專利名稱：吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械與控制技術(shù)相結(jié)合的石油開采設備，尤其是涉及一 種吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機。二、 背景技術(shù)常規(guī)游梁式抽油機最大的優(yōu)勢在于其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝便捷， 然而其存在的技術(shù)缺陷也非常明顯平衡效果差、負荷力矩波動大、系統(tǒng)效 率低、動力損耗大、沖程與沖次調(diào)節(jié)不方便、四連桿機構(gòu)的活點相對較多易 發(fā)故障造成停機影響產(chǎn)量等。為此人們進行了大量的研究和探索，已公知的 絕大多數(shù)此類創(chuàng)新技術(shù)，雖然解決了常規(guī)抽油機所存在的一種或幾種技術(shù)問 題，但其同時又往往會凸現(xiàn)其它諸如結(jié)構(gòu)復雜、制造成本上升、運行可靠性 降低等新的問題，究其根本原因在于革新者們大都是從機械結(jié)構(gòu)或者電氣控 制以及新材料應用等單一角度著手改進，很少從機電一體化的整體角度，對 抽油機亟待解決的諸多問題進行綜合而系統(tǒng)的深入研究。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服了上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種吊擺式 游梁平衡節(jié)能抽油機，其在提高機電緊密性與關(guān)聯(lián)度、強化運行可靠性以減 少設備故障發(fā)生率、有效降低能耗以及壓縮設備制造成本等各方面均有技術(shù)創(chuàng)新。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，包括機架、驢頭、吊擺機構(gòu)、動力驅(qū) 動與智能控制系統(tǒng)等，其特征在于橫梁通過機架軸承安裝在機架上，其前 端安裝掛有懸掛繩的驢頭，后端設有尾梁平衡裝置；吊擺裝置與橫梁或尾梁 或橫梁及尾梁連接共同形成穩(wěn)固的游梁結(jié)構(gòu)。擺臂機構(gòu)由擺臂組件與擺臂連桿組件組成，或由擺臂組件單獨組成；擺 臂機構(gòu)的數(shù)量為單臂、雙臂或多臂；吊擺裝置由擺臂機構(gòu)與吊重組件組合而 成，或由擺臂機構(gòu)獨立構(gòu)成；吊擺裝置的安裝位置有三種，其一設置在尾梁 的末端，其二設置在橫梁與尾梁之間的下方，其三通過連接件與橫梁或尾梁 或橫梁及尾梁連接對稱的設置在機架左右兩側(cè)；吊擺裝置被設置在下偏的尾 梁末端時，尾梁可替代擺臂組件，吊重體則可與配重體合二為一。橫梁為直梁結(jié)構(gòu)，彎梁結(jié)構(gòu)，折梁結(jié)構(gòu)，或三角形結(jié)構(gòu)；橫梁與尾梁有 兩種連接方式，通過連接件固定在一體，或直接焊接成一體。橫梁與尾梁的 截面形狀包括有工字結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、箱形結(jié)構(gòu)、雙工字鋼結(jié)構(gòu)與航架結(jié) 構(gòu)；吊擺裝置與橫梁及尾梁通過擺臂銷裝置及擺臂連桿銷裝置進行固定，或 采用焊接的方式固定；擺臂銷裝置與擺臂連桿銷裝置在橫梁及尾梁上的設置 位置有三種，在橫梁及尾梁的上方，在橫梁及尾梁的下方，或在橫梁及尾梁 的兩側(cè)。