游梁式抽油机皮带自动调整装置及其控制方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010901289.X (22)申请日 2020.09.01 (71)申请人 东营市锐翊新石油科技有限责任公 司 地址 257000 山东省东营市东营区西五路 与南一路交汇处向西300米路南 (72)发明人 薛伟王海明李辉李洪涛 (51)Int.Cl. F16H 7/08(2006.01) H02K 5/26(2006.01) H02K 7/10(2006.01) H02K 7/06(2006.01) (54)发明名称 游梁式抽油机皮带自动调整装置及其控制 方法 (57)摘。

2、要 本发明公开了抽油机皮带装置领域的游梁 式抽油机皮带自动调整装置， 包括装置本体， 装 置本体中包括电机本体和电机安装底座， 电机本 体安装在电机安装底座的顶端表面， 电机安装底 座中设置有基座和载板， 基座的两侧设置有挡 板， 两组挡板之间设置有电机本体， 挡板的一侧 顶端设置有控制箱， 电机本体中两组重负荷导 轨、 重型滚珠丝杆， 每组重负荷导轨的两端均焊 接固定在两组挡板靠近边缘处的中部， 一侧挡板 的内侧中部设置有重负荷止推轴承， 重负荷止推 轴承中部设置有重型滚珠丝杠， 该装置设计结构 简单， 操作方便不使用工具就可以更换皮带， 可 在不停机状态下完成紧皮带工作， 工作过程省时 省。

3、力， 在降低劳动强度的同时， 提高采油时率和 效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 112081887 A 2020.12.15 CN 112081887 A 1.游梁式抽油机皮带自动调整装置， 包括装置本体(1)， 所述装置本体(1)中包括电机 本体(2)和电机安装底座(3)， 所述电机本体(2)安装在电机安装底座(3)的顶端表面， 其特 征在于： 所述电机安装底座(3)中设置有基座(31)和载板(33)， 所述基座(31)的两侧设置有 挡板(32)， 两组所述挡板(32)之间设置有电机本体(2)， 所述挡板(32)的一侧顶端设置有控 制箱(4)， 所述电机本体(2)中两组重负。

4、荷导轨(23)、 重型滚珠丝杆(22)， 每组所述重负荷导 轨(23)的两端均焊接固定在两组挡板(32)靠近边缘处的中部， 一侧所述挡板(32)的内侧中 部设置有重负荷止推轴承(25)， 所述重负荷止推轴承(25)中部设置有重型滚珠丝杠(22)， 所述重型滚珠丝杠(22)的另一侧与驱动电机(21)传动连接， 所述驱动电机(21)的底部焊接 固定在基座(31)靠近控制箱(4)的一侧中部， 所述驱动电机(21)与控制箱(4)电性连接， 每 侧所述重负荷导轨(23)的外侧表面均套设有两组滑块(24)， 每组所述滑块(24)的顶端焊接 固定在载板(33)的底端表面， 所述载板(33)的顶端表面固定有电。

5、机本体(2)， 所述载板(33) 的底端表面中设置有三组检测模块(27)， 每组所述检测模块(27)均设置于两组隔板(34)之 间， 每组所述隔板(34)的顶端表面均焊接固定在载板(33)的底端表面， 每组隔板(34)的中 部均设置有通孔结构， 且通孔结构的外侧均设置有螺母(26)。 2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机皮带自动调整装置， 其特征在于： 本装置中的控 制箱(4)可与与油田 “四化” 管理中RTU实现整合对接， 皮带电动式自动调整装置设有开关量 输入输出通道、 RS485通讯接口， 通讯方式及协议标准符合标准化统一规则。 3.根据权利要求1所述的游梁式抽油机皮带自动调整装置， 其。

