專利名稱：樓式平衡箱游梁抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
1.技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及用于石油礦場的游梁抽油機(jī)，是一種機(jī)井抽油設(shè)備。
2.背景技術(shù)。迄今使用最為廣泛的機(jī)井抽油設(shè)備，是采用曲柄平衡的常規(guī)游梁抽油機(jī)，這是因為它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用等優(yōu)點的緣故。但常規(guī)游梁抽油機(jī)耗材、費電，是長期未能解決的一個難題。
根據(jù)游梁下置平衡原理設(shè)計的高效節(jié)能桿件抽油機(jī)(專利號92115106.3)以及平衡臂式兩級平衡游梁抽油機(jī)(專利號96201421.4)，初步克服了常規(guī)游梁抽油機(jī)耗材、費電的缺點，但前者調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，容易發(fā)生故障，后者只有一個主平衡箱，不能充分調(diào)變下置平衡質(zhì)量質(zhì)心的下置距離H，更不能在現(xiàn)場調(diào)變時實測H的大小，因此不能將H規(guī)定為實際需要指定的數(shù)值，而不能達(dá)到最佳平衡狀態(tài)，需要繼續(xù)完善、改進(jìn)。
3.發(fā)明目的和發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明的目的，是提供一種可根據(jù)油井井況和抽油機(jī)工況計算所得數(shù)據(jù)，用簡單、可靠、易行的結(jié)構(gòu)將質(zhì)心下置距離H規(guī)定在最佳位置的下置平衡游梁抽油機(jī)。
此發(fā)明目的，由“樓式平衡箱游梁抽油機(jī)”的技術(shù)方案來實現(xiàn)。這個技術(shù)方案是在高效節(jié)能桿件抽油機(jī)和平衡臂式兩級平衡游梁抽油機(jī)專利技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而形成的，主要在于抽油機(jī)的平衡裝置采用了具有規(guī)定質(zhì)心結(jié)構(gòu)的樓式平衡箱，描述如下一種樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，包括動力機(jī)(1)，帶傳動裝置(3)，減速機(jī)(4)，曲柄(5)，連桿(6)，橫梁及橫梁軸承座(10)，游梁(8)，游梁支承(7)，片狀或輪狀驢頭(9)及掛在驢頭上的懸繩器(11)，剎車裝置(12)，支架(14)，底盤(2)和承沖裝置(13)，特征在于抽油機(jī)平衡裝置是一種樓式平衡箱(16)，其上部鉸/掛在游梁(8)尾端的上部，其下部通過靠閂(24)聯(lián)接在游梁(8)尾端的下部。
4.發(fā)明效果。由于樓式平衡箱具有規(guī)定質(zhì)心的結(jié)構(gòu)，可在抽油機(jī)安裝之時或在安裝之前，根據(jù)工況、井況計算所得數(shù)據(jù)，將游梁下置平衡裝置-樓式平衡箱的質(zhì)心規(guī)定在最佳位置，亦即將H調(diào)變?yōu)橹付ǖ淖罴褦?shù)值，獲得最好的平衡效果。又由于樓式平衡箱的規(guī)定質(zhì)心結(jié)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)而不是一種機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不容易損壞，并且此結(jié)構(gòu)十分簡單，因此，與常規(guī)游梁抽油機(jī)和現(xiàn)有下置平衡游梁抽油機(jī)相比，本發(fā)明抽油機(jī)兼有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、節(jié)能效果顯著的優(yōu)點，具體說結(jié)構(gòu)簡單可靠、成本低廉和維修裝卸方便等更優(yōu)于常規(guī)游梁抽油機(jī)；提升能力、節(jié)能效果、適應(yīng)性強(qiáng)等使用性能更優(yōu)于現(xiàn)有下置平衡游梁抽油機(jī)。
5.