吊重組件有兩種組成形式， 一種由吊重體和吊重連桿組成，另一種則由 吊重體單獨組成；吊重體有三種類型，腔體，或外設隔擋的支架體，或?qū)嶓w狀；腔體與支架體狀的吊重體內(nèi)可填充混凝土、石沙或鐵屑等廉價物質(zhì)，其外部設有方便增減活動配重片的配重槽，放置在槽內(nèi)的活動配重片通過螺栓加以固定；吊重體若充當設備運行的動力傳動輪，其承力面的形狀則呈以機 架軸承為圓心、以機架軸承至其承力端的距離為半徑的弧段；該弧段被用于 進行電磁驅(qū)動時，其承力弧表面或側(cè)面須固定有永磁體材料；該弧段與動力 傳動輪用摩擦方式傳動時，兩個相切的圓弧面當中至少有一個弧面上粘連有 耐磨力極強的摩擦片；該弧段與動力傳動輪以嚙合方式傳動時，兩個承力的 圓弧面上則均有互為嚙合的齒輪輪齒;為防止驢頭懸掛繩斷裂造成設備失載， 可在該弧段的兩端設置機械限位裝置。尾梁平衡重裝置由尾梁和配重體組成，其與橫梁的組成形式為上偏于橫 梁，或下偏于橫梁，或在橫梁末端配置一個后驢頭；為加強尾梁的應力強度 和減少設備的鋼材使用量，可在截面形狀為三角形、雙工字鋼結(jié)構(gòu)或箱形結(jié) 構(gòu)的尾梁空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土；與尾梁相連的配重體為腔體或支架體狀結(jié) 構(gòu)，往其內(nèi)所填充的配重物與向吊重體內(nèi)填充的物質(zhì)相同，其外部裝配重片 的配重槽的結(jié)構(gòu)與吊重體上的配重槽相同。動力驅(qū)動采用諸如開關(guān)磁阻調(diào)速、永磁無刷等可調(diào)速、大扭矩且適合頻 繁正反旋轉(zhuǎn)類的電機，或采用直線電機，其均受智能控制箱控制，通過直接 或間接對吊擺裝置進行驅(qū)動；電氣控制與油井數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)采用微電腦和模 塊化結(jié)構(gòu)；尤其是吊重體被充當設備運行的動力傳動輪時，通過現(xiàn)場操作或 遠程監(jiān)控的方式可實現(xiàn)對抽油機包括沖次、沖程以及間抽在內(nèi)的運行狀態(tài)的 無級調(diào)整與抽汲參數(shù)的隨機更變。本發(fā)明還提供一種吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機通過相嚙合的大圓弧段齒 輪與小齒輪的機械結(jié)構(gòu)及傳動裝置，其特征在于在大圓弧段齒輪與小齒輪當中，至少有一個齒輪的輪齒為可方便拆卸的活齒，或兩個齒輪的輪齒皆為活齒；所述的齒輪活齒有兩種類型， 一種類型為帶有齒基的活齒，而另一種 類型則為圓柱形活齒；為減少圓柱形活齒在傳動過程中由于與相嚙的輪齒產(chǎn) 生摩擦而減緩齒面受損程度，可根據(jù)實際狀況在圓柱形活齒上決定是否需要 安裝一個耐磨套。帶有齒基的活齒與輪架有兩種連接方式， 一種方式為將活 齒齒基嵌入輪架上的基槽或空腔內(nèi)然后用螺栓或輪架側(cè)板加以固定，另一種 方式為用輪架側(cè)板替代輪架然后將活齒齒基用螺栓直接固定在輪架側(cè)板上； 圓柱形活齒與輪架的連接方式同樣也有兩種，第一種方式為在輪架的兩個側(cè) 板上分別鉆孔然后將圓柱形活齒的兩端置入兩個輪架側(cè)板的孔中加以固定， 第二種方式為在第一種方式的基礎上另行在圓柱形活齒的兩端分別加裝齒端 軸承然后置入輪架側(cè)板的兩個孔中固定；用于在兩個側(cè)板上安裝圓柱形活齒 的鉆孔，應均勻的分布在以機架軸承為圓心的弧線上;在圓柱形活齒的承力 薄弱區(qū)域可設置一套或多套承力支撐機構(gòu)，同時在與之相嚙合的另外一組齒 輪上須設置防干擾輪齒凹槽；所述的帶有齒基的活齒齒輪可以與固齒齒輪、 圓柱形活齒齒輪以及自身類型的齒輪相嚙合傳動，而圓柱形活齒齒輪則只能 與固齒齒輪、帶有齒基的活齒齒輪相嚙合傳動。