6、特征在于： 所述重型滚珠 丝杠(22)和重负荷导轨(23)均为滚动轴承钢， 主要成分为GCr15SiMn。 4.根据权利要求1所述的游梁式抽油机皮带自动调整装置， 其特征在于： 所述本装置的 环境要求是温度： ： -10+45； 相对湿度： 5-90， 防护等级为IP67。 5.根据权利要求1所述的游梁式抽油机皮带自动调整装置， 其特征在于： 每组所述重型 导轨(23)和每组滑块(24)的接触面上均涂抹有润滑油。 6.根据权利要求1所述的游梁式抽油机皮带自动调整装置， 其特征在于： 所述载板(33) 的宽度为重负荷导轨(23)长度的一半。 7.游梁式抽油机皮带自动调整装置及其控制方法， 其特征。

7、在于： 游梁式抽油机皮带自 动调整的控制方法， 采用如权利要求1-6中任一所述的自动调整装置， 其特征在于： (1)装置自动运行过程： 预设： 抽油机处于正常运行状态、 冲次值为4次/min、 皮带张紧值100Kg、 装置处于全自 动运行模式(实时监测调整)。 抽油机在开启运行起初， 所述装置本体(1)判断处于自动运行模式(人工设置)， 同时监 测抽油机是否处于运行状态(联动信号成立)。 当装置实时采集并计算冲次低于预设值4次/ min时， 所述装置本体(1)根据实时检测到的皮带张紧值进行换算对比， 当皮带张紧值低于 预设值时， 所述装置本体(1)控制系统则驱动电机(21)进行旋转拉紧微调(调。

8、整精度为 0.25mm)。 当控制系统检测到冲次数值与皮带张紧数值达到预设值时则停止微调， 周而复始 皮带自动调整装置不断进行检测调整或预设间隙检测调整， 使皮带处于最佳传动状态， 保 证抽油机的生产效率。 当皮带自动调整装置进行多次自动调整且未能达到预设数值时， 控 制系统则判断为皮带损坏或老化， 即时停止自动调整模式并发出报警信号提示更换皮带。 (2)本地皮带更换手动控制过程： 权利要求书 1/2 页 2 CN 112081887 A 2 抽油机进行皮带更换维修时， 所述装置本体(1)切换至手动控制模式。 首先将控制系统 控制锁打开(钥匙电锁)， 同时将功能旋钮切换至手动位置， 控制系统检。

9、测抽油机是否处于 停机状态(联动信号成立)。 人工手动按下皮带拆卸按钮， 自动调整装置控制系统则驱动所 述驱动电机(21)使抽油机电机底座行至皮带拆卸位置并自动停止， 当人工更换挂装好皮带 后， 手动按下拉紧按钮， 抽油机电机底座则在电机的驱动下进行回拉， 直至达到预设的皮带 张紧数值停止。 皮带更换完毕， 手动将功能旋钮切换至自动位置同时将控制锁关闭， 所述装 置本体(1)进入自动运行模式。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112081887 A 3 游梁式抽油机皮带自动调整装置及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及抽油机皮带装置领域， 具体是游梁式抽油机皮带自动调整装置及其控 制方。

10、法。 背景技术 0002 在油田开采生产活动中， 近些年随着对生产工艺、 生产设备及管理模式等智能化、 信息化的不断建设提升， 目前已基本实现生产工艺的自动化、 设备产品的标准统一、 生产管 控的数字化等标准化功能， 有效的提高了生产效率生产质量、 减少了人工投入及运营成本、 降低了生产安全风险。 其中在抽油机原油开采工艺中， 智能化建设取得了显著效果， 抽油机 在原油开采环节中使用数量巨大， 也是原油开采中的首要设备， 在油井抽油机原油开采智 能化建设中， 抽油机的原油开采过程工艺基本实现网络化和自动化控制， 如温度、 压力、 流 量、 功图、 抽油机参数控制及运行工况等以实现远程管控。 但。

