專利名稱：自平衡式抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種油田開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可以自平衡式的抽油機。
背景技術(shù)：
近年來，我國叢式井在油氣田、煤層氣開采中的應(yīng)用得到了快速的發(fā)展。叢式井的技術(shù)特點為可滿足鉆井工程上某些特殊需要，如制服井噴的搶險井；可加快油氣田勘探開發(fā)速度，節(jié)約鉆井成本；有利于節(jié)約油田占用土地面積，更好地保護耕地和節(jié)約能源；便于完井后油井的集中管理，減少集輸流程，節(jié)省人、財、物的投資，進而提高低滲透油氣田開發(fā)經(jīng)濟效益等。但是叢式井的機械采油技術(shù)仍然非常落后，至今還沒有一種可行的叢式井抽油機。目前，油田和煤層氣開采領(lǐng)域仍然使用單機單采的開采模式，油井的設(shè)備投入和正常的運行費用很高，導(dǎo)致油井生產(chǎn)的經(jīng)濟效益已經(jīng)很低，有的甚至接近于零，主要原因是單機單采已經(jīng)不能滿足多井共享平臺的叢式井特點。如何充分利用叢式井井距小的特點，實現(xiàn)一臺電動機拖動相鄰的多口油井同時采油，最大限度地滿足叢式井采油工藝需要，節(jié)約電力消耗，提高抽油機和抽油系統(tǒng)的使用壽命及抽油效率，國內(nèi)外許多專家學(xué)者進行過深入的研究并且獲得了相關(guān)的成就。目前，國內(nèi)在針對叢式井的多井聯(lián)動采油方面的專項技術(shù)已經(jīng)有了一些研究成果，但在可靠性方面還存在著諸多技術(shù)難題，如采用滑動機構(gòu)、鋼繩或鏈條等柔性元件、無法實現(xiàn)長沖程等，因此， 目前還沒有真正具有實際應(yīng)用價值的叢式井抽油機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的采油設(shè)備不能多井聯(lián)動、單機單采、 需要附加平衡重，尤其是無法實現(xiàn)長沖程作業(yè)的缺陷，提供了一種設(shè)計合理、可靠性好、出油效率高、沖程長的自平衡式抽油機。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電動機通過皮帶傳動機構(gòu)與減速器相聯(lián)接，減速器的輸出軸上設(shè)置曲軸，曲軸通過連桿或鋼絲繩與2 10偶數(shù)個單元抽油機相聯(lián)。通過電動機驅(qū)動皮帶傳動機構(gòu)，再經(jīng)減速器調(diào)整轉(zhuǎn)動速度后，進而通過曲軸傳動動力給與其聯(lián)接的多臺單元抽油機，從而聯(lián)動驅(qū)動多臺單元抽油機同時作業(yè)。在一根曲軸或相互聯(lián)接的曲軸上設(shè)置有與單元抽油機個數(shù)相同的2 10個等分圓周的彎曲段，提高軸系動態(tài)性能以及平衡性。本發(fā)明的曲軸最好是能夠?qū)ΨQ設(shè)置于減速器的輸出軸上，使得減速器的輸出軸兩側(cè)平衡。本發(fā)明的曲軸的彎曲段可以呈山脊形或馬鞍形或弧線形等，其可以作旋轉(zhuǎn)運動從而帶動單元抽油機的抽油桿做往復(fù)直線運動。本發(fā)明的自平衡式抽油機主要通過電動機驅(qū)動皮帶傳動機構(gòu)，經(jīng)減速器調(diào)整轉(zhuǎn)動速度，進而通過曲軸傳動動力給與其聯(lián)接的多臺單元抽油機，從而聯(lián)動驅(qū)動多臺單元抽油機同時作業(yè)，實現(xiàn)多井聯(lián)動的目的，為了使得減速器輸出平衡，提高工作效率，在減速器的輸出軸兩側(cè)的曲軸和單元抽油機最好是偶數(shù)個，且能對稱分布，實現(xiàn)抽油機懸點載荷的互平衡。


圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1曲軸通過傳動機構(gòu)與動力裝置的聯(lián)接示意圖。圖中1-電動機、2-皮帶傳動機構(gòu)、3-減速器、4-第一曲軸、5-第二曲軸、6-第三曲軸、7-第四曲軸、8-第一單元抽油機、9-第二單元抽油機、10-第三單元抽油機、11-第四單元抽油機、12-第一聯(lián)軸器、13-第二聯(lián)軸器、14-第三聯(lián)軸器、15-第四聯(lián)軸器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。本實施例的自平衡式抽油機由電動機1、皮帶傳動機構(gòu)2、減速器3、曲軸以及2 10偶數(shù)個單元抽油機組成。其中電動機1通過皮帶傳動機構(gòu)2驅(qū)動減速器3運動，減速器 3的輸出軸兩端分別用聯(lián)軸器聯(lián)接有曲軸，最好是能夠?qū)ΨQ設(shè)置，在一根曲軸或相互聯(lián)接的曲軸上設(shè)置有與單元抽油機個數(shù)相同的等分圓周的彎曲段，即單元抽油機連聯(lián)在曲軸的彎曲段上，與曲軸相對應(yīng)。鑒于實際的應(yīng)用環(huán)境以及動力設(shè)備的動力限制，最好是將曲軸的數(shù)量控制在2 10偶數(shù)個，使其更具有可行性。具體可以采用如下實施方式實施例1以4個單元抽油機為例自平衡式抽油機的具體結(jié)構(gòu)如下參見圖1和圖2，本實施例的單元抽油機為4個，即第一單元抽油機8、第二單元抽油機9、第三單元抽油機10、第四單元抽油機11。本實施例的自平衡式抽油機由電動機1、皮帶傳動機構(gòu)2、減速器3、第一曲軸4、第二曲軸5、第三曲軸6、第四曲軸7、第一單元抽油機8、第二單元抽油機9、第三單元抽油機 10、第四單元抽油機11、第一聯(lián)軸器12、第二聯(lián)軸器13、第三聯(lián)軸器14、第四聯(lián)軸器15聯(lián)接構(gòu)成。電動機1的輸出軸上用聯(lián)接件聯(lián)接有受電動機1驅(qū)動的皮帶傳動機構(gòu)2，皮帶傳動機構(gòu)2為機械設(shè)計中常規(guī)的傳動機構(gòu)，即安裝在電動機輸出軸上的主動皮帶輪通過皮帶與安裝在被驅(qū)動設(shè)備上的從動皮帶輪相聯(lián)傳動驅(qū)動力矩。皮帶傳動機構(gòu)2的輸出軸上用聯(lián)接件聯(lián)接有減速器3，減速器3的輸出軸一端通過第一聯(lián)軸器12與第一曲軸4聯(lián)相、另一端通過第二聯(lián)軸器13與第二曲軸5聯(lián)相；第一曲軸4的末端再通過第三聯(lián)軸器14與第三曲軸6固連，第二曲軸5的末端再通過第四聯(lián)軸器15與第四曲軸7固連；第一單元抽油機 8與第一曲軸4中部的彎曲段聯(lián)接，第二單元抽油機9與第二曲軸5中部的彎曲段聯(lián)接，第三單元抽油機10與第三曲軸6中部的彎曲段聯(lián)接，第四單元抽油機11與第四曲軸7中部的彎曲段聯(lián)接，從而使得第一單元抽油機8和第三單元抽油機10設(shè)置于減速器3的輸出軸一側(cè)，第二單元抽油機9和第四單元抽油機11設(shè)置于減速器3的輸出軸的另一側(cè)。 在本實施例中，第三曲軸6的彎曲段所在的平面與第一曲軸4的彎曲段所在的平