圖1為樓式平衡箱游梁抽油機(jī)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2至圖5為樓式平衡箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖1實施例抽油機(jī)現(xiàn)場隨機(jī)實測樓式平衡箱質(zhì)心下置距離H的狀態(tài)圖。
圖中，1-動力機(jī)，2-底盤，3-帶傳動裝置，4-減速機(jī)，5-曲柄，6-連桿，7-游梁支承，8-游梁，9-驢頭，10-橫梁及橫梁軸承座，11-懸繩器，12-剎車裝置，13-承沖裝置14-支架，15-下支架，16-樓式平衡箱，16.1-上平衡箱，16.2-下平衡箱16.3-立柱，16.4-頂板，16.5-底板，16.6-墊片，16.7-平衡箱/塊，17-上箱隔板，18-下箱隔板，19-后側(cè)面掛軸，20-后側(cè)面吊耳，21-吊耳，22-掛軸，23-掛座，24-靠閂，25-楔形槽座，26-直槽座，26.1-螺栓，27-標(biāo)尺，28-吊線，29-重錘。
O-游梁擺動中心，OO-通過O點與游梁平行的直線，稱游梁作用線，G-下置平衡質(zhì)量之質(zhì)心，H-質(zhì)心G之下置距離，F(xiàn)F—平衡箱之中線或?qū)ΨQ面，與游梁作用線垂直，KK、JJ—分別在點K或J吊起平衡箱時之重垂線。
6.具體實施方式
、實施例。參看圖1，這是樓式平衡箱游梁抽油機(jī)的實施例，其基本結(jié)構(gòu)與常規(guī)游梁抽油機(jī)相同由動力機(jī)(1)通過帶傳動裝置(3)和減速機(jī)(4)減速后，驅(qū)動裝在減速機(jī)輸出軸兩端的曲柄(5)旋轉(zhuǎn)，再通過連桿(6)以及橫梁和橫梁軸承座(10)，帶動游梁(8)繞游梁支承(7)的中心O上、下?lián)u擺，裝在游梁前端的驢頭同步搖擺，掛在驢頭上的懸繩器就和抽油桿一起上下運動，完成抽油工作，特征在于抽油機(jī)的平衡裝置，是一種樓式平衡箱(16)，并且其上部餃/掛在游梁(8)尾端的上部，其下部通過靠閂(24)聯(lián)接在游梁(8)尾端的下部。
本實施例采用了一種框架結(jié)構(gòu)樓式平衡箱—用四根等長立柱(16.3)，焊接頂板(16.4)和底板(16.5)構(gòu)成一個框架，該框架將上平衡箱(16.1)與/或下平衡箱(16.2)聯(lián)結(jié)為具有兩個對稱面的整體，一個對稱面與整機(jī)對稱面重合，另一個對稱面FF與游梁作用線OO垂直；并且上平衡箱(16.1)和下平衡箱(16.2)的上部均設(shè)置有至少一塊橫向隔板(17)和(18)，上平衡箱(16.1)與下平衡箱(16.2)的后側(cè)面或底部均設(shè)置結(jié)構(gòu)簡單的排重門，例如開一個孔，用插板控制孔的啟閉。增減上平衡箱(16.1)和下平衡箱(16.2)中重物的數(shù)量，可使質(zhì)心G沿平衡箱中線FF移動，達(dá)到調(diào)變質(zhì)心下置距離H的目的。排重門用來卸去平衡質(zhì)量。隔板(17)、(18)用來阻止平衡箱中的重物在抽油機(jī)運轉(zhuǎn)中滾動。
樓式平衡箱還具有標(biāo)尺機(jī)構(gòu)和包容機(jī)構(gòu)—標(biāo)尺結(jié)構(gòu)是樓式平衡箱側(cè)面中線FF處，置有自游梁作用線OO起算的標(biāo)尺27。包容結(jié)構(gòu)是樓式平衡箱前側(cè)兩根立柱在整機(jī)對稱面垂直方向的間距大于游梁尾端的寬度，以便現(xiàn)場實測樓式平衡箱質(zhì)心時游梁尾端可伸進(jìn)立柱間的空檔。