11、随着控制系统的投入使用也显 现出了相应的操控性的缺陷， 例如抽油机传动皮带的张进度调整、 皮带的更换等， 其中皮带 的传动张紧程度直接关系到抽油机生产效率。 0003 抽油机皮带是电机给抽油机传动动力的重要组成部分， 由于抽油机的负载和皮带 橡胶自身老化的影响， 皮带在工作过程中经常会发生松弛、 打滑的现象。 这样就会造成电机 动能的损失和缩短皮带的使用寿命， 为了消除皮带松弛、 打滑对抽油机工作效率的影响， 调 整皮带张紧程度、 更换皮带就成了抽油机日常管理的重要工作之一。 现抽油机调整皮带标 准的操作程序是采用松开电机滑轨的锁紧固定螺丝， 用原有的梯形丝杆带动电机底座通过 改变电机的纵向位。

12、置从而拉紧皮带的方法， 而更换皮带更为麻烦， 因停机易造成产量损失 和井下故障， 同时对皮带的使用程度状态均由人工判断， 没有可靠的检测手段， 使皮带的使 用寿命周期无法得到良好的控制。 因此基于以上缺陷问题亟需开发设计生产一种全自动皮 带调整系统装置。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供游梁式抽油机皮带自动调整装置及其控制方法， 以解决上 述背景技术中提出的问题。 0005 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 0006 游梁式抽油机皮带自动调整装置， 包括装置本体， 所述装置本体中包括电机本体 和电机安装底座， 所述电机本体安装在电机安装底座的顶端表面， 所述电机安装底座中设 。

13、置有基座和载板， 所述基座的两侧设置有挡板， 两组所述挡板之间设置有电机本体， 所述挡 板的一侧顶端设置有控制箱， 所述电机本体中两组重负荷导轨、 重型滚珠丝杆， 每组所述重 负荷导轨的两端均焊接固定在两组挡板靠近边缘处的中部， 一侧所述挡板的内侧中部设置 有重负荷止推轴承， 所述重负荷止推轴承中部设置有重型滚珠丝杠， 所述重型滚珠丝杠的 另一侧与驱动电机传动连接， 所述驱动电机的底部焊接固定在基座靠近控制箱的一侧中 部， 所述驱动电机与控制箱电性连接， 每侧所述重负荷导轨的外侧表面均套设有两组滑块， 说明书 1/4 页 4 CN 112081887 A 4 每组所述滑块的顶端焊接固定在载板的。

14、底端表面， 所述载板的顶端表面固定有电机本体， 所述载板的底端表面中设置有三组检测模块， 每组所述检测模块均设置于两组隔板之间， 每组所述隔板的顶端表面均焊接固定在载板的底端表面， 每组隔板的中部均设置有通孔结 构， 且通孔结构的外侧均设置有螺母。 0007 作为本发明进一步的方案： 本装置中的控制箱可与与油田 “四化” 管理中RTU实现 整合对接， 皮带电动式自动调整装置设有开关量输入输出通道、 RS485通讯接口， 通讯方式 及协议标准符合标准化统一规则， 完成皮带的自动调整特点， 无需使用者亲自去进行调整， 提高皮带配合的精准度。 0008 作为本发明再进一步的方案： 所述重型滚珠丝杠和。

15、重负荷导轨均为滚动轴承钢， 主要成分为GCr15SiMn， 保证较高的结构强度， 可适应重负荷的工作压力。 0009 作为本发明再进一步的方案： 所述本装置的环境要求是温度： ： -10+45； 相 对湿度： 5-90， 防护等级为IP67， 延长使用时间。 0010 作为本发明再进一步的方案： 每组所述重型导轨和每组滑块的接触面上均涂抹有 润滑油， 提高结构件的流畅度， 减小传动损失。 0011 作为本发明再进一步的方案： 所述载板的宽度为重负荷导轨长度的一半， 提高所 述载板的可移动范围， 可针对不同松紧程度的皮带进行收紧。 0012 作为本发明的控制方法： 0013 装置自动运行过程： 。

