杆横切面的面积，所述的外套杆内部的长度大于内杆的长度。
7.进一步，所述的固定装置为刹车调节螺母，所述的刹车调节螺母一端安装中间杆，另一端安装套装推杆。
8.进一步，所述的电动推杆与继电器电连接，所述的继电器与plc控制器电连接，所述的plc控制器与rtu控制器电连接，所述的plc控制器与接近开关电连接，所述的接近开关安装在抽油机变速箱上，所述的与接近开关相对应的磁体安装在变速箱输出轴上。
9.本发明与现有技术相比较，具有以下优点：设计合理、结构简单，在抽油机原有的手动刹车基础上，实现抽油机的电动刹车，并且电动刹车与手动刹车互不影响，电动刹车实现远距离控制，具有省力，动作可靠，速度快，且安全性高的特点。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本发明整体结构视图；图2是本发明套装推杆部件视图；图3是本发明电气原理图；其中，1、抽油机变速箱，2、刹车蹄，3、刹车轮，4、刹车蹄扶正圈，5、刹车拉销，6、弹簧，7、刹车摇臂，8、纵向拉杆，9、刹车中间座，10、纵拉杆传动臂，11、横拉杆传动臂，12、中间杆，13、横向拉杆，14、刹车杆，15、刹车行程调节螺母，16、套装推杆，161、推杆，162、挡块，163、内杆，164、外套杆，17、电动推杆，18、变速箱输出轴，19、磁体，20、接近开关，21、rtu控制器，22、plc控制器。
具体实施方式
12.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
13.机械部分参照图1、2，游梁式抽油机电动刹车，包括一对刹车蹄2,所述的一对刹车蹄2通过刹车蹄2一端的轴连接,所述的刹车蹄2内侧周围设有刹车蹄片，所述的刹车蹄片包围在刹车轮3周围，所述的一对刹车蹄2的另一端设有刹车蹄扶正圈4，所述的刹车蹄扶正圈4内设置刹车拉销5，所述的刹车拉销5一端安装调节螺母，所述的刹车拉销5另一端轴向设有凹槽，所述的凹槽两端穿插摇臂销，所述的凹槽中间的摇臂销上安装刹车摇臂7，所述一对刹车蹄2中间的刹车拉销5上设有弹簧6，所述的刹车摇臂7另一端安装纵向拉杆8，所述的纵向拉杆8另一端连接纵拉杆传动臂10，所述的纵拉杆传动臂10与横拉杆传动臂11同轴安装在刹车中间座9上，所述的横拉杆传动臂11连接横向拉杆13，所述的横向拉杆13与手动刹车杆14连接，其特征在于：所述的横向拉杆13与所述的横拉杆传动臂11的中间位置通过铰链连接，所述的横拉杆传动臂11的端部与中间杆12的一端通过铰链连接，所述的中间杆12的另一端通过固定装置与套装推杆16的一端连接，所述的套装推杆16另一端与电动推杆17连接，所述的电动推杆17另一端安装在抽油机的一侧。
14.所述的套装推杆16包括推杆161、挡块162、内杆163、外套杆164，所述的推杆161一端与固定装置连接，所述的推杆161另一端固定安装挡块162，所述的挡块162另一端固定安装内杆163，所述的内杆163套装在外套杆164内，所述的内杆163在外套杆164内来回滑动，
所述的挡块162横切面面积大于外套杆164横切面的面积，所述的外套杆164内部的长度大于内杆163的长度所述的固定装置为刹车行程调节螺母15，所述的刹车行程调节螺母15一端通过螺纹连接中间杆12，另一端通过螺纹连接套装推杆16。
15.所述的电动推杆17与继电器电连接，所述的继电器与plc控制器22电连接，所述的plc控制器22与rtu控制器21电连接，所述的plc控制器22与接近开关20电连接，所述的接近开关20安装在抽油机变速箱1上，与所述的接近开关1相对应的磁体19安装在变速箱输出轴18上。
16.机械部分主要是将原刹车系统的横拉杆传动臂通过加长增加杠杆力臂后，与中间杆12通过铰链连接，下部为套装推杆16，套装推杆16与电动推杆17相连接，电动推杆17固定在抽油机一侧。
17.停井时，电动推杆17收到信号上推套装推杆16，通过杠杆原理向前推动原刹车横向拉杆13，从而驱动原刹车系统形成刹车。开井时，电动推杆17收到信号收回，机械部分反向运动松开刹车。
18.原有刹车使用时，套装推杆16的外套杆与内杆形成相对位移，因此不影响现有刹车的使用。
19.电气部分参照图3，本系统通过继电器、plc控制器22和转换开关，完成本地启停刹车与远程启停刹车的切换，具有如下特点：本地状态下，本系统继电器不参与电路控制，原控制柜线路无影响，控制柜功能无影响，转换开关为手动控制，与控制柜线路完全隔离。
20.远程状态下，通过截获启停信号,由plc控制器22根据给定逻辑进行启停操作,针对不同的井况,例如松刹车后的自由摆停时间,刹车电流输出时间等参数随时可调。
