專利名稱：外擺線游梁式抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種游梁式抽油機(jī)，特別是涉及一種外擺 線游梁式抽油機(jī)。
二. 背景技術(shù)在油田采油過程中,抽油機(jī)是采油作業(yè)中主要的采油設(shè)備之 一。抽油機(jī)有游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)之分，其中，無游梁式抽油機(jī)由 電動(dòng)機(jī)、皮帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、曲柄搖桿換向機(jī)構(gòu)、滾輪增程機(jī)構(gòu)、平衡重和抽 油桿組成，由于這些機(jī)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，關(guān)鍵不見可靠性差，而難于推廣。游梁式 抽油機(jī)是由支架、游梁、連桿、曲柄等組成的四連桿機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工 作可靠、皮實(shí)耐用、故障率低、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單等顯著特點(diǎn)，受到了廣大用戶的 認(rèn)可，在油田被廣泛應(yīng)用。但是，目前廣泛使用的游梁式抽油機(jī)受其"四桿" 機(jī)構(gòu)的影響，致使抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷作用到曲柄上的載荷扭矩不按正弦規(guī)律變化， 再加上工作中的懸點(diǎn)慣性載荷等附加載荷的影響，使得載荷扭矩曲線出現(xiàn)變形， 使上沖程扭矩峰值偏大，下沖程峰值的絕對(duì)值偏小，按正弦規(guī)律變化的曲柄平 衡扭矩不能很好與之平衡，曲柄運(yùn)動(dòng)一周中所輸出的凈扭矩出現(xiàn)較大的峰值和 較小(負(fù))值，因而影響抽油機(jī)的使用壽命且能耗較高。
三. 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì) 新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、能夠產(chǎn)生變化的平衡扭矩、能耗低且使用壽命長(zhǎng)的外擺 線游梁式抽油機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案 一種外擺線游梁式抽油機(jī)，含有游梁總成、支架 總成、驢頭總成、動(dòng)力總成、剎車總成和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其中，所述支架總成 前端與所述驢頭總成連接，其中部與所述支架總成鉸接，其后端與所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿鉸接，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄與減速器連接，所述減速器與所 述動(dòng)力總成連接，所述游梁總成的后端與平衡重連桿中部鉸接，并且，所述平 衡重連桿的一端固定有游梁平衡重，其另一端與搖桿的一端鉸接，所述搖桿的 另一端與支架總成鉸接。
所述游梁平衡重為組合式結(jié)構(gòu)，由一個(gè)大配重塊和多個(gè)小配重活塊活動(dòng)式 連接而成，能夠增減。
所述平衡重連桿下端與所述游梁平衡重固定連接，其上端與所述搖桿的一 端鉸接，或者，所述平衡重連桿上端與所述游梁平衡重固定連接，其下端與所 述搖桿的一端鉸接。
所述驢頭總成為具有抗撕裂性的桁架式結(jié)構(gòu)。所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄上 固定有曲柄平衡塊。
本實(shí)用新型的有益效果
1、 本實(shí)用新型游梁總成的后端與平衡重連桿鉸接，并且，平衡重連桿的一 端固定有游梁平衡重，另一端通過搖桿與支架總成鉸接，在游梁總成的運(yùn)動(dòng)過 程中，游梁平衡重既隨游梁總成繞游梁和支架總成之間的鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，又繞平 衡重連桿與游梁總成之間的鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，等同于公轉(zhuǎn)和自傳，其運(yùn)動(dòng)規(guī)跡近似 外擺線曲線方程，這樣就產(chǎn)生了變化的平衡扭矩，使減速器輸出的靜扭矩曲線 更加平穩(wěn)，減小靜扭矩的均方根值，改善整個(gè)抽油機(jī)的平衡效果，并且達(dá)到降 低能耗的目的，同時(shí)提高采油效率。
2、 本實(shí)用新型游梁平衡重是可以增減的，并且增減方便，便于抽油機(jī)調(diào)整 參數(shù)。另外，游梁平衡重材料可以建筑廢舊物，成本低。
3、 本實(shí)用新型驢頭采用具有抗撕裂性的桁架式結(jié)構(gòu)，其使用壽命長(zhǎng)，減少 了維修和更換頻率，降低使用成本且提高抽油效率。
4、 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理緊湊，其整機(jī)重量輕，在同樣的工況下較常規(guī)游梁 式抽油機(jī)節(jié)能37%以上。5、 本實(shí)用新型不僅采用了曲柄平衡調(diào)參，還使用了增減游梁平衡配重方式 達(dá)到調(diào)整抽油機(jī)參數(shù)目的，使用十分方便。
6、 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、容易制作、通用性好、適用性強(qiáng)，適用于陸地上 任何工作環(huán)境下的抽油工作，易于推廣，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益良好。
四.