16、0014 预设： 抽油机处于正常运行状态、 冲次值为4次/min、 皮带张紧值100Kg、 装置处于 全自动运行模式。 0015 抽油机在开启运行起初， 所述装置本体判断处于自动运行模式， 同时监测抽油机 是否处于运行状态。 当装置实时采集并计算冲次低于预设值4次/min时， 所述装置本体根据 实时检测到的皮带张紧值进行换算对比， 当皮带张紧值低于预设值时， 所述装置本体控制 系统则驱动电机进行旋转拉紧微调。 当控制系统检测到冲次数值与皮带张紧数值达到预设 值时则停止微调， 周而复始皮带自动调整装置不断进行检测调整或预设间隙检测调整， 使 皮带处于最佳传动状态， 保证抽油机的生产效率。 当皮带。

17、自动调整装置进行多次自动调整 且未能达到预设数值时， 控制系统则判断为皮带损坏或老化， 即时停止自动调整模式并发 出报警信号提示更换皮带。 0016 本地皮带更换手动控制过程： 0017 抽油机进行皮带更换维修时， 所述装置本体切换至手动控制模式。 首先将控制系 统控制锁打开， 同时将功能旋钮切换至手动位置， 控制系统检测抽油机是否处于停机状态。 人工手动按下皮带拆卸按钮， 自动调整装置控制系统则驱动所述驱动电机使抽油机电机底 座行至皮带拆卸位置并自动停止， 当人工更换挂装好皮带后， 手动按下拉紧按钮， 抽油机电 机底座则在电机的驱动下进行回拉， 直至达到预设的皮带张紧数值停止。 皮带更换完毕。

18、， 手 动将功能旋钮切换至自动位置同时将控制锁关闭， 所述装置本体进入自动运行模式。 0018 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 0019 本发明根据抽油机传动皮带日常应用及维护操作程序所存在的现状缺陷， 以实现 无人本地操控情况下进行抽油机工作效率的自动计算判断， 实时检测并完成皮带张紧度的 合理调整为目的， 设计开发电动全自动皮带调整装置。 延续油田智能化建设标准， 远端管控 说明书 2/4 页 5 CN 112081887 A 5 平台可实现对皮带调整装置进行监视， 同时电动全自动皮带调整装置也可与抽油机本地控 制系统进行联锁， 实现抽油机生产工作效率的实时采集对比， 该装置设计结。

19、构简单， 操作方 便不使用工具就可以更换皮带， 可在不停机状态下完成紧皮带工作， 工作过程省时省力， 在 降低劳动强度的同时， 提高采油时率和效率。 附图说明 0020 图1为本发明的结构示意图； 0021 图2为本发明中的结构俯视图； 0022 图3为本发明中自动控制过程流程图； 0023 图4为本发明中手动控制过程流程图。 0024 图中： 1、 装置本体； 2、 电机本体； 21、 驱动电机； 22、 重型滚珠丝杠； 23、 重负荷导轨； 24、 滑块； 25、 重负荷止推轴承； 26、 螺母； 27、 检测模块； 3、 电机安装底座； 31、 基座； 32、 挡板； 33、 载板； 3。

20、4、 隔板； 4、 控制箱。 具体实施方式 0025 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。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0026 请参阅图14， 本发明实施例中， 游梁式抽油机皮带自动调整装置， 包括装置本体 1， 装置本体1中包括电机本体2和电机安装底座3， 电机本体2安装在电机安装底座3的顶端 表面， 电机安装底座3中设置有基座31和载板33， 基座31的两侧设置有挡板32，。

21、 两组挡板32 之间设置有电机本体2， 挡板32的一侧顶端设置有控制箱4， 电机本体2中两组重负荷导轨 23、 重型滚珠丝杆22， 每组重负荷导轨23的两端均焊接固定在两组挡板32靠近边缘处的中 部， 一侧挡板32的内侧中部设置有重负荷止推轴承25， 重负荷止推轴承25中部设置有重型 滚珠丝杠22， 重型滚珠丝杠22的另一侧与驱动电机21传动连接， 驱动电机21的底部焊接固 定在基座31靠近控制箱4的一侧中部， 驱动电机21与控制箱4电性连接， 每侧重负荷导轨23 的外侧表面均套设有两组滑块24， 每组滑块24的顶端焊接固定在载板33的底端表面， 载板 33的顶端表面固定有电机本体2， 载板3。