為防止兩個齒輪在嚙合傳動過程中有可能出現(xiàn)左右偏移，可在兩個相嚙 的齒輪間安裝一套定位裝置，具體的說就是在加工齒輪時將其中一個的厚度 較另一個的厚度加寬一些，厚度稍薄的齒輪置于厚度稍寬的齒輪兩個向外延 伸的側(cè)板之間，同時在厚度稍薄的齒輪的側(cè)板外側(cè)安裝一套滾珠滑動裝置， 當固定在底座上的齒輪驅(qū)動另一個齒輪進行工作時，可對另一個齒輪的運動 起到防止左右偏移的定位作用。擺臂組件上設有縱向的導軸槽，撥動軸置入導軸槽內(nèi)，在導軸槽的內(nèi)側(cè)與撥動軸上至少有一個須安裝滑動軸承裝置；所述的運用撥動軸對吊擺裝置 進行驅(qū)動有兩種方式，其一通過旋轉(zhuǎn)撥動曲臂使撥動軸沿導軸槽縱向運動進 而帶動吊擺裝置來回擺動，其二將撥動軸固定在類似鏈帶的傳動裝置上，然 后將傳動裝置安裝到驅(qū)動輪與從動輪上，由此驅(qū)使撥動軸沿導軸槽滑動進而 帶動吊擺裝置來回擺動。設置在橫梁前端的驢頭的種類和形狀不受限制，可為常規(guī)式驢頭或增程 式驢頭；設置在橫梁末端的后驢頭同樣也不受種類和形狀的限制，可為常規(guī) 式驢頭，增程式驢頭，或相對于機架軸承的偏心驢頭；當設置在橫梁末端的 后驢頭為常規(guī)式驢頭或增程式驢頭時，可實現(xiàn)一機兩井的抽汲；當設置在橫 梁末端的后驢頭為相對于機架軸承的偏心驢頭時，用于懸掛與配重體的作用 相同的平衡重。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點和效果1、 結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠摒棄了常規(guī)游梁式抽油機動力驅(qū)動所必須的四 連桿結(jié)構(gòu)，減少了承力活點，而機身的底座、支架、橫梁、驢頭等關(guān)鍵部件 則全部繼承了常規(guī)游梁機可靠耐用的特點，從而有效的降低了故障的發(fā)生率。2、 機電一體，適用性強本發(fā)明從革新機械結(jié)構(gòu)與改進相應的配套電氣 驅(qū)動及控制手段兩個方面同時著手，使系統(tǒng)內(nèi)的機電設施的綜合協(xié)調(diào)性能大 為提高。3、 平衡性高，節(jié)能顯著巧妙的運用重力及由此產(chǎn)生的勢能和變矩技術(shù) 做為實現(xiàn)動態(tài)平衡的手段，有效的抑制了電機失載的現(xiàn)象，使系統(tǒng)效率得到 了極大的改善，動力驅(qū)動的輸出功率大幅度降低，節(jié)能效果十分顯著。4、 動力驅(qū)動、電氣與數(shù)據(jù)遠傳控制技術(shù)成熟本發(fā)明中所述的動力驅(qū)動 方式與相對應的電氣、數(shù)據(jù)遠傳控制手段已非常成熟，從而為本發(fā)明所涉及 的惟有通過電氣技術(shù)方可得以實現(xiàn)的功能提供了可靠的保障。5、 制造成本低擺臂機構(gòu)與橫梁組成了穩(wěn)定的三角形游梁結(jié)構(gòu)，將極大 的加強橫梁的應力與承載能力，而包括吊重裝置、尾梁平衡裝置的非調(diào)節(jié)基 礎重物都可使用混凝土、沙石等物類替代鋼鐵材料。6、 設備吊裝安裝方便對現(xiàn)場地基的處理和現(xiàn)場安裝人員的素質(zhì)與常規(guī) 游梁式抽油機一樣沒有明顯的差異性要求，從而可以保證設備吊運、安裝和 維護的效率不受絲毫影響。四