4面之間的夾角為90°，第二曲軸5的彎曲段所在的平面與第四曲軸7的彎曲段所在的平面的夾角為90°，其在減速器3的輸出軸兩側(cè)呈對稱設(shè)置。第一曲軸4與第一聯(lián)軸器12之間、第二曲軸5與第二聯(lián)軸器13之間、第三曲軸6與第三聯(lián)軸器14之間、第四曲軸7與第四聯(lián)軸器15之間均可通過軸承聯(lián)接，軸承通過軸承座固定。另外，第一曲軸4與第三聯(lián)軸器14之間、第二曲軸5與第四聯(lián)軸器15之間、第三曲軸6和第四曲軸7的末端也均可設(shè)置軸承以及軸承座來固定，實現(xiàn)曲軸平衡。本實施例的第一單元抽油機8、第二單元抽油機9、第三單元抽油機10、第四單元抽油機11均是采用常規(guī)游梁式抽油機，其中第一單元抽油機8和第二單元抽油機9的頂端與游梁的頂端活動聯(lián)接，游梁的后端通過連桿或者鋼絲繩分別與第一曲軸4和第二曲軸5 中部的彎曲段聯(lián)接，即第一單元抽油機8的第一連桿與第一曲軸4的彎曲段聯(lián)接，第二單元抽油機9的第二連桿與第二曲軸5的彎曲段聯(lián)接，第三單元抽油機10的第三連桿與第三曲軸6的彎曲段聯(lián)接，第四單元抽油機11的第四連桿與第四曲軸7的彎曲段聯(lián)接，連桿可以是直桿，也可以是上端是直桿，下端呈倒U形結(jié)構(gòu)，能夠增加其結(jié)構(gòu)強度。本實施例的曲軸中部的彎曲段可以設(shè)置為凸形，其主要是能夠?qū)崿F(xiàn)曲軸的圓周旋轉(zhuǎn)運動帶動單元抽油機的往復(fù)直線運動。實施例2以2個單元抽油機為例自平衡式抽油機的具體結(jié)構(gòu)如下本實施例的單元抽油機為2個，即第一單元抽油機8、第二單元抽油機9。本實施例中，在電動機1上聯(lián)接有受電動機1驅(qū)動的皮帶傳動機構(gòu)2，皮帶傳動機構(gòu)2的輸出軸上聯(lián)接有減速器3，減速器3的輸出軸一端通過第一聯(lián)軸器12與第一曲軸4聯(lián)相，另一端通過第二聯(lián)軸器13與第二曲軸5聯(lián)相。第一曲軸4與第一聯(lián)軸器12之間以及第二曲軸5與第二聯(lián)軸器13之間通過軸承聯(lián)接，軸承通過軸承座固定。本實施例的曲軸中部的彎曲段可以設(shè)置為凸形。本實施例的第一單元抽油機8和第二單元抽油機9也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)游梁式抽油機，其結(jié)構(gòu)以及設(shè)置與于上述實施例1中的相同。本實施例的第一曲軸4和第二曲軸5中部的彎曲段在圓周面上呈180°分布。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例3以4個單元抽油機為例自平衡式抽油機的具體結(jié)構(gòu)如下本實施例與上述實施例1的主要區(qū)別在于第一曲軸4、第三曲軸6是一體式設(shè)置， 第二曲軸5、第四曲軸7是一體式設(shè)置，取消了第三聯(lián)軸器14和第四聯(lián)軸器15的設(shè)置。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例4以6個單元抽油機為例自平衡式抽油機的具體結(jié)構(gòu)如下本實施例與上述實施例1的主要區(qū)別在于在減速器3的輸出軸兩側(cè)分別設(shè)置三個曲軸，且對稱設(shè)置，即共設(shè)置有6個曲軸，在曲軸的彎曲段相應(yīng)地設(shè)置有6個單元抽油機，此時，相鄰兩個曲軸的彎曲段所在圓周面之間的夾角為60°。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例5