22、3的底端表面中设置有三组检测模块27， 每组检测模 块27均设置于两组隔板34之间， 每组隔板34的顶端表面均焊接固定在载板33的底端表面， 每组隔板34的中部均设置有通孔结构， 且通孔结构的外侧均设置有螺母26。 0027 其中， 本装置中的控制箱4可与与油田 “四化” 管理中RTU实现整合对接， 皮带电动 式自动调整装置设有开关量输入输出通道、 RS485通讯接口， 通讯方式及协议标准符合标准 化统一规则， 完成皮带的自动调整特点， 无需使用者亲自去进行调整， 提高皮带配合的精准 度； 重型滚珠丝杠22和重负荷导轨23均为滚动轴承钢， 主要成分为GCr15SiMn， 保证较高的 结构强度，。

23、 可适应重负荷的工作压力； 本装置的环境要求是温度： ： -10+45； 相对湿 度： 5-90， 防护等级为IP67， 提高结构件的流畅度， 减小传动损失； 每组重型导轨23和每 组滑块24的接触面上均涂抹有润滑油， 提高结构件的流畅度， 减小传动损失； 载板33的宽度 为重负荷导轨23长度的一半， 提高载板的可移动范围， 可针对不同松紧程度的皮带进行收 说明书 3/4 页 6 CN 112081887 A 6 紧。 0028 本发明的控制方法： 0029 (1)如图1-3所示的： 装置自动运行过程： 0030 预设： 抽油机处于正常运行状态、 冲次值为4次/min、 皮带张紧值100Kg、。

24、 装置处于 全自动运行模式实时监测调整。 0031 抽油机在开启运行起初， 装置本体1判断处于自动运行模式人工设置， 同时监测抽 油机是否处于运行状态联动信号成立。 当装置实时采集并计算冲次低于预设值4次/min时， 装置本体1根据实时检测到的皮带张紧值进行换算对比， 当皮带张紧值低于预设值时， 装置 本体1控制系统则驱动电机21进行旋转拉紧微调调整精度为0.25mm。 当控制系统检测到冲 次数值与皮带张紧数值达到预设值时则停止微调， 周而复始皮带自动调整装置不断进行检 测调整或预设间隙检测调整， 使皮带处于最佳传动状态， 保证抽油机的生产效率。 当皮带自 动调整装置进行多次自动调整且未能达到。

25、预设数值时， 控制系统则判断为皮带损坏或老 化， 即时停止自动调整模式并发出报警信号提示更换皮带。 0032 (2)如图4所示的， 本地皮带更换手动控制过程： 0033 抽油机进行皮带更换维修时， 装置本体1切换至手动控制模式。 首先将控制系统控 制锁打开钥匙电锁， 同时将功能旋钮切换至手动位置， 控制系统检测抽油机是否处于停机 状态联动信号成立。 人工手动按下皮带拆卸按钮， 自动调整装置控制系统则驱动驱动电机 21使抽油机电机底座行至皮带拆卸位置并自动停止， 当人工更换挂装好皮带后， 手动按下 拉紧按钮， 抽油机电机底座则在电机的驱动下进行回拉， 直至达到预设的皮带张紧数值停 止。 皮带更换完毕， 手动将功能旋钮切换至自动位置同时将控制锁关闭， 装置本体1进入自 动运行模式。 0034 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。 说明书 4/4 页 7 CN 112081887 A 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 112081887 A 8 图3 说明书附图 2/3 页 9 CN 112081887 A 9 图4 说明书附图 3/3 页 10 CN 112081887 A 10 。