圖1是本發(fā)明實施例一的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例二的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例三的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例四的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例五的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例六的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實施例七的智能控制示意框圖；圖8是本發(fā)明實施例八的遠程監(jiān)控拓撲示意圖；圖9是本發(fā)明實施例九的齒輪傳動局部示意圖；圖10是本發(fā)明實施例九的圓柱形活齒結(jié)構(gòu)剖視示意圖；圖11是本發(fā)明實施例九的帶有齒基的活齒齒輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明實施例九的帶有齒基的活齒結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明實施例九的帶有齒基的活齒齒輪結(jié)構(gòu)剖視示意圖。 附圖中的數(shù)字編碼分別表示l為驢頭、2為懸掛繩、3為橫梁、4為尾 梁、5為智能控制箱、6為電機、7為機架、8為機架軸承、9為底座、10為 配重體、ll為吊重體、12為吊重連桿、13為擺臂組件、14為擺臂銷裝置、 15為擺臂連桿組件、16為擺臂連桿銷裝置、17為從動輪、18為傳動裝置、 19為導軸槽、20為撥動軸、21為撥動曲臂、22為配重槽、23為活動配重片、 24為后驢頭、25為永磁體材料、26為大圓弧段齒輪、27為小齒輪、28為帶 有齒基的活齒、29為齒基固定螺栓、30為輪架、31為防干擾輪齒凹槽、32 為滾珠滑動裝置、33為圓柱形活齒、34為輪架側(cè)板、35為齒端軸承、36為 承力支撐機構(gòu)、37為防失載機械限位裝置。 五具體實施方式
本發(fā)明凡具有明顯特征功能和作用的裝置、機構(gòu)、部件或技術(shù)，在不影 響系統(tǒng)正常運行與效果的前提下，既可以增添或減少，也可以互為替用和相 互組合，不受下述實施例缺述、附圖缺畫或所示的具體形狀結(jié)構(gòu)的限制。本發(fā)明的工作過程為動力驅(qū)動系統(tǒng)通過驅(qū)動吊擺裝置沿機架軸承為圓心做往復擺動，以此實 現(xiàn)抽油機的驢頭做上、下抽汲運行。實施例一如附圖1所示，當擺臂組件13與下偏的尾梁4相疊合二為一 時，弧段狀的吊重體11則完全可以替代尾梁平衡重裝置中的配重體10。具 有正反轉(zhuǎn)功能的電機6按智能控制箱5事先設定的運行參數(shù)，在對吊重體11 進行往復驅(qū)動時，吊擺裝置完全可以采用單臂結(jié)構(gòu)，采用單臂結(jié)構(gòu)既大幅度 的節(jié)省了設備的制造成本，又解決了常規(guī)抽油機在機架7的兩側(cè)使用雙曲柄運轉(zhuǎn)將在所難免會遇到剪刀差的難題。實施例二如附圖2所示，設備的尾梁平衡重裝置下偏，吊擺裝置通過連接件對稱的設置在機架7左右兩側(cè)，擺臂組件13與擺臂連桿組件15的上 端分別與橫梁3及尾梁4相連，而擺臂組件13與擺臂連桿組件15的下端則 相互連接，由此與橫梁3及尾梁4一起形成穩(wěn)定的三角形游梁結(jié)構(gòu)，與擺臂 機構(gòu)相連的弧段狀的吊重體11在具有正反轉(zhuǎn)功能的電機6的驅(qū)動下，帶動游 梁做前后往復擺動。實施例三如附圖2與圖3所示，與實施例二不同之處有兩點其一為 驅(qū)動所用的電機不同，實施例二采用的是旋轉(zhuǎn)電機，其驅(qū)動弧段狀的吊重體 11時，須使用輪面摩擦或嚙合的傳動方式，而實施例三所采用的是直線電機， 在驅(qū)動吊重體11時，使用的是磁場作用。其二為設備下偏的尾梁平衡重裝置 的形狀有所差異，實施例二采用的是下折梁結(jié)構(gòu)，而實施例三所采用的則是 下掛梁結(jié)構(gòu)。