圖1為外擺線游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A-A剖視圖3為外擺線游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷曲線圖； 圖4為外擺線游梁式抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷平衡曲線圖； 圖5為圖1所述驢頭處于最下點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖； 圖6為圖1所述驢頭處于中間點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖； 圖7為圖1所述驢頭處于最上點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖。
五.具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見圖1和圖2，圖中，l-懸繩器，2-光桿卡瓦，3-吊繩，4-驢 頭總成，5-游梁總成，6-支架總成，7-中座總成，8-軸承座，9-橫梁，10-連桿， 11-軸承座，12-支座，13-橫梁，14-軸承座，15-支座，16-平衡重連桿，17-游梁 平衡重，18-尾座總成，19-橫梁，20-連桿，21-曲柄平衡塊，22-曲柄銷總成，23-曲柄，24-減速器，25-剎車總成，26-動(dòng)力總成，27-剎車操縱桿，28-底座總成， 29-底座固定裝置，30-固定銷，31-配重活塊，32-插銷。
外擺線游梁式抽油機(jī)的支架總成5前端與驢頭總成5連接，其中部與支架 總成6鉸接，其后端與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿20鉸接，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄23 與減速器24連接，減速器24與動(dòng)力總成26連接，游梁總成5的后端與平衡重 連桿16中部鉸接，并且，平衡重連桿16下端與游梁平衡重17固定連接，其上 端與搖桿10的一端鉸接(或者，平衡重連桿16上端與游梁平衡重17固定連接， 其下端與搖桿10的一端鉸接，根據(jù)需要確定)，搖桿10的另一端與支架總成6鉸接。
游梁平衡重17為組合式結(jié)構(gòu)，由一個(gè)大配重塊和多個(gè)小配重活塊31活動(dòng) 式連接而成，小配重活塊31通過固定銷30和插銷32固定在大配重塊上，便于 增減。在游梁平衡重17的材料使用上，比重較大的建筑垃圾占絕大部分，這樣 節(jié)約材料費(fèi)用。驢頭總成4為具有抗撕裂性的桁架式結(jié)構(gòu)，驢頭總成4上安裝 有懸繩器l、光桿卡瓦2和吊繩3，吊繩3與抽油桿連接。
本方案適用于懸點(diǎn)載荷在80KN以上的抽油機(jī)，工作時(shí)，動(dòng)力總成26經(jīng)減 速器24驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)工作，曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)游梁總成5在鉛垂面內(nèi)往復(fù) 擺動(dòng)，通過驢頭總成4、懸繩器3帶動(dòng)抽油桿上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油。
在上沖程時(shí)，驢頭總成4處于下死點(diǎn)位置，動(dòng)力總成26帶動(dòng)減速器24,從 而傳能量給由曲柄23、連桿(曲柄銷總成22、連桿20、橫梁19等零部件組成)、 游梁總成5后半部分做為搖桿、機(jī)架(底座總成28、支架總成6、減速器總成 24等零部件組成)組成的四連桿機(jī)構(gòu)；從而使驢頭總成4向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，以 游梁5后半部分為曲柄、連桿(連桿IO、橫梁9等零部件組成)、機(jī)架(支架總 成6)、平衡重連桿16作為搖桿組成的副四連桿機(jī)構(gòu)隨游梁總成5的運(yùn)動(dòng)而動(dòng)， 此時(shí)游梁平衡重17的重心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡也就形成了近似于以R為半徑的圓在圍 繞中座總成7中心點(diǎn)為圓心，以驢頭總成4上死點(diǎn)為起以始位置以C-R為半徑 的圓上滾動(dòng)，所得外擺線軌跡。
調(diào)整平衡時(shí)既可調(diào)整曲柄平衡塊21，也可增減游梁平衡重17內(nèi)的配重活塊 31;不過，最好將曲柄平衡塊21固定一位置，調(diào)整抽油機(jī)平衡時(shí)，僅增減游梁 平衡重17內(nèi)的配重活塊31即可。調(diào)整平時(shí)，將配重活塊17運(yùn)轉(zhuǎn)到最下端時(shí)， 增減游梁平衡重內(nèi)17的配重活塊31。
為了達(dá)到游梁平衡重17的運(yùn)動(dòng)軌跡近似于以R為半徑的圓在圍繞中座總成 7中心點(diǎn)為圓心，以驢頭總成4上死點(diǎn)為起以始位置以C-R為半徑的圓上滾動(dòng)， 所得外擺線的軌跡。相當(dāng)于以游梁總成5后半部分C為曲柄，增加了搖桿D，
6連桿E。 R為連桿E上延長(zhǎng)的部分。