樓式平衡箱(16)之結(jié)構(gòu)多種多樣參看圖1和圖2，框架上、下部同時聯(lián)接有上平衡箱(16.1)和下平衡箱(16.2)，適用于一般場合；參看圖3，框架上部聯(lián)接有上平衡箱(16.1)，適用于稠油井、低沖次抽油機(jī)；參看圖4，框架下部聯(lián)接有下平衡箱(16.2)，適用于淺井、高沖次抽油機(jī)；參看圖5，框架內(nèi)部滑配平衡箱(16.7)構(gòu)成框架的立柱(16.3)設(shè)計成導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上刻有標(biāo)尺，平衡箱/塊(16.7)通過導(dǎo)軌與框架滑配。平衡箱/塊(16.7)在框架結(jié)構(gòu)中位置的調(diào)節(jié)，可用千斤頂?shù)瘸Ｒ?guī)舉升工具進(jìn)行，也可設(shè)置專用的螺桿機(jī)構(gòu)或氣液升降機(jī)構(gòu)，平衡箱/塊(16.7)調(diào)節(jié)到規(guī)定位置后，用螺栓或常規(guī)夾緊裝置加以固定。不論是何種結(jié)構(gòu)，樓式平衡箱(16)的上部還可聯(lián)有輔助上箱/塊。下部還可聯(lián)接多個輔助下箱/塊，并且最底部下箱/塊的頂面上設(shè)置有厚度不小于5～10毫米的墊片(16.6)，將最底部下箱/塊卸在承沖裝置上，取去墊片，抽油機(jī)可正常運轉(zhuǎn)而不會與卸下的下箱/塊碰撞，取去的墊片復(fù)位又可將卸下的下箱/塊重新聯(lián)接在樓式平衡箱(16)上。這種結(jié)構(gòu)將有利于初裝運轉(zhuǎn)時減輕電機(jī)負(fù)荷并有利于“碰泵”等作業(yè)。
樓式平衡箱(16)的上部鉸/掛在游梁(8)尾端的上部，采用一種掛軸·掛座結(jié)構(gòu)樓式平衡箱(16)前側(cè)面的上部，連接有至少一對吊耳(21)，該吊耳中穿有掛軸(22)；游梁(8)尾端上部聯(lián)接有掛座(23)，樓式平衡箱(16)通過掛軸(22)與掛座(23)相配合而鉸/掛在游梁(8)尾端的上部。也可倒過來安裝掛軸裝在游梁尾端上部，軸座或掛鉤裝在樓式平衡箱前側(cè)上部。
樓式平衡箱(16)后側(cè)面的上部也可裝有吊耳(20)和掛軸(19)，并且掛軸(19)和掛軸(22)沿樓式平衡箱高度方向錯開一個距離，這可增大樓式平衡箱質(zhì)心下置距離的調(diào)節(jié)范圍。
樓式平衡箱(16)的下部通過靠閂(24)聯(lián)接在游梁(8)尾端下部，有多種安裝方式，本實施例采用楔塊升降結(jié)構(gòu)樓式平衡箱(16)內(nèi)側(cè)下部固結(jié)一對直槽座(26)，直槽中滑配靠閂(24)，擰轉(zhuǎn)直槽座底部螺栓(26.1)或在靠閂(24)與直槽座底面間打入楔片，將靠閂(24)向上擠入楔形槽座(25)的楔形槽中，楔形槽座(25)與游梁尾端下部聯(lián)為一體并向下開口，靠閂(24)的截面下半為矩形，上半為楔形。也可采用靠閂聯(lián)接結(jié)構(gòu)靠閂(24)置于直槽座(26)的槽中，并用螺栓與游梁尾端下部牢固聯(lián)接。還可采用勾頭結(jié)構(gòu)，游梁尾端下部有一個向上開口的勾頭，勾頭中置有靠閂(24)，抽油機(jī)工作時樓式平衡箱前側(cè)與靠閂相靠，用螺栓將它們連接在一起。
實測質(zhì)心G下置距離H的方法參看圖1，吊起掛軸(19)或(22)時，重垂線KK和JJ必經(jīng)過平衡裝置的質(zhì)心G；樓式平衡箱對于FF對稱，G又在FF上，故KK；JJ；FF必匯交于G。有兩種實測H的方法一種是在掛軸(19)或(22)的中央吊起樓式平衡箱，通過掛軸中心的重垂線KK或JJ和FF的交點，就是質(zhì)心G；另一種是現(xiàn)場隨機(jī)實測方法參看圖6，樓式平衡箱通過掛軸(22)鉸掛在游梁尾端的掛座(23)上，退下或抽去靠閂(24)，游梁尾端伸進(jìn)立柱間的空檔，樓式平衡箱處于自由懸掛狀態(tài)，相應(yīng)重垂線JJ與中線FF的交點就是質(zhì)心G。在掛軸(22)上用吊線(28)懸掛重錘(29)，標(biāo)尺(27)上可顯示出樓式平衡箱質(zhì)心下置距離H，如增減上、下平衡箱中重物的數(shù)量，就可將H調(diào)變到符合要求。前一種方法用于裝機(jī)前的準(zhǔn)備工作；后一種方法用于裝機(jī)時的細(xì)調(diào)或更換沖次、沖程時調(diào)節(jié)平衡，可不用吊車。這就說明，樓式平衡箱游梁抽油機(jī)具備完整的規(guī)定質(zhì)心結(jié)構(gòu)—將平衡裝置質(zhì)心規(guī)定在指定位置的結(jié)構(gòu)，而且該結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同，是如此簡單、易行、可靠。