以10個單元抽油機為例自平衡式抽油機的具體結(jié)構(gòu)如下本實施例與上述實施例1的主要區(qū)別在于在減速器3的輸出軸兩側(cè)分別設(shè)置5個曲軸，且對稱設(shè)置，即共設(shè)置有10個曲軸，在曲軸的彎曲段相應(yīng)地設(shè)置有10個單元抽油機， 此時，相鄰兩個曲軸的彎曲段所在圓周面之間的夾角為36°，其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例6本實施例與上述實施例1的主要區(qū)別在于單元抽油機采用雙驢頭式抽油機，游梁與曲軸的彎曲段通過鋼絲繩聯(lián)接，或者單元抽油機采用漸開線天輪式抽油機，其漸開線天輪上纏繞的鋼絲繩與曲軸的彎曲段相聯(lián)接。第三曲軸6的末端和第四曲軸7的末端也是通過設(shè)置在軸承座上的軸承支撐固定。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例7在上述實施例1 6中的曲軸中部彎曲段還可以是馬鞍形或者弧線形或者山脊形，還可以是其他的只要能夠?qū)崿F(xiàn)曲軸的圓周旋轉(zhuǎn)運動從而帶動單元抽油機的往復(fù)直線運動的形狀均可。本發(fā)明的平衡式抽油機的工作原理(4個單元抽油機為例)如下電動機1通過皮帶傳動機構(gòu)2將動力傳動到減速器3的輸入軸，經(jīng)減速器3減速后，減速器3的輸出軸分別帶動第一聯(lián)軸器12和第二聯(lián)軸器13轉(zhuǎn)動，第一聯(lián)軸器12和第二聯(lián)軸器13分別帶動第一曲軸4和第二曲軸5轉(zhuǎn)動，第一曲軸4和第二曲軸5再帶動第三聯(lián)軸器14和第四聯(lián)軸器15轉(zhuǎn)動，第三聯(lián)軸器14和第四聯(lián)軸器15再分別驅(qū)動第三曲軸6 和第四曲軸7做圓周轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的第一曲軸4、第二曲軸5、第三曲軸6、第四曲軸7分別帶動第一單元抽油機8、第二單元抽油機9、第三單元抽油機10、第四單元抽油機11的抽油桿作往復(fù)直線運動進行抽油作業(yè)，實現(xiàn)多井聯(lián)動抽油目的。
權(quán)利要求
1.一種自平衡式抽油機，其特征在于電動機⑴通過皮帶傳動機構(gòu)⑵與減速器⑶ 相聯(lián)接，減速器⑶的輸出軸上設(shè)置曲軸，曲軸通過連桿或鋼絲繩與2 10偶數(shù)個單元抽油機相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡式抽油機，其特征在于所述的曲軸為在一根曲軸或相互聯(lián)接的曲軸上設(shè)置有與單元抽油機個數(shù)相同的2 10個等分圓周的彎曲段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自平衡式抽油機，其特征在于所述的曲軸是對稱地設(shè)置在減速器(3)的輸出軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自平衡式抽油機，其特征在于所述曲軸的彎曲段呈山脊形或馬鞍形或弧線形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自平衡式抽油機，電動機通過皮帶傳動機構(gòu)與減速器相聯(lián)接，減速器的輸出軸上設(shè)置曲軸，曲軸通過連桿或鋼絲繩與2～10偶數(shù)個單元抽油機相聯(lián)；主要能夠聯(lián)動驅(qū)動多臺單元抽油機同時作業(yè)，實現(xiàn)多井聯(lián)動的目的，能實現(xiàn)抽油機懸點載荷的互平衡，而且傳動過程中的動力損失小，很好地實現(xiàn)長沖程作業(yè)；在減速器的輸出軸兩側(cè)的曲軸和單元抽油機是偶數(shù)個，且最好能對稱分布，實現(xiàn)減速器輸出平衡，提高其工作效率。
文檔編號E21B43/00GK102352738SQ201110338228
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者任濤 申請人:西安石油大學(xué)