游梁抽油機(jī)通過抽油桿柱帶動(dòng)井下抽油泵工作時(shí)，在抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)上作 用有抽油桿自重、作用在柱塞的液柱靜載荷，由于不等速動(dòng)造成的抽油桿及作 用在柱塞的液柱動(dòng)載荷、各摩擦阻力產(chǎn)生的載荷等。其懸點(diǎn)載荷曲線如圖3所 示。游梁平衡重17是為了平衡懸點(diǎn)載荷。本實(shí)用新型的外擺線游梁式抽油機(jī)能 相對(duì)衡定的平衡懸點(diǎn)載荷，其平衡曲線如圖4所示。根據(jù)圖示來看該平衡方式 的抽油機(jī)是節(jié)能的。
圖5為下死點(diǎn)位置即圖3中A點(diǎn)位置，圖7為上死點(diǎn)位置即圖3中D點(diǎn)位 置。D點(diǎn)位置是距中心最短位置，也就是說，此位置力矩最小，因?yàn)榇藭r(shí)懸點(diǎn) 載荷是最小，游梁平衡力矩變小，利于抽油機(jī)的換向動(dòng)作；A點(diǎn)位置，四聯(lián)桿 加速度開始加大，速度更是不斷的增加，懸點(diǎn)載荷在此點(diǎn)開始上升，因此為了 便于換向提升懸點(diǎn)載荷該點(diǎn)游梁平衡力矩大于了 D點(diǎn)位置游梁平衡力矩。在設(shè) 計(jì)過程中使游梁平衡力矩在圖3中B點(diǎn)位置，近似等游梁平衡力矩工作一段時(shí) 間后，開始減弱。通過這一系列的過程達(dá)到了節(jié)能的目的。
實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處在 于.-除去曲柄平衡塊并減短曲柄，采用單一游梁平衡，本方案適用于懸點(diǎn)載荷 在80KN以下的抽油機(jī)。
改變平衡重連桿的具體結(jié)構(gòu)、改變游梁平衡重的具體結(jié)構(gòu)、改變驢頭總成 的具體結(jié)構(gòu)能夠組成多個(gè)實(shí)施例，均為本實(shí)用新型的常見變化，在此不一一詳 述。
權(quán)利要求1.一種外擺線游梁式抽油機(jī)，含有游梁總成、支架總成、驢頭總成、動(dòng)力總成、剎車總成和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其中，所述支架總成前端與所述驢頭總成連接，其中部與所述支架總成鉸接，其后端與所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿鉸接，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄與減速器連接，所述減速器與所述動(dòng)力總成連接，其特征是所述游梁總成的后端與平衡重連桿中部鉸接，并且，所述平衡重連桿的一端固定有游梁平衡重，其另一端與搖桿的一端鉸接，所述搖桿的另一端與支架總成鉸接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外擺線游梁式抽油機(jī)，其特征是所述游梁平衡 重為組合式結(jié)構(gòu)，由一個(gè)大配重塊和多個(gè)小配重活塊活動(dòng)式連接而成，能夠增 減。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外擺線游梁式抽油機(jī)，其特征是所述平衡重連 桿下端與所述游梁平衡重固定連接，其上端與所述搖桿的一端鉸接，或者，所 述平衡重連桿上端與所述游梁平衡重固定連接，其下端與所述搖桿的一端鉸接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的外擺線游梁式抽油機(jī)，其特征是所述驢頭總成為具有抗撕裂性的桁架式結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的外擺線游梁式抽油機(jī)，其特征是所述曲柄連桿 機(jī)構(gòu)的曲柄上固定有曲柄平衡塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種外擺線游梁式抽油機(jī)，它含有游梁總成、支架總成、驢頭總成、動(dòng)力總成、剎車總成和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其中，所述支架總成前端與所述驢頭總成連接，其中部與所述支架總成鉸接，其后端與所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿鉸接，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄與減速器連接，所述減速器與所述動(dòng)力總成連接，所述游梁總成的后端與平衡重連桿中部鉸接，并且，所述平衡重連桿的一端固定有游梁平衡重，其另一端與搖桿的一端鉸接，所述搖桿的另一端與支架總成鉸接。所述游梁平衡重由一個(gè)大配重塊和多個(gè)小配重活塊活動(dòng)式連接而成，能夠增減。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、能夠產(chǎn)生變化的平衡扭矩、能耗低且使用壽命長(zhǎng)，其適用范圍廣，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益良好。
文檔編號(hào)E21B43/00GK201391285SQ20092008974
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者丁康平, 劉忠林, 周友海, 婁本和, 孫艷波, 張敬周, 殷秀君, 王靜平 申請(qǐng)人:濮陽市雙發(fā)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司