實施例四如附圖2與圖4所示，與實施例二不同之處有兩點其一為驅(qū)動方式有所不同，實施例二是電機6通過對弧段狀的吊重體11進行驅(qū)動來 實現(xiàn)抽油機正常工作的，而實施例四所采用的是電機6通過驅(qū)動撥動曲臂21 使撥動軸20沿導軸槽19縱向滑動進而帶動擺臂機構(gòu)來回擺動。其二為吊重 體11形狀不同，實施例二中的弧段狀的吊重體11的形狀必須呈以機架軸承 為圓心、以機架軸承至其底端的距離為半徑的圓弧段狀，而實施例四所采用 的吊重體11則沒有特別的形狀要求。實施例五如附圖4與圖5所示，與實施例四不同之處有三點其一為尾梁結(jié)構(gòu)有所不同，實施例四采用的是下偏尾梁平衡重裝置，而實施例五所采用的是在橫梁的末端連接一個后驢頭24，該種結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)一機兩井的抽 汲。其二為吊擺裝置的構(gòu)件有所差異，實施例四中吊擺裝置由擺臂13、擺臂 連桿15與吊重體11組合而成，而實施例五所采用的是吊擺裝置則無擺臂連 桿15。其三為驅(qū)動方式有所不同，實施例四是電機6通過驅(qū)動撥動曲臂21 使撥動軸20沿導軸槽19運動進而帶動擺臂組件13來回擺動，而實施例五是 撥動軸20固定到安裝在驅(qū)動輪與從動輪上的傳動裝置18上，由此使撥動軸 20沿導軸槽19縱向運動帶動吊擺裝置來回擺動。實施例六如附圖4與圖6所示，與實施例四不同之處在于實施例四 中的設備所采用的是尾梁平衡重裝置呈下偏結(jié)構(gòu)，而實施例六所采用的尾梁 平衡裝置則高于橫梁呈上翹尾梁狀。實施例七如附圖7所示，本發(fā)明可采用包括開關(guān)磁阻調(diào)速電機、永磁 無刷電機、直線電機在內(nèi)的多種調(diào)速方便、且適合頻繁正反運行的電動機進 行動力驅(qū)動?？刂葡到y(tǒng)采用微型控制器控制技術(shù)和模塊化結(jié)構(gòu)，尤其是吊重 體被充當設備運行的動力傳動輪時，能夠?qū)崿F(xiàn)對抽油機的抽汲狀態(tài)進行無級 調(diào)整，其中包括抽油機由靜止狀態(tài)開始啟動時可實現(xiàn)擺幅由小漸大直至達到正常的擺幅，能夠無級調(diào)整抽汲參數(shù)與抽油機的沖次、沖程，還可以實現(xiàn) 抽油機上快下慢、上慢下快、上下同速和換向時停滯、根據(jù)井泵內(nèi)的油量的 充滿度判斷抽油機是否需要間歇工作等數(shù)種運行模式，并能對卡井、失載等 突發(fā)性故障做出停機反應。實施例八如附圖7、圖8所示，可根據(jù)用戶需求，借助于控制系統(tǒng)中的軟件和外聯(lián)硬件，采用無線通訊的方式，對油井示功圖、回壓、溫度、電 流、電壓、平衡率、耗電量、產(chǎn)液量及相應的油水所占比例等關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)24小時連續(xù)監(jiān)測、分析，對油井不出、冬季回壓過高、油管堵塞、盜油、停 電、電壓不穩(wěn)、電機缺相、平衡率低等異常情況報警，使各級生產(chǎn)、管理人 員隨時掌握采油井的生產(chǎn)狀況，保證油井正常高效安全運行。實施例九如附圖9、圖IO、圖ll、圖12和圖13所示，采用活齒齒輪 進行動力傳動的目的在于有效降低齒輪的制造成本、減少齒輪在相互嚙合傳 動中的能量損失，并使受損的個齒維修更換更加方便。