必須說明本發(fā)明實施例采用了前置式結(jié)構(gòu)，橫梁和橫梁軸承座(10)安裝在游梁(8)的前部；也可采用后置式，只要將橫梁和橫梁軸承座(10)設(shè)置在游梁后部，就得到后置式的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)了。
本發(fā)明鉸/掛、閂緊在游梁尾端的樓式平衡箱(16)，可單獨使用，也可與常規(guī)平衡方式—曲柄平衡混合使用，即圖1實施例中曲柄(5)上可裝有平衡塊，因此，本發(fā)明還可用來對常規(guī)游梁抽油機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，只要是游梁抽油機(jī)，都可采用本發(fā)明的平衡裝置。
本發(fā)明實施例中的游梁(8)，采用了一種整體結(jié)構(gòu)的彎游梁，也可采用直游梁或組合彎游梁。組合彎游梁由平衡臂和直游梁聯(lián)接構(gòu)成平衡臂前端上部鉸/掛在直游梁尾端上部，平衡臂前端下部靠牢在直游梁尾端下部。
本發(fā)明抽油機(jī)的支架，可采用常規(guī)結(jié)構(gòu)；也可采用塔式支架結(jié)構(gòu)，特征在于整個支架由支架(14)和下支架(15)用螺栓聯(lián)接構(gòu)成，而下支架(15)和底盤(2)焊接為一體。本發(fā)明抽油機(jī)的曲柄，可采用直曲柄；也可采用三角曲柄，特征在于聯(lián)接諸曲柄銷孔中心的直線與曲柄主軸孔聯(lián)為一個三角形。
本發(fā)明實施例機(jī)型，裝有失載承沖裝置(13)，為使失載更為安全，還可在帶傳動裝置(3)的小帶輪上或減速機(jī)(4)的輸入軸上，裝設(shè)一種電控剎車裝置，并且該電控剎車裝置與電動機(jī)(1)的過載保護(hù)裝置聯(lián)動驢頭失載，過載保護(hù)裝置跳閘，電動機(jī)斷電，電控剎車裝置通電剎車；過載保護(hù)裝置復(fù)原，電控剎車裝置斷電松開。
權(quán)利要求1.一種樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，包括動力機(jī)(1)，帶傳動裝置(3)，減速機(jī)(4)，曲柄(5)，連桿(6)，橫梁及橫梁軸承座(10)，游梁(8)，游梁支承(7)，片狀或輪狀驢頭(9)及掛在驢頭上的懸繩器(11)，剎車裝置(12)，支架(14)，底盤(2)和承沖裝置(13)，特征在于抽油機(jī)的平衡裝置是一種樓式平衡箱(16)，其上部鉸/掛在游梁(8)尾端的上部，其下部通過靠閂(24)聯(lián)接在游梁(8)尾端下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于樓式平衡箱(16)是一種框架結(jié)構(gòu)樓式平衡箱—用四根等長立柱(16.3)焊接頂板(16.4)和底板(16.5)構(gòu)成一個框架，該框架聯(lián)接有上平衡箱(16.1)和/或下平衡箱(16.2)，構(gòu)成具有兩個對稱面的獨立整體，一個對稱面與抽油機(jī)對稱面重合，另一個對稱面與游梁作用線垂直，并且具有標(biāo)尺結(jié)構(gòu)和包容結(jié)構(gòu)—標(biāo)尺結(jié)構(gòu)是樓式平衡箱的側(cè)面中線處設(shè)有自游梁作用線起算的標(biāo)尺(27)；包容結(jié)構(gòu)是樓式平衡箱前側(cè)