21.适应性广，控制柜线路改动少，只替换了原有线路中的远程启停触点，接线简单，只要是支持四化远程启停的标准四化柜、利旧柜和改造柜都可安装。
22.通过调整磁体位置，能够实现不同井况的定位停井刹车，并内置安全保护程序，接近开关无信号的情况下也能停井刹车。
23.原理说明本地状态下的启停是由控制柜的启动和停止按钮完成。远程状态下的启动过程实际上是由rtu控制器21的俩路继电器触点k7、k07和k8、k08完成，可称其为启停触点，其功能与启动和停止按钮类似。rtu在接收到上位机传来的启停命令后，如果是本地状态，会忽略命令，如果是远程状态会执行相应的继电器吸合动作。由此可以得出逻辑：k7与k07导通必定的接到远程启动信号；k8与k08导通必定是接到远程停井信号。通过替换接线，将这俩组触点功能改为启动和停井信号输入，通过plc控制器进行相应的刹车松紧操作，同时用plc内的两组触点功能代替原来启停触点，从而实现远程启停刹车功能。
24.系统元器件介绍及接线说明：远程刹车系统由主继电器（24v）、plc控制器22和转换开关组成。
25.主继电器主继电器在本系统中的功能是根据本地远程开关的状态来启动和关闭整个系统，共4组常开常闭触点，为方便说明，统称为1、2、3、4路触点，启动电源为rtu di6 触点（ ）和gnd
（—）触点，这两个触点与本地远程开关直接连接，方便布线。
26.本地状态下，主继电器不启动，原控制柜线路无改动；24v刹车系统电源输入线通过第2路和第3路常闭触点进入转换开关，实现本地刹车控制；远程状态下，主继电器启动，4路触点状态改变，常开变常闭，常闭变常开。
27.plc控制器22电源线经第1路常开触点接通电源,系统启动。
28.24v刹车系统电源输入线通过第2路（ ）和第3路（-）常开触点进入plc控制器22。
29.plc控制器y0（ ）、y1（-）、y2（ ）、y3（-）四个触点为24v刹车电源输入点，com1和com2为输出触点。com3、y4替代k7、k07触点，com4、y6替代k8、k08触点（即将原k7、k07、k8、k08上的接线移动到相应的替代触点）。x0为启动信号输入线，由电源负极引出线经k7、k07接入x0。x1为停井信号输入线，由电源负极引出线经k8、k08接入x1。x2为接近开关20信号线。
30.转换开关转换开关共有四组常开触点分别是1-2、3-4、5-6、7-8，在本地状态下（远程状态下，转换开关无电流输入）通过交叉连接：1和5接输入（ ）、3和7接输入（-），2和8并联输出、4和6并联输出，实现24v电流的相反极性输出。
31.接近开关接近开关20使用24v三线npn型，磁体位置尽量安装在减速箱输出轴上，与接近开关触头位置距离小于10mm。
32.启动过程描述远程本地开关打到远程位置，此时rtu di6端子与com端相通，与gnd端子间产生24v电压，主继电器得电启动，4路触点状态改变，plc控制器22电源接通系统启动，转换开关24v电流输入被隔离，24v输入电流经主继电器第2路和第3路常开进入plc控制器22。
33.远程发送启井命令后，rtu k7与k07端子之间导通5秒，plc控制器x0端口产生输入信号，程序启动，执行过程如下：com1、com2输出正向电流松刹车,延时5秒后关闭输出电流,com3、y4导通5秒。执行到此后，交流接触器得电启动并完成自锁，5秒后y4端口断开无影响，启井完成。
34.远程发送停井命令后，rtu k8和k08端子导通5秒，plc控制器x1端口产生输入信号，程序启动，执行过程如下：30秒内接到接近开关信号导通com4、y6,com1、com2输出反向电流刹车，此时刹车位置是指定位置。30秒后无接近开关信号导通com4、y6,com1、com2输出反向电流刹车，此时刹车位置是自由位置。
35.1）本发明的电动刹车，刹与松采用四化远程启停信号，未使用其它信号，有效防止信号的误传造成的误操作。
36.2）本发明采用速度160毫米、行程200毫米、推力100公斤电动推杆作为动力，可在收到信号1.25秒形成有效刹车，速度、推力大于现场手动刹车刹力，保证了刹车的有效性。
37.3）本发明在本地操作时，操作人员可远离抽油机形成快于人工的有效刹车，保证此操作过程中安全性。
38.4）本发明的安装未对原设备刹车系统造成干扰，保证了原系统的完整性。
39.未提到的结构及连接关系均为公知常识。
40.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。