除了在本發(fā)明權(quán)利要 求7、權(quán)利要求8以及本發(fā)明所采用的技術(shù)方案中已表述過的諸多方法外， 本實施例還需要特別指出的是，兩個相互嚙合的齒輪當中若有一個齒輪的輪 齒為圓柱形活齒，且圓柱形活齒與輪架兩個側(cè)板的連接是經(jīng)在其兩端加裝齒 端軸承來實現(xiàn)的，則當兩個嚙合的齒輪當中的一個旋轉(zhuǎn)帶動另一個傳動時， 圓柱形活齒與其相嚙的輪齒之間產(chǎn)生的是滾動運動而非滑動摩擦，由此不但 可以免去常規(guī)固齒齒輪在傳動過程中必不可少所需的潤滑系統(tǒng)，而且還可以 實現(xiàn)無背隙傳動，大大降低齒輪傳動的噪音。另外，兩個相互嚙合的齒輪當 中若有一個齒輪的輪齒依然為圓柱形活齒，且圓柱形活齒是固定在輪架的兩 個側(cè)板上的，可根據(jù)實際狀況在圓柱形活齒上安裝一個耐磨套，其目的是為 了減緩圓柱形活齒齒面在傳動過程中的磨損程度。以上技術(shù)特征構(gòu)成的本發(fā)明實施例，可根據(jù)井況的實際需要采取其它相 應的技術(shù)措施和增減部分非必要技術(shù)，如為了防止懸掛繩2斷裂造成驢頭 懸點失載，使得尾梁平衡重裝置在下墜時有可能對設備的其它部件產(chǎn)生沖擊， 除在弧段吊重體的兩端設置防失載機械限位裝置37夕卜，還可以在設備的其它 部位安裝防失載機械緩沖裝置，或通過電氣控制技術(shù)手段來對該種狀況采取措施。另外還如抽油機的剎車系統(tǒng)同樣也可以采取機械控制與電氣控制兩種方式。抽油機的系統(tǒng)效率低與能耗指標高的現(xiàn)狀只所以難于得到改觀，其根本 原因在于抽油載荷是時刻變化的，而平衡配重又不可能和抽油載荷做到完全 一致的變化，可以說抽油機的系統(tǒng)效率與能耗的高低取決于其平衡調(diào)整的好 壞。本發(fā)明的平衡作用只所以異常顯著，除了采用變矩調(diào)徑的平衡技術(shù)手段外，還巧妙的利用了吊擺裝置往復擺動的運動慣性，將其擺幅夾角控制在120 度的范圍內(nèi)，而120度夾角對一個需要做往復擺動的吊擺裝置而言，正是積 蓄、儲存、釋放勢能的最佳臨界夾角。本發(fā)明在技術(shù)上的突破，主要體現(xiàn)在以下幾個方面沖破了游梁式抽油機無法實現(xiàn)抽汲狀態(tài)進行無級調(diào)整的禁區(qū)，充分運用電機控制技術(shù)的科學進 步來對設備的機械結(jié)構(gòu)進行大膽的創(chuàng)新探索，使其機電的緊密性與關(guān)聯(lián)度更 高。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設計上摒棄了常規(guī)游梁式抽油機動力驅(qū)動所必須的減速傳 動裝置與四連桿機構(gòu)，較常規(guī)游梁式抽油機而言，至少省卻了一半以上的承 重活點，使設備的故障發(fā)生概率大為減少。巧妙的運用重力及由此產(chǎn)生的勢 能和變矩技術(shù)做為實現(xiàn)隨機平衡的手段，使動力驅(qū)動的輸出功率大幅度下降， 節(jié)能效果十分顯著。吊重裝置、尾梁平衡裝置的配重可通過使用混凝土、沙 石等物來替代鋼鐵材料，使設備的制造成本大為降低。
權(quán)利要求
1、一種吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，包括吊擺裝置和智能控制系統(tǒng)，其特征在于橫梁(3)通過機架軸承(8)設置在機架(7)上，橫梁(3)前端安裝掛有懸掛繩(2)的驢頭(1)，后端設有尾梁平衡裝置，吊擺裝置與橫梁(3)或尾梁(4)或橫梁(3)及尾梁(4)共同形成穩(wěn)固的游梁結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于擺 臂機構(gòu)由擺臂組件(13)與擺臂連桿組件(15)組成，或由擺臂組件(13) 單獨組成；擺臂機構(gòu)的數(shù)量為單臂、雙臂或多臂；吊擺裝置由擺臂機構(gòu)與吊 重組件組合而成，或由擺臂機構(gòu)獨立構(gòu)成；吊擺裝置設置在尾梁(4)的末端， 或設置在橫梁(3)與尾梁(4)之間的下方，或通過連接件與橫梁(3)或尾 梁(4)或橫梁(3)及尾梁(4)連接對稱的設置在機架(7)左右兩側(cè)；吊 擺裝置被設置在下偏的尾梁(4)末端時，尾梁(4)可替代擺臂組件(13)， 吊重體(11)與配重體(10)合二為一。