的兩根立柱在整機(jī)對稱面垂直方向的間距大于游梁尾端的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于樓式平衡箱(16)的立柱(16.3)設(shè)計成導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上刻有標(biāo)尺，有一個平衡箱/塊(16.7)通過導(dǎo)軌與樓式平衡箱的框架滑配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于樓式平衡箱(16)的上部和下部還可聯(lián)接多個輔助箱/塊，并且最底部箱/塊的頂面上設(shè)置有厚度不小于5～10毫米的墊片(16.6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于樓式平衡箱(16)的前側(cè)面的上部裝有掛軸(22)，游梁(8)尾端上部裝有掛座(23)，樓式平衡箱(16)的后側(cè)面的上部也可裝有一個掛軸(19)，并且它與前側(cè)面上的掛軸(22)沿樓式平衡箱高度方向錯開一個距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于靠閂(24)的安裝采用了楔塊升降結(jié)構(gòu)—樓式平衡箱(16)內(nèi)側(cè)下部固結(jié)一對直槽座(26)，直槽座中滑配靠閂(24)，擰轉(zhuǎn)直槽座底部螺栓(26.1)或在靠閂(24)與直槽座底面間打入楔片，將靠閂(24)向上擠入楔形槽座(25)的楔形槽中，楔形槽座(25)與游梁(8)尾端下部聯(lián)為一體并向下開口，靠閂(24)的截面下半為矩形，上半為楔形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于橫梁及橫梁軸承座(10)前置在游梁(8)前部或后置在游梁(8)后部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于曲柄(5)上可裝有平衡塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于游梁(8)是一種直游梁、整體彎游梁，或是一種由平衡臂與直游梁聯(lián)接而成的組合彎游梁，聯(lián)接方式是平衡臂的前端上部鉸/掛在直游梁尾端上部，平衡臂的前端下部靠牢在直游梁尾端下部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的樓式平衡箱游梁抽油機(jī)，特征在于帶傳動裝置(3)的小帶輪上或減速機(jī)(4)的輸入軸上，裝設(shè)一種電控剎車裝置，并且該電控剎車裝置與電動機(jī)的過載保護(hù)裝置聯(lián)動。
專利摘要樓式平衡箱游梁抽油機(jī)是油田的一種采油設(shè)備，特點是抽油機(jī)的平衡裝置采用了一種樓式平衡箱，其上部鉸/掛在游梁尾端上部，其下部通過靠閂聯(lián)接在游梁尾端下部?？块V閂牢時，抽油機(jī)處于工作狀態(tài)；退出靠閂，樓式平衡箱自由懸掛在游梁尾端，抽油機(jī)處于調(diào)整平衡狀態(tài)，可現(xiàn)場隨機(jī)實測并顯示樓式平衡箱質(zhì)心下置距離H。根據(jù)計算數(shù)據(jù)增減上、下箱中平衡重物的數(shù)量，調(diào)變H的大小，將樓式平衡箱的質(zhì)心規(guī)定在最佳位置，就恰好能夠同時平衡懸點負(fù)荷的重力和慣性力，既可儲存位能，又可儲存動能，使抽油機(jī)的位能和動能都不會在運動中流失，從而大幅度降低曲柄扭矩峰值，消除負(fù)功，節(jié)能顯著并提高綜合效益。
文檔編號E21B43/00GK2553109SQ0223174
公開日2003年5月28日 申請日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者汪樸澄, 汪嘉 申請人:汪樸澄