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于橫 梁(3)為直梁結(jié)構(gòu)，彎梁結(jié)構(gòu)，折梁結(jié)構(gòu)或三角形結(jié)構(gòu)；橫梁(3)與尾梁(4)通過連接件固定在一體或直接焊接成一體；橫梁(3)與尾梁(4)的截 面形狀為工字結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、箱形結(jié)構(gòu)、雙工字鋼結(jié)構(gòu)或航架結(jié)構(gòu)；吊 擺裝置與橫梁(3)及尾梁(4)通過擺臂銷裝置(14)及擺臂連桿銷裝置(16) 進行固定，或采用焊接固定；擺臂銷裝置(14)及擺臂連桿銷裝置(16)設 置在橫梁(3)及尾梁(4)的上方，或設置在橫梁(3)及尾梁(4)的下方， 或設置在橫梁(3)及尾梁(4)的兩側(cè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于吊 重組件由吊重體(11)和吊重連桿(12)組成，或由吊重體(11)單獨組成; 吊重體(11)為腔體、外設隔擋的支架體或?qū)嶓w狀；腔體與支架體狀的吊重 體(11)內(nèi)填充混凝土、石沙或鐵屑，其外部設有配重槽(22)，放置在槽內(nèi) 的活動配重片(23)通過螺栓加以固定；吊重體(11)若充當設備運行的動 力傳動輪，其承力面的形狀則呈以機架軸承(8)為圓心、以機架軸承(8) 至其承力端的距離為半徑的弧段；該弧段被用于進行電磁驅(qū)動時，其承力弧 表面或側(cè)面固定有永磁體材料(25);該弧段與動力傳動輪用摩擦方式傳動時， 兩個相切的圓弧面當中至少有一個弧面上粘連有摩擦片；該弧段與動力傳動 輪以嚙合方式傳動時，兩個承力的圓弧面上則均有互為嚙合的齒輪輪齒；在 該弧段的兩端設置有防失載機械限位裝置(37)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于尾梁平衡重裝置由尾梁(4)和配重體(10)組成，其與橫梁(3)的組成形式 為上偏于橫梁(3)，或下偏于橫梁(3)，或在橫梁(3)末端配置一個后驢頭 (24);在截面形狀為三角形、雙工字鋼結(jié)構(gòu)或箱形結(jié)構(gòu)的尾梁空腔內(nèi)填充鋼 筋混凝土；與尾梁(4)相連的配重體(10)為腔體或支架體狀結(jié)構(gòu)，往其內(nèi) 所填充的配重物與向吊重體(11)內(nèi)填充的物質(zhì)相同，其外部裝配重片(23) 的配重槽(22)的結(jié)構(gòu)與吊重體(11)上的配重槽(22)相同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于底 座(9)上設置有動力驅(qū)動電機(6)，其通過直接或通過傳動裝置間接對吊擺 裝置進行驅(qū)動，電機(6)采用可調(diào)速、大扭矩且適合頻繁正反旋轉(zhuǎn)類的電機， 或采用直線電機，其均與智能控制箱(5)連接，電氣控制與油井數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)采用微電腦和模塊化結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于傳 動裝置包括齒輪機構(gòu)，齒輪機構(gòu)包括大圓弧段齒輪(27)與小齒輪(26)，在 大圓弧段齒輪(27)與小齒輪(26)中，至少有一個齒輪的輪齒為可方便拆 卸的活齒，或兩個齒輪的輪齒皆為活齒；齒輪活齒為帶有齒基的活齒(28)， 或為圓柱形活齒(33);圓柱形活齒(33)為赤裸的圓柱形活齒，或在赤裸的 圓柱形活齒承力的區(qū)域安裝一個耐磨套；帶有齒基的活齒(28)齒基嵌入輪 架(30)上的基槽或空腔內(nèi)并用螺栓(29)或輪架側(cè)板(34)固定，或?qū)⒒?齒齒基用螺栓(29)直接固定在輪架側(cè)板(34)上；圓柱形活齒(33)的兩 端置入兩個輪架側(cè)板(34)的孔中加以固定，或在圓柱形活齒(33)的兩端 分別加裝一套齒端軸承(35)置入兩個輪架側(cè)板(34)的孔中固定；用于在 兩個側(cè)板上安裝圓柱形活齒(33)所開的孔均勻的分布在以機架軸承(8)為 圓心的弧線上;在圓柱形活齒的承力薄弱區(qū)域設置一套或多套承力支撐機構(gòu)(36)，同時在與之相嚙合的另外一組齒輪上設置防干擾輪齒凹槽(31);帶 有齒基的活齒齒輪與固齒齒輪、圓柱形活齒齒輪以及自身類型的齒輪相嚙合 傳動，圓柱形活齒齒輪與固齒齒輪、帶有齒基的活齒齒輪相嚙合傳動。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于齒 輪其中一個的厚度較另一個的厚度寬，厚度稍薄的齒輪置于厚度稍寬的齒輪 兩個向外延伸的側(cè)板之間，同時在厚度稍薄的齒輪的側(cè)板外側(cè)安裝一套滾珠 滑動裝置(32)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于擺 臂組件(13)上設有縱向的導軸槽(19)，撥動軸(20)置入導軸槽(19)內(nèi)，在導軸槽(19)的內(nèi)側(cè)與撥動軸(20)上至少有一個設置有滑動軸承裝置； 撥動軸(20)對吊擺裝置進行驅(qū)動為通過旋轉(zhuǎn)撥動曲臂(21)使撥動軸(20) 沿導軸槽(19)運動進而帶動吊擺裝置來回擺動，或?qū)軇虞S(20)固定在 傳動裝置(18)上，傳動裝置(18)安裝到驅(qū)動輪與從動輪(17)上，驅(qū)使 撥動軸(20)沿導軸槽(19)滑動進而帶動吊擺裝置來回擺動。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，其特征在于 設置在橫梁(3)前端的驢頭(1)為常規(guī)式驢頭或增程式驢頭；當用于一機 兩井的抽汲時，設置在橫梁(3)末端的后驢頭(24)為常規(guī)式驢頭或增程式 驢頭；當用于懸掛平衡重時，設置在橫梁(3)末端的后驢頭(24)為相對于 機架軸承(8)的偏心驢頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吊擺式游梁平衡節(jié)能抽油機，包括機架、吊擺機構(gòu)、動力驅(qū)動與智能控制系統(tǒng)，其基本特征在于擺臂機構(gòu)與橫梁及尾梁連接形成穩(wěn)固的游梁結(jié)構(gòu)，動力通過對吊擺裝置進行驅(qū)動從而使設備運行。本發(fā)明從革新機械結(jié)構(gòu)與改進相應的配套電氣驅(qū)動及控制方式同時著手，摒棄了常規(guī)游梁式抽油機動力驅(qū)動所須的四連桿機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、平衡性能好、系統(tǒng)效率高、制造與運行維護成本低、吊運安裝簡便、且節(jié)能效果顯著等諸多優(yōu)點。
文檔編號E21B43/00GK101307684SQ20081001826
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者張保國, 楊